Устройство для неразрушающего контроля объектов

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может найти применение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствам от окружающей среды, а также для обнаружения внутренних неоднородностей диэлектрических объектов / т.е. может использоваться в качестве систем электровидения/. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Достижение цели обеспечивается использованием в устройстве контура автоматического регулирования усиления, образованного усилителем 19, сумматором 20, источником 2 электрического поля, системой приемных элементов 3, сумматором 16, режекторным фильтром 17, фазовращателем 18 и детектором 21 и обеспечивающего оптимальную установку уровня сигнала, противофазного помехам, при котором достигается минимальный средневзвешенный уровень помех на входе всех элементов 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 О 01 N 27 /82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61 ) 1436055 (21) 4349688/25-28 (22) 25.12„-87 (46) 30.-06.89. Бюл. У 24 (71 ) Белорусский государственный университет им,В.И.Ленина (72) А.И.Бондарчук и Н.Н,Скриган (53) 620.179.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1436055, кл„ О 01 N 27/82, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может найти применение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствам от окружающей среды, а также для об„„SU„„1490612 A 2

2 наружения внутренних неоднородностей диэлектрических объектов (т.е. может использоваться в качестве систем электровидения) . Целью изобретения является повьш ение помехоустойчивости. Достижение цели обеспечивается использованием в устройстве контура автоматического регулирования усиления, образованного усилителем 19,сумматором 20, источником 2 электрического поля, системой приемных элементов 3, сумматором 16, режекторным фильтром 17, фазовращателем 18 и детектором 21 и обеспечивающего оптимальную установку уровня сигнала,противофазного помехам, при котором достигается минимальный средневзвешенный уровень помех на входе всех элементов 3. 2 ил.

С:

149061 2

Изобретение относится к средствам нераэрушающего контроля, может найти применение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствам от окружающей среды, а также для обнаружения внутренних неоднородностей диэлектрических объектов (т,е. может использоваться в качестве систем 10 электровидения) и является усовершенствованием устройства по авт.сН

11 1436055, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости путем активной компенсации помех в зоне приемных элементов.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу 20 устройства,.

Устройство для неразрушающего контроля объектов содержит генератор 1 переменного тока, источник 2

Ф электрического поля, систему приемных элементов 3 полосовые фильтры

4, коммутатор 5, причем каждый приемный элемент 3 системы подключен через соответствующий полосовой фильтр

4 к входу коммутатора 5, последова- 30 тельно соединенные первый детектор

6, подключенный к выходу коммутатора 5, блок 7 выборки-хранения, первый сумматор 8 и индикатор 9, последовательно соединенные задающий генера- 35 тор 10. и счетчик 11, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 12 и 13, входы которых, а также управляющие входы коммутатора 5 подключены к выходам счетчика 11, генератор 40

14 линейно изменяющегося напряжения и второй сумматор 15, включенный между вторым цифроаналоговым преобразователем 13 и вторым входом индикатора 9. Выход задающего генератора 45

l O подключен к второму входу блока 7 выборки-хранения и к входу генератора 14, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 15.

Устройство содержит также последовательно соединенные третий сумматор

l6 входы которого подключены к выходам соответствующих элементов 3, режекторный фильтр 17, фазовращатель 18, усилитель 19 с регулируемым коэффициентом усиления и четвертый сумматор 20, к второму входу которого подключен генератор 1, а его выход соединен с источником 2 электрич еского поля, и в торой детектор

21, включенный между выходом режекторного фильтра 27 и вторым входом усилителя 19, Устройство работает следующим образом, Источник 2 электрического поля под воздействием генератора 1 создает в зоне контроля переменное электрическое поле, напряженность которого в каждой точке пространства изменяется по заданному закону, в частности как гармоническая функция времени с частотой, равной частоте сигнала генератора 1. Система приемных элементов 3 преобразует величину напряженности поля в точках пространства, соответствующих местам установки отдельных приемных элементов 3 в электрические сигналы. При этом в каждой точке пр странства, соответствующей точке установки приемного элемента 3 P (где i — номер зле«) мента в строке; ) — номер элемента

3 в столбце матрицы приемных элементов 3), с выхода приемного элемента получаем электрический сигнал

Я (t) = à" cos(Qt +ч ) +

«J

+ к,, (t), где а — амплитуда полезного элект«« рического сигнала на выходе элемента 3 Р

У (С) — помехи создаваемые внен-!

) ними и с точ ник ами у

1о — частота сигнала генератора 1;

Ч« — фазовый сдвиг, вносимый источником 2 электрического поля и системой приемных элементов 3.

К выходу каждого приемного элемента 3 системы подключен полосовой фильтр 4, настроенный на частоту (д сигнала генератора 1. Таким образом, на выходе полосовых фильтров 4 имеем гармонические сигналы с частотой, равной частоте сигнала генератора 1, и амплитудой а ", пропорциональной

««Ф напряженности поля, создаваемого источником 2 в окрестности соответствующих приемных элементов 3, т.е.

Б, (t) a; cos(+ 1 ), а сигнал помехи я (t) подавляется в фильтре 4. Выходные сигналы фильт1 49061 2 ем сигнал рон 4 периодически опрашиваются коммутатором 5, причем номер опрашиваемого приемного элемента 3 из системы задается двоичным кодом на выходах счетчика 11. Во время опроса очередного приемного элемента 3 вьгход соответствующего полосового фильтра

4 подключается коммутатором 5 к входу детектора 6, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное амплитуде выходного сигнала фильтра 4, которое поступает на входы цифроаналоговых преобразователей

1? и 13, Выходные сигналы приемных элементов 3 поступают также на входы сумматора 16, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный сумме выходных сигналов всех приемных элементов 3 (а) = К Т (а, саа(ы1 +q) J

+ р;;,(t) где К с 1 — коэффициент передачи сумматора 16, Сигнал q(t) поступает на вход режекторного фильтра 17, который настроен на частоту (сигнала генератора 1. С выхода Фильтра 17 получаq (t) = КK v; (t), 3 который представляет собой средневзвешенную сумму всех помех на входе устройства. На выходе детектора 21 формируется напряжение, пропорциональное среднему уровню сигнала

q (t) на выходе Фильтра 17, Кроме того, сигнал q (t ) через фазонращатель 18 и усилитель 19 поступает на вход сумматора ?О, причем величина фазового сдвига фазовращателя ь /

18 выбирается так, что сигнал q (t), формируемый на его выходе и передаваемый на вход источника 2 электрического поля, находится н противофазе с сигналом внешних помех на входах приемных элементов 3 устройства.

Контур автоматической регулировки усиления, образованной усилителем

19, сумматором 20, источником 2 электрического поля, системой приемных элементов 3, сумматором 16,фильтром 17 и детектором 21, обеспечивает оптимальную установку уровня сигнала, протинофазного помехам, при котором обеспечивается минимальное

55 средневзвешенное значение уровня помех на входе всех элементон 3 сист емы.

На фиг. 2 принедены временные диаграммы, поясняющие работу регистрирующего устройстна на примере, когда система приемных элементов 3 представляет собой матрицу размером

4х4. Выходной сигнал задающего генератора 10 (фиг.2а) поступает на вход счетчика 11, формируя номер очередного опрашиваемого приемного элемента 3 системы. С приходом очередного импульса генератора 10 значение двоичного кода на выходах счетчика 11 увеличивается на единицу. Когда опрошены все элементы 3 системы, счетчик 11 сбрасывается в исходное состояние и опрос начинается сначала.

На чертеже фиг.?б представлена диаграмма изменения напряжения на выходе детектора 6 в процессе опроса приемных элементов 3. В момент прихода очередного импульса генератора 10 это напряжение запоминается блоком

7 выборки †хранен (фиг.2в).Выходы старших разрядов счетчика 11 (для рассматриваемого примера это два старших разряда из четырех) поступают на входы цифроаналогового преобразователя 12, формируя на выходе последнего напряжение, пропорциональное номеру просматриваемой строки в матрице приемных элементов 3 системы (фиг.2д). Это напряжение складывается в сумматоре 8 с выходным напряжением блока 7 и поступает на первый вход индикатора 9. Выходы младших разрядов счетчика 11 (для рассматриваемого примера это дна младших разряда из четырех) поступают на входы цифроаналогового преобразователя 13, формируя напряжение, пропорциональное номеру приемного элемента в строке системы элементов 3 (Фиг ° 2г). Это напряжение складынается в сумматоре 15 с выходным напряжением генератора 14 линейно изменяющегося напряжения. Запуск генератора 14 осуществляется по сигналу генератора 1 О, а пиковое значение амплитуды его выходного сигнала выбирается равным кванту выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 13 (фиг,2ж). таким образом, на выходе сумматора 15 имеем сигнал, I представляющий собой пилообразную функцию времени (фиг.2з).

1490612

Сос тави тель И. P екунов а

Редактор С.Лисина Техред М.яндык Корректор М.Максимишинец

Заказ 3749/52 Тираж 789 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

Совокупность выходных сигналов сумматоров 8 и 15 обеспечивает Аормирование на индикаторе 9 изображения объекта 22, полученного разверткой по строкам системы приемных элементов 3 со ступенчатой интерполяцией сигнала в пределах строки. Однако изображение объекта 22 формируется только в том случае, если электри- 10 ческие характеристики объекта 22 отличаются от характеристик среды,т.е. устройство может быть использовано для обнаружения неоднородностей в сплощных средах, поиска объектов в 15 оптически непрозрачных средах. Если имеется эталонный образ (иэображение) какого-либо класса объектов 22, то предлагаемое устройство может быть использовано для контроля отклонений 20 параметров исследуемого объекта (геометрических и Аиэических) от эталонного, А и р и у л а и з î б р е т е н и я

Устройство для неразрущающего контроля объектов по авт. св, Ф 1436055, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, оно снабжено последовательно соединенными третьим сумматором, входы которого подключены к выходам соответствующих приемных элементов, режекторным фильтром, фазовращателем и усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, четвертым сумматором и включенным между выходом режекторного Аильтра и вторым входом усилителя с регулируемым коэАфициентом усиления вторым детектором, а генератор переменного тока подключен к источнику электрического поля через четвертый сумматор, второй вход которого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэфАициентом усиления.