Ультразвуковое устройство для контроля качества изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий теневым ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля изделий с переменной толщиной. Цель изобретения - повышение достоверности контроля и расширение функциональных возможностей за счет определения толщины изделия. Изделие прозвучивают сначала высокочастотным сигналом и определяют расстояние от преобразователей 1 и 2 установленных снаружи и внутри полого изделия 3, до стенок изделия так определяют толщину изделия 3 в данном участке сканирования. Вычислительный блок 14 по толщине управляет амплитудой узлучаемого низкочастотного сигнала, проходящего сквозь стенд изделия. Принятый преобразователем 2 сигнал обрабатывается временным и амплитудным селекторами и поступает на регистратор 18 . 1 ил.

СО(ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

А1 (51)4 G 01 1(29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4254742/25-28 (22) 02.06.87 (46) 23.10,89. Бюп. У 39 (71) Кишиневское проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем, управления (72) А.С. Демченко и А,И. Миронов (53) 620,179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 560179, кл, С 01 N 29/04, 1975.

2 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЛЛЯ

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающЕму контролю изделий теневым ультразвуковым методом и мокет быть использовано для контроля изделий с Переменной толщиной. Цель изобретения — повьппение достоверности контроля и расширение функциональ1

1516959 ных возможностей за счет определения толщины изделия, Изделие прозвучивают сначала высокочастотным сигналом и определяют расстояние от преобразователей 1 и 2> установленных снаружи и внутри полого иэделия 3, до стенок иэделия, Так определяют толщину иэделия 3 в данном участке сканирования ° Вычислительный блок 14 по толщине управляет амплитудой излучаемого низкочастотного сигнала, проходящеп го сквозь стенд иэделия. Принятый преобразователем 2 сигнал обрабатывается временным и амплитудным селекторами и поступает на регистратор

18, 1 ил, 35

Изобретение относится к нераэрушающему контролю изделий ультразвуко- 15 вым методом и мокет быть использовано для автоматического контроля качества структурно-.неоднородных, например композитных, иэделий с переменной толщиной стенки теневым методом. 2р

Цель изобретения — повышение достоверности контроля качества иэделий за счет исключения помех, маскирующих от дефекта, и расширение функциональных возможностей за счет оп- 25 ределения также и толщины изделия, На чертеже представлена структурная схема устройства для контродя качества изделий.

Устройство для автоматического контроля качества иэделий содержит акустические преобразователи 1 и 2, установленные снаружи и внутри полого изделия 3, размещенного на платформе 4, вращающейся с помощью электропривоца 5. .Преобразователи 1 и 2 перемещаются вдоль оси вращающегося иэделия 3. механизмом 6 перемеI щения, управляемого сигналами датчика 7 координат и частоты вращения 4р платформы 4 (например, фотозлектри", ческого датчика), Преобразователь l подключен к выходу генератора 8 низкочастотныхимпульсов, вход которого соединен с 45 первым выходом синхронизатора 9, подключенного к входу генератора 10 высокочастотных импульсов, по выходу соединенного с первым входом — выхо-, дом аналогового коммутатора 11 и входом усилителя 12 высокочастотных сигналов, выход которого подключен к входу измерителя 13 временных интервалов, а выход последнего — к информационному входу В вычислитель55 ного программируемого блока 14, например 3ВМ (устройства ввода и вывода сигналов вычислительного устройства 14 (не показаны). Стартовый вход

/ измерителя 13 и сигнальный вход Л вычислительного блока 14 соединены с вторым выходом синхронизатора 9, Первый выход С вычислительного блока 14 подключен к регулирующему входу амплитуды генератора 8 низкочастотных импульсов, Управляющий вход коммутатора 11 подключен к третьему выходу синхронизатора 9, второй вход — выход— к преобразователю 1, а третий вход выход — к преобраэо»ателю 2, с которым также соединен вход усилителя

15 низкочастотных сигналов. Выход последнего подключен к информационному входу временного селектора 16 (стробирующего блока), стартовый вход задержки стробирующего импульса которого соединен с первым выходом синхронизатора 9, соединенным с входом сброса пикового детектора в амплитудном селекторе 17, Регулирующий вход задержки стробирующего импульса временного селектора 16 соединен с вторым информационным выходом Е вычислительного блока 14, а выход селектора 16— с входом амплитудного селектора 17 (пиковый детектор с пороговым устрой ством), по выходу подключенного к регистратору 18 (сигнализатору дефектов) и информационному входу F вычислительного блока 14, вход К которого соединен с выходом датчика

7 координат контролируемого участка изделия 3, Выходные и служебные сигналы вычислительного блока 14 для начальной установки и пуска синхронизатора 9, электропривода 5, механизма 6 перемещения преобразователей 1 и 2, а также стандартные устройства ввода — вывода данных в 3ВМ не показаны.

Устройство работает следующим образом, 5 l5

В исходном состоянии измеряется (либо вычисляется) и вносится в вычислительный блок 14 базовая величина периода Т распространения ультразвукового импульса от преобразователя 1 до преобразователя 2 и обратно при отсутствии изделия 3 между ними, а также коэффициенты К, и K учитывающие затухание и скорость распространения ультразвуковых волн в материале изделия 3. Преобразователи и 2 устанавливаются в верхней части изделия 3, включается электропривод 5 вращения платформы 4, По сигналам оборота, получаемым от датчика 7, механизм 6 перемещения опускает преобразователи 1 и 2 на заданную величину, чем обеспечивается сканирование всего иэделия 3, В первом такте синхронизатор 9 устанавливает коммутатор 11 в положение соединения преобразователя 1 с выходом генератора 10 высокочастотных импульсов и входом усилителя 12 высокочастотных сигналов °

Во втором такте синхронизатор 9 возбуждает генератор 10, запускает измеритель 13, инициирует ввод данных (если они есть) по входам F и К в вычислительный блок 14> воздейст †. вуя на его вход А. При этом возбужденный генератором 10 преобразователь 1 излучает высокочастотный импульс в сторону наружной поверхности изделия 3 и принимает эхосигнал от него, который, пройдя через коммутатор 11 и усилитель 12, останавливает измеритель 13, по сигналу которого результат измерения периода Т, от излучения импульса преобразователем 1 до приема им эхосигнала запоминается в вычислительном бло.ке 14.

В третьем такте синхронизатор 9 воздействует на коммутатор 11, переводя его в положение соединения преобразователя 2 с выходом генератора 10 и входом усилителя 12, Четвертый такт аналогичен второму, при этом в вычислительном блоке 14 запоминается период Tq между излучением импульса преобразователем

2 и приемом эхосигнапа от внутренней поверхности иэделия 3, после чего производится вычисление уставки М,, задающей амплитуду импульса генератора 8, по формуле М, = T „- (T +

+ Т )+К,. Уставка tf, выводится через

16959

1О

55 первый информационный выход С на регулирующий вход генератора 8.

В пятом такте синхронизатор 9 выдает стартовый сигнал на вход генератора 8, стартовый вход задержки стробирующего импульса временного селектора 16, вход сброса амплитудного селектора 17. Вычислительный блок 14 при этом вычисляет уставку ! 1 задержки строб-импульса по формуле M>= T — (T, + 1 )К и яыводит ее через второй информационный выход

Е на регулирующий вход задержки стробирующего импульса временного селектора 16, Генератор 8 возбуждает преобразователь 1 с амплитудой, задаваемой величиной уставки М, (определяемой толщиной изделия 3 в зоне сканирования), низкочастотный ультразвуковой сигнал преобразоватсля 1 проходит через стенку изделия 3, затухает в зависимости от качества материала и принимается преобразователем 2, Затем этот сигнал, пройдя через усилитель 15, поступает на информационный вход временного селектора 16, н котором в даннъп момент времени, определяемъ и уставкой 1g вырабатывается короткий стробирующий импульс (длительностью несколько микросекунд).

В период действия последнего амплитуда импульса, прошедшего через изделие 3, фиксируется на пиковом детекторе амплитудного селектора 17, с которого считывается по входу F вычислительным блоком 14 (при воздействии на его вход А стартового импульса в очередном такте работы синхронизатора 9), а также через пороговое устройство селектора 17 может поступать на регистратор (сигнализатор дефектов)18 (в пятом такте синхронизатора 9 амплитудный селектор 17 вновь переводится в исходное состояние).

При этом реверберационный сигнал, возникающий в изделии 3 вследствие переотражения между дефектом и слоями изделия, его гранями, выступами и впадинами, имея большее время распространения, приходит на преобразователь 2 после того, как закрывается временной селектор 16, Поэто- му такой сигнал не поступает в вычислительный блок 14 и не маскирует сигнал о дефекте, как это имеет место в известнъ х системах контроля.

Этим повъппается достоверность контI роля качества изделий, которая до1516959

Составитель JT, Кондрыкинская

ТехРед Л.рлийнык Корректор В, Гирняк

Редактор И. Горная

=1акаэ 6.386/48

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 полнитепьно обеспечивается также за счет проэвучива пы иэделия 3 импульсами, амплитуда которых является функцией толщины иэделия. Предлагаемое устройство обеспечивает выявление дефектов, частично проницаемых для ультразвука, находящихся в структруно-неоднородных, например композитных, материалах (за счет введения функциональной зависимости излученного сигнала от объема прозвучиваемого материала), Кроме того, одновременно с выявлением несплошностей формируется не- 15 обходимая информацщр о геометрических параметрах изделия — толщине наружном и внутреннем диаметре, овальности, разностенности. Для получения их в явном виде достаточно в вычислительный блок 14 (ЭВМ) предварительно ввести базовые данные, полученные известными способами путем установки на платформе 4 соответствующих испытательных 1контроль- 25 ных) образцов, по которым считываются и запоминаются эталонные (базовые) значения соответствующих сигналов, и сравнивать с ним текущие данные измерителя 13 периода распростра- 30 нения эхосигнапов между преобразователями 1 и 2 изделием 3.

Толщина изделия 3 определяется разностью периодов Т z — (Т, + T ), прочие геометрические параметры, вычисляются по изменению величин Т, и Т в пределах оборота изделия 3 и сравнением с аналогичными величинами, полученными при сканировании соответствующего испытательного (эталонно- 40 го) образца °

Формул а изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор низкочастотных сигналов и первый акустический преобразователь, последовательно соединенные второй акустический преобразователь, усилитель низкочастотных сигналов, временной селектор амплитудный селектор и регистратор и блок сканирования, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и расширения функциональных воэможностей путем измерения также и толщины изделий, оно снабжено последовательно соединенными генератором высокочастотных сигналов, усилителем высокочастотных сигналов, измерителем временных интервалов и вычислительным блоком, первый выход которого подключен к управляющему амплитудой входу генератора низкочастотных сигналов, а второй выход — к управляющему входу временного селектора, датчиком координат акустических преобразователей, выход которого подключен к вычислительному блоку, и коммутатором, информационный вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных сигналов, два выхода — к входам акус- тических преобразователей соответственно, а выход синхронизатора подключен к стартовым входам вычислительного блока, измерителя временных интервалов, входу генератора высокочастотных сигналов и управляющим входам коммутатора, временного селектора и амплитудного селектора,