Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом и может быть использовано в различных отраслях промышленности ,в частности, при контроле качества толстостенных изделий. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет автоматического формирования оптимальной для глубины обнаружения дефекта диаграммы направленности. При отсутствии дефекта через открытые цифровые ключи 13 блока 5 коммутатора импульсы с выхода делителя 21 частоты запускают N генераторов, возбуждающих пьезопреобразователи акустического блока 2, эхо-сигналы с выхода которых через аналоговые ключи 14 могут поступать на входы сумматора 6 и далее на индикатор 10. При появлении эхо-сигналов дефекта в временных воротах селектора 22 они через блок 23 задержки переключают датчик 24 дефектов в противоположное состояние. Блок 15 памяти запоминает их временное положение относительно зондирующего импульса и оставляет открытыми такое количество цифровых 13 и аналоговых 14 ключей, которое соответствует возбуждению определенного числа пьезопреобразователей акустического блока 2, формирующего диаграмму направленности требуемого вида. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

111 А1 (19) (11) (51) 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4222234/25-28 (22) 06.04 ° 87 (46) 07. 04. 89. Бюл. 1(- 13 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) В.Е.Городков и А.B.11åäâåäåâ (53) 620.179.16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1065768, кл. G 01 N 29/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1364974, кл. С 01 N 29/04, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности, при контроле качества толстостенных изделий. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет автоматического формирования оптимальной для глубины обнаружения

l47l 118 дефекта диаграммы направленности. При отсутствии дефекта через открытые цифровые ключи 13 блока 5 коммутатора импульсы с выхода делителя 21 частоты запускают и генераторов, возбуждающих пьезопреобразователи акустического блока 2, эхо-сигналы с выхода которых через аналоговые ключи

14 могут поступать на входы сумматора 6 и далее на индикатор 10. При появлении эхо-сигналов дефекта в временных воротах селектора 22 они через

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделий

1 ультразвуковым методом и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности при конт5 роле качества толстостенных изделий, Цель изобретения — повышение производительности контроля за счет автоматического формирования оптимальной для глубины обнаружения дефекта диаграммы направленности.

На фиг.l представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг.2 — временные диаграммы его 15 работы.

Дефектоскоп. содержит синхронизатор 1, акустический блок 2, блок 3 иэ и генераторов 4, коммутатор 5, последовательно соединенные сумматор 6, 2р усилитель 7, автоматический сигнализатор 8 дефектов, исполнительный механизм 9 и индикатор 10, акустический блок 2 содержит (n-1) кольцевых пьезопреобразователей 11, централь- 25 ный дисковый преобразователь 12, соосный с кольцевыми пьезопреобразователями 11, коммутатор 5 содержит (n"1) цифровых ключей 13 и (n-1) аналоговых ключей 14, первый выход синх- 30 ронизатора l соединен с первыми входами цифровых ключей 13, входы (n-1) генераторов 4 соединены с выходами цифровых ключей 13, вход n-ro генератора 4 соединен с выходом синхронизатора 1, выходы (и-1) генераторов 4 соединены с соответствующими кольце- выми преобразователями 12 и первыми входами аналоговых ключей 14 ° выход блок 23 задержки переключают датчик

24 дефектов в противоположное состояние, Блок 15 памяти запоминает их временное положение относительно зондирующего импульса и оставляет открытыми такое количество цифровых 13 и аналоговых 14 ключей, которое соответствует возбуждению определенного числа пьезопреобразователей акустического блока 2, формирукщего диаграмму направленности требуемого вида. 2 ил. и-го генератора 4 соединен с центральным дисковым преобразователем 12 и первым входом сумматора 6, остальные (и-1) входов которого соединены с соответствующими выходами аналоговых ключей 14, вторые входы которых соединены с соответствующими входами цифровых ключей 12, блок 15 памяти, содержит (n-1) ячеек 16 памяти, (и-1) устройств 17 сброса и (n-1) устройств 18 записи, синхронизатор 1 выполнен из последовательно соединенных задающего генератора 19 и счетчика 20 и делителя 21 частоты, автоматический сигнализатор 8 дефектов выполнен из последовательно соединенных временного селектора 22, блока 23 задержки и датчика 24 дефектов, вход делителя 21 частоты соединен с выходом задающего генератора 19, выход. делителя 21 частоты является первым выходом синхронизатора 1 и соединен с вторым входом датчика 24 дефектов, являющегося вторым входом автоматического сигнализатора 8 дефектов, второй выход временного селектора 22 является первым выходом автоматического сигнализатора 8 дефектов, второй вход блока 23 задержки является третьим входом автоматического сигнализатора 8 дефектов и соединен с выходом задающего генератора 19, являющегося вторым выходом синхронизатора 1, второй выход усилителя 7 соединен с входом индикатора 10, первый вход управления каждого нз (n-1) устройств 17 сброса объединен с аналогичным вх пом устройства 1 8 записи и

1471118 соединен с соответствующим выходом счетчика 20, вторые входы устройсть

17 сброса объединены и подключены к инверсному выходу датчика 24 дефектов, вторые входы устройств 18 записи объединены и подключены к прямому выходу датчика 24 дефектов, входы сброса и записи ячеек 16 памяти соответственно соединены с выходами соответ- 10 ствующих устройств 17 сброса и устройств 18 записи, а выходы - с соответствующими вторыми входами цифровых ключей 13 °

Дефектоскоп работает следующим об- 1 разом.

Частота следования импульсов задающего генератора 19 (эпюра а,фиг.2), делится делителем 21 частоты на и где п — общее число пьезопреобразова- 0 телей в акустичес .ом блоке 2. Импульсы 8 с делителя 21 поступают на цифровые ключи 13 коммутатора 5, на вход датчика 24 дефектов и непосредственно на запуск генератора 4, возбуждаю- 25 щего центральный дисковый пьезопреобразователь 12 акустического блока 2.

Кроме того, импульсы задающего генератора 19 поступают на вход счетчика

20,в результате чего на и-1 выходах его появляются импульсы о сдвинутые относительно. друг друга.

С приходом импульса о датчик 24 дефектов устанавливается таким образом, что на прямом выходе появляется потенциал (эпюра е), разрешающий про- 35 хождение импульсов Ь через устройство 18 записи, а на инверсном выходе датчика 24 дефектов нулевой потенциал (начало эпюры ж). Таким образом, через устройство 18 записи проходят

40 импульсы счетчика 20 и на выходе имеются импульсы ц., которые поочередно накапливаются в соответствующих ячейках 16 блока 15 памяти (эпюры л).

Сформированные потенциалы р являются управляющими для цифровых 13 и аналоговых 14 ключей коммутатора 4.

Таким образом, в течение первого периода на входах всех цифровых ключей 13 появляются разрешающие сигналы 50 для происхождения импульсов о делителя 21 частоты, которые во время прохода на их управляющие входы второго импульса делителя 21 (эпюра б) запускают генераторы 4 зондирующих импуль- 55 сов кольцевых пьезопреобразователей

11 акустического блока 2, В это же время второй импульс делителя 21 частоты запускает центральный дисковый пьезопреобразователь 12 акустического блока 2. В результате формируется суммарная диаграмма направленности акустического блока для проверки качества всей толщины иэделия вторыми импульсами на эпюре м.

При обнаружении дефекта (эпюра r) дефектоскоп определяет расстояние до него и изменяет площадь акустического блока 2 так, чтобы чувствительность его была оптимальной для данной глубины залегания дефекта. Принятый эхосигнал g пьезопреобразователями 11 и 12 акустического блока 2, работающего в режиме приема, проходит через аналоговые ключи 14, так как они открыты импульсами А, 3xo-сигналы от кольцевых пьезопреобразователей 11 сую ируются сумматором 6, усиливаются усилителем 7 и отображаются на индикаторе 10.

Кроме того, эхо-импульс 2 с усилителя 7 проходит через временной селектор 22, который управляется стробимпульсом зоны контроля. Прошедшие импульсы идут на управление исполнительным механизмом 9, например маркиратором, а также в блок 23 задержки, который вырабатывает импульс с передним фронтом, совпадающим во времени с передним фронтом эхо-импульса, а задним — с ближайшим синхроимпульсом генератора 19. Задним фронтом импульса возвращается датчик 24 дефектов в исходное состояние, т.е. на прямом выходе появляется нулевой потенциал, который запрещает проходить импульсам 6 через устройство 18 записи, а на инверсном выходе появляется разрешающий единичный потенциал, по длительности равный промежутку времени от момента прихода импульса до конца периода, т.е. импульса 5 и определяющий количество импульсов которые успеют пройти через устройство 1 8 записи и сбросят потенциал с нижележащих ячеек 16 памяти, эпюра h — нулевой потенциал, т,е. за. претят прохождение импульсов через соответствующие цифровые 13 и анало говые 14 ключи коммутатора 5. (n-1) кольцевых пьезопреобразователей 11 соосны с центральным дисковым пьезопреобразователем 12, причем радиусы их выбраны так, чтобы площадь акустического блока 2 соответствова2 ла уравнению S„= Kr„, где К вЂ” коэф6 147 фициент пропорциональности, r " глубина слоя и г„ 1„, ", 1" - допус" тимая погрешность измерения диаметра дефекта.

Дефектоскоп позволяет повысить производительность послойного контроля за счет автоматического перехода от формирования суммарной диаграммы направленности при отсутствии дефектов к формированию оптимальной для данной глубины залегания дефекта диаграммы направленности путем включения того или иного количества концентрически расположенных пьезопреоб-. разователей в акустическом блоке.

Формула изобретения

Ультразвуковой дефе кто скоп, содержащий синхронизатор, акустический блок, блок из и генераторов, коммутатор, последовательно соединенные сумматор, усилитель, автоматический сигнализатор дефектов и исполнительный механизм и индикатор, акустический блок выполнен из (n-1) кольцевых пьезопреобразователей и соосного им центрального дискового пьезопреобразователя, коммутатор выполнен из (n-1) цифровых ключей и (n-1) аналоговых ключей, первый выход синхронизатора соединен с первыми входами цифровых ключей, входы (n-1) генераторов соединены с выходами цифровых ключей, а вход и-го генератора соединен с первым выходом синхронизатора, выходы (n-1) генераторов соединены с соответствующими кольцевыми пьезопреобразователями и первыми входами аналоговых ключей, выход и-ro ге-. нератора - с центральным дисковым пьезопреобразователем и первым входом сумматора, остальные (n-1) входов которого соединены с соответствующими

ll 18 6 выходами аналоговых ключей, вторые входы которых соединены с соответствующими вторыми входами цифровых ключей, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен блоком памяти из (n-1) ячеек памяти, (n-1) устройств сброса и (п-1) устройств записи, синхронизатор выполнен из последовательно соединенных задающего генератора и счетчика и делителя частоты, автоматический сигнализатор дефектов выполнен из последовательно соединенных временного селектора, блока задержки и датчика дефектов, вход делителя частоты соединен с выходом задающего генератора, а выход является первым выходом синхронизатора и соединен с вторым входом датчика дефектов, являющегося вторим входом автоматического сигнализатора дефектов, второй выход временного селектора является первым выходом авторб матического сигнализатора дефектов, второй вход блока задержки является третьим входом автоматического сигнализатора дефектов и соединен с выходом задающего генератора, являющегося

ЗО вторым выходом синхронизатора, второй выход усилителя соединен с входом индикатора, первый вход управления каждого из (n-1) устройств сброса соединен с аналогичным входом устройства записи и соответствующим выходом

35 счетчика, вторые входы устройств сброса объединены и соединены с инверсным выходом датчика дефектов, вторые входы устройств записи объеди о иены и соединены с прямым выходом датчика дефектов, входы сброса и записи ячеек памяти соединены с выходами соответствующих устройств сброса и устройств записи; а выходы — с со45 ответствующими вторыми входами цифровых ключей.

1471118

s) и) и) л) Составитель И.Соколов

Техред М.Ходанич

Корректор О. Кравцова

Редактор Е.Папп

Заказ 1602/46 . Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101