Устройство для ультразвукового контроля
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии для контроля изделий с большим затуханием ультразвука, изделий из материалов типа пластмасс. Целью изобретения является увеличение пороговой чувствительности за счет увеличения энергии зондирующего импульса без потери в лучевой разрешающей способности . В предлагаемом устройстве генератор зондирующего излучения выполнен в виде последовательно соединенных триггера, интегратора, формирователя линейно-частотно-модулированных сигналов и усилителя.,мощности. Повышение чувствительности достигается путем дополнительного введения в ycTpoi cTBO последовательно соединенных перемножителя, подключенного к выходу входного усилителя, фильтра нижних частот и анализатора амплитудного спектра. 2 ил. § (/)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„,SU„„1458804 А1
m1 4 С 01 1 1 29/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мощности.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4276321/25-28 (22) 06.07.87 (46) 15.02.89. Вюл. У 6 (72) В.К.Качанов, Л.В.Мякинькова, Г.10.Ðÿáîâ, И.В.Соколов и А.В.Мозговой (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 834501, кл. G 01 N 29/04, 1979.
Ермолова И.Н, Теория и практика ультразвукового контроля. M.: Машиностроение, 1981, с.95. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО
КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии для контроля изделий с боль1
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии для контроля изделий с большим затуханием ультразвука, изделий иэ материалов типа пластмасс.
Цель изобретения — увеличение пороговой чувствительности путем увеличения энергии зондирующего импульса беэ потери в лучевой разрешающей способности.
На фиг.l представлена структурная схема предлагаемого устройства для ультразвукового контроля; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства. шим затуханием ультразвука, изделий из материалов типа пластмасс. Целью изобретения является увеличение поро- говой чувствительности за счет увеличения энергии зондирующего импульса без потери в лучевой разрешающей способности. В предлагаемом устройстве генератор зондирующего излучения выполнен в виде последовательно соединенных триггера, интегратора, формирователя линейно-частотно-модулированных сигналов и усилителя. мощности.
Повышение чувствительности достигается путем дополнительного введения в устройство последовательно соединенных перемножителя, подключенного к выходу входного усилителя, фильтра нижних частот и анализатора амплитудного спектра. 2 ил.
Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, иэлу- 1 4© чающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, выходной усилитель ею .
5, перемножитель 6, подключенный к 4 ° выходу входного. усилителя 5, фильтр
7 нижних частот, анализатор 8 амплитудного спектра. Второй вход перемножителя подключен к выходу генератора
2 зондирующих импульсов, который выполнен в виде последовательно соединенных триггера 9, интегратора 10, формирователя 11 линейно-частотно-модулированных сигналов и усилителя 12
)4588
Устройство работает следующим образом.
Синхронизатор 1 формирует последовательность импульсов (фиг.2а) onЭ
5 ределяющую период повторения формируемого квазинепрерывного импульсного сигнала. На выходе триггера 9 фор мируется импульсная после ровательность типа "меандр". (фиг,2б), которая 1р подается на вход интегратора 10 (фиг.2в), напряжение треугольной формы с выхода которого управляет работой формирователя 11 линейно-частотно-модулированного сигнала. Амплиту- 15 да треугольного сигнала U задает девиацию частоты h F, постоянная составляющая 11 определяет значение средней частоты F . Значение 5F практически определяется исходя из тре- gp буемой лучевой разрешающей способности 6U по формуле
1 2
С з (1)
2дЬ где С вЂ” скорость распространения 25 зь акустических колебаний в контролируемом изделии;
F определяется рабочим диапазоном частот излучающего (приемного) прео бра- 30 зователя., Квазинепрерывный линейно-частотно-модулированный сигнал, усиленный по мощности в усилителе 12 мощности, излучается в изделие 13 излучающим преобразователем 3, эхо-сигнал принимается приемным преобразователем 4, усиливается входным усилителем 5 и поступает на первый вход перемножителя 6. В каждый данный момент времени 4р частота сигнала на первом входе перемножителя б отличается от частоты сигнала на .втором входе перемножителя на величину
ЬГ
h,F 2 L (2)
Ти С а де F — девиация несущей частоты зондирующего сигнала;
Т вЂ” период девиации несущей часи тоты (без учета направления 5р измерения частоты);
L — расстояние от излучающего (приемного) преоб разов ателя до дефекта (граница раздела слоев).. 55
Значение нижней боковой частоты
F в амплитудно-частотном спектре н сигнала на выходе перемножителя б,рав04
4 ное значению gF, как видно из выражения (2), прямо пропорционально расстоянию L до дефекта (границы разде3 ла слоев). Выделенный фильтром нижних частот сигнал нижней боковой частоты подается на вход амплитудного анализатора 8 спектра. Амплитуда сигнала на выходе (импульса на экране) анализатора 8 спектра пропорциональна энергии сигнала на его входе за время спектрального анализа этого сигнала, которое совпадает с временем контроля иэделия в одной точке и выбирается исходя из практических соображений не более 1 с. Известно, что в простейшем случае анализатор 8 амплитудного спектра представляет собой совокупность параллельно включенных полосовых высокодобротных фильтров, каждый из которых можно считать оптимальным фильтром для сигнала с частотой, совпадающей с частотой настройки фильтра. Из теории оптимальной фильтрации известно, что оптимальный фильтр улучшает отношении сигнал/нум в «) Э /Н рав, гда
3c — энергия сигнала; Иш — спектральная плотность мощности шума на его входе. Таким образом, выбирая длительность зондирующего сигнала в К10 ...10 раз больше, чем длитель4 ность зондирующего импульса (ограничивая ее только длительностью процесса контроля одной точки изделия), предлагаемое устройство позволяет (при предельном значении амплитуды зондирующего сигнала, определяемой электрической прочностью излучающего .преобразователя, повысить пороговую чувствительность в К = 30 — 100 раз без потери в разрешающей способности.
Формула из о брет ения
Устройство для ультразвукового контроля, содержащее соединенные последовательно синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и входной усилитель, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пороговой чувствительности за счет оптимальной фильтрации принятых сигналов, оно снабжено последовательно соединенными перемножителем, подключенным к выходу входного усилителя, фильтром нижних частот и анали5 1458804 6 затором амплитудного спектра, второй но соединенных триггера, интегратора, вход перемножижеля соединен с выходом формирователя линейно-частотно-модугенератора зондирующих импульсов, ко- лированных сигналов и усилителя мощторый выполнен в виде последователь- ности.
14 58804
Составитель Г.Иаксимочкин
Редактор С,Лисина . Техред Л.Олкинык. Корректор И. Шулла
Зак аз 366/50 Тираж 788 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграФическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
