Устройство ультразвукового теневого контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий ультразвуковым теневым методом и может быть использовано при автоматизированном контроле. Цель изобретения - повьппение производительности и пороговой чувствительности устройства автоматизированного контроля за счет применения п взаимно ортогональных зондирующих сигналов и их оптимальной фильтрации.-Устройство имеет п формирователей ортогональных псевдослучайньк последовательностей, перемножителей , усилителей мощности и генератор несущей частоты. Применение п оптимальных фильтров позволяет выделять , пропуская на соответствующий вход регистратора, только согласованный с данным оптимальным фильтром сложномодулированный сигнал, за счет чего повышаются производительность и пороговая чувствительность. 1 ил. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК g 4 с 01. N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I(21) 4308723/25-28 (22) 21.07.87 (46) 23.02.89. Бюл. У 7 (72) В.К.Качанов, И.В.Соколов, Д.А.Рапопорт, В.В.Игнатьевский и Г.А.Апатырев (53) 620.179.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 290216, кл.G 01 N 29/04, 1969.

Авторское свидетельство СССР

В 142468, кл. G Ol N 29/04, 1961. (54) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕНЕВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий ультразвуковым теневым методом и может быть использовано при автоматизиро1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий ультразвуковым теневым методом и может быть. использовано при автоматизированном контроле.

Цель изобретения — повьппение про".изводительности и пороговой чувствительности устройства автоматизированного контроля за счет применения и взаимоортогональных зондирующих сигналов и их оптимальной фильтрации.

На чертеже представлена структурная схема устройства ультразвукового теневого контроля.

Устройство содержит синхронизатор 1, п. каналов контроля, каждый иэ которых состоит из излучающего злектроакустического преобразователя

„.SUÄÄ 1460698 a i ванном контроле. Цель изобретения— повьппение производительности и пороговой чувствительности устройства автоматизированного контроля за счет применения и взаимно ортогональных зондирующих сигналов и их оптимальной фильтрации..Устройство имеет п формирователей ортогональных псевдослучайных последовательностей, перемножителей, усилителей мощности и генератор несущей частоты. Применение и оптимальных фильтров позволяет выделять,.пропуская на соответствующий вход регистратора, только согласованный с данным оптимальным фильтром сложномодулированный сигнал, за счет чего повышаются производительность и пороговая чувствительность. 1 ил.

2 и приемного злектроакустического преобразователя 3, и«канальный регистратор 4, входом синхронизации соединенный с выходом синхронизатора 1, генератор 5 несущей частоты, п каналов формирования взаимоортогональных псевдослучайных зондирующих сигКало В р каждый иэ Ko To pblK состоит из последовательно соединенных формиро"вателя 6 псевдослучайной последовательности, перемножителя 7 и усилителя 8 мощности, подключенного к соот ветствующему излучающему злектроакустическому преобразователю 2, входы формирователей 6 псевдослучайных последовательностей объединены и подключены к второму выходу синхронизатора 1, вторые входы перемножителей

146)698 з

7 объединены и подключены к выходу генератора 5 несущей частоты, и каналов обработки сигналов, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных входного .усилителя 9, 5 подключенного к выходу соответствующего приемного преобразователя 3, оптимального фильтра 10 и детектора 11, подключенного к соответствующему вхо- 10 ду регистратора .4.

Устройство работает следующим образомм .

Синхронизатор l на втором выходе формирует периодическую последователь-1 ность синхроимпульсов с периодом Т,, равным требуемой длительности сжатого импульса Т „ на выходе оптимально" го фильтра 10 и соответствуюпщм длительности зондирующего сигнала. Син- 20 хроимпульсы поступают на входы и формирователей 6 взаимоортогональных псевдослучайных видеосигналов.

Сформированные псевдослучайные сигналы поступают на первые входы 25 аналоговых перемножителей 7, осуществляющих операцию балансной модуляции, вторые объединенные вместе входы перемножителей 7 соединены с выходом генератора 5 несущей частоты. Сфор- д0 мированные фазоманипулированные в соответствии с псевдослучайными последовательностями бифазные сигналы каждого из кана.>ов контроля, усиленные . усилителями 8 мощности, возбуждают излучающие электроакустические преобразователи 2. Принятые приемными эле троакустическими преа :, .зователями 3 сигналы, прошедшие через контролируемое изделие, усиливаются входными усилителями 9 и поступают на входы канальных оптимальных фильтров 10, согласованных с псевдослучайным сиг" налом данного канала. Сжатые оптимальными фильтрами 10 и продетекти- 45 рованные амплитудными детекторами 11 сигналы поступают на п-входовой регистратор 4, в качестве которого может быть использован и-канальный самопишущий прибор или многоканальный 5О осциллограф.

Из теории оптимальной фильтрации известно, что, применяя в каждом из каналов приемного тракта согласованный с распространяющимся в канале сигналом фильтр> можно максимизиро вать отношение пикового значения сигнала /Я к среднеквадратичному напряжению шума U . При этом

4 u, /0 /э)к„, <> > где Э вЂ” энергия. одной реализации зондирующего сигнала;

N - спектральная плотность мощности шума в полосе частот сигнала.

Из приведенного выражения (1) следует, что энергия сигнала тн

) (), (2)

0 где Т вЂ” длительность реализации зондирующего сигнала, при прочих равных условиях определяет пороговую чувствительность контроля. Таким образом, применяя в приемном тракте оптимальный фильтр и увеличивая длительности зондирующего сигнала, можно повысить пороговую чувствительность контроля. Вид сигнала на выходе оптимального для него фильтра описывается интегралом автокорреляции тн

П,(".> = (U(t> U„(t- > ай о и является мерой подобия сигнала его варианту, последовательно смещенному во времени на величину t

Функция взаимной корреляции U () описывает реакцию оптимального фильтра, энного канала на фазоманипулированный сигнал другого канала, проникающий в данный канал за счет паразитной межканальной электро акустической связи. Таким образом, отбор ансамбля и кодирующих псевдослучайных последовательностей должен производиться не столько по "хорошему" виду функции автокорреляции — наличию одного центрального пика и минимальному относительному уровню токовых пиков, сколько по виду функции взаимной корреляции тн (л) (V,. () U„(e л)

0 где U;(t) и U (t) — функции, описывающие фазоманипулированные сигналы соответственно и k каналов контроля, которая является в конечном счете мерой взаимного соответствия двух кодирующих псевдослучайных последовательностей. С целью минимизации взаимного влияния каналов псевдослучайные последовательности должны удовлетворять требованию взаимной

5 14 ортогональности, т.е. для обеспечения высокой помехоустойчивости каналов устройства выбор кодирующих последовательностей основывается на анализе с целью минимизации функций взаимной корреляции каждой из используемых кодовых псевдослучайных последовательностей отдельно по отношению к остальным.

Применение в качестве зондирующих в и каналах передающего тракта фазоманипулированных взаимоортогональных псевдослучайных сигналов и использование в и каналах приемного тракта оптимальных фильтров, согласованных с сигналом данного канала контроля, позволяет осуществить в одном и том же частотном диапазоне одновременный контроль изделия и каналами,и, таким образом, повысить производительность и пороговую чувствительность.

Ф о р м у л а . и з о б р е т е н и я

Устройство ультразвукового теневого контроля, содержащее синхронизатор, и каналов контроля,,каждый иэ которых содержит излучающий и прием.ный электроакустические преобраэователи, и-канальный регистратор, вхо60698

6 дом синхронизации соединенный с выходом синхронизатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и пороговой

5 чувствительности контроля за счет применения и вэаимоортогональных зондирующих сигналов и их оптимальной фильтрации, оно снабжено генератором несущей частоты, каждый канал контроля снабжен последовательно включенными формирователем псевдослучайной последов атель но сти сигналов, о ртогональной относительно других каналов, перемножителем и усилителем мощности, подключенным к излучающему электроакустическому преобразователю, входы формирователей псевдослучайных последовательностей объединены и подклюрд чены к второму выходу синхронизатора, вторые входы перемножителей объединены и подключены к выходу генератора несущей частоты, и каналами обработки сигналов, каждый из которых состо25 ит из последовательно соединенных входного усилителя, подключенного к выходу соответствующего приемного электроакустического преобразователя, оптимального фильтра и детектора, 30 подключенного к соответствующему входу регистратора.