Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано при обнаружении дефектов в крупноструктурных материалах. Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения дефектов за счет увеличения фронтальной фокусировки сканирования и обеспечения равномерной чувствительности сканирования вдоль геометрической оси ультразвукового пьезопреобразователя. В дефектоскопе используется ультразвуковой пьезопреобразователь, выполненный в виде концентрически расположенных колец. В каждом цикле работы дефектоскопа задается определенное сочетание излучающего и приемного колец пьезопреобразователя. Результаты измерения амплитуды эхо-сигналов суммируются по всем циклам работы дефектоскопа. На электронно-лучевом индикаторе дефектоскопа отображается кривая распределения энергии отраженных сигналов по глубине сканирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОНИ СОВЕТСКИХ

C0LlHAËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈХ

РЕСПУБЛИК

А1 (g1}5 С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИД@ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4405499!25-28 (22) 04,03.88 (46) 23.04,90. Бюл, В 15 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.Н.Козлов, А,А,Самокрутов, В,Г.Шевалдыкии и Н.И.Яковлев (53) 620 179 ° 16(088.8) (56) Ермолов И.Н, Теория и практика ультразвукового контроля. И,: Машиностроение, 198 1, с, 95, (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано при обнаружении дефектов в крупноструктурных материалах. Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения дефектов за счет

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано при обнаружении дефектов в крупноструктуркых материалах, Цель изобретения — повышение достоверности обнаружения дефектов за счет обеспечения равномерной чувствительности приема эхо-сигналов вдоль геометрической оси пьеэопреобразователя.

На фиг.l показана структурная схема ультразвукового дефектоскопа, на фиг,2 — временные диаграммы сигналов на выходах синхронизатора, поясняющие работу дефектоскопа, Ультразвуковой дефектоскоп (фиг.13 содержит ультразвуковой пьезопреобраэо= ватель 1, последовательно соединенные

2 увеличения фронтальной фокусировки сканирования и обеспечения равномерной чувствительности сканирования вдоль геометрической оси ультразвукового пьезопреобразователя, В дефектоскопе используется ультразвуковой пьезопреобразователь, выполненный в виде концентрически расположенных колец; В каждом цикле работы дефектоскопа задается определенное сочетание излучающего и приемного колец пьезопреобразователя. Результаты измерения амплитуды эхо-сигналов суммируются по всем циклам работы дефектоскопа, Иа электронно-лучевом индикаторе дефектоскопа отображается кривая распределения энергии отраженных сиг налов по. глубине сканирования. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. усилитель 2, согласованный фильтр 3, аналого-цифровой преобразователь 4 ° запоминающее устройство 5 с произволь ной выборкой, накапливающий сумматор

6.и цифро-аналоговый преобразователь

7, последовательно соединенные синхронизатор 8, генератор 9 развертки,и электронно-лучевой индикатор 10 ° генератор 11 зондирующих импульсов, первый коммутатор 12, ьход которого соединен с выходом генератора 11 зондирующих импульсов, второй коммутатор 13 и формирователь 14 aдреса. Ультразвуковой пьезопреобразователь 1 выполнен в виде нескольких концентрически расположенных колец с минимальными промежутками между ними. Ширина колец пьезопреобраэователя 1 выбрана из условия

1559280 sï nÌ

i b, r f

5 с r -я . b, r — ширина и средний радиус

< -ro кольца пьезопреобразователя;

c — частота ультразвуковых колебаний пьеэопреобразователя и минимальная скорость их распространения в контролируемых материалах;

15 к - минимальная контролируемая глубина дефектоскопа, Каждое кольцо пьезопреобразователя 1 подключено к соответствующему выходу первого коммутатора 12 и входу второго коммутатора 13 выход последнего соединен с входом усилителя

2, выход формирователя 14 адреса - с адресным входом запоминающего устройства 5, а выход цифроаналогового нре- 25 образователя 7 — с сигнальным входом электронно-лучевого индикатора 1 О, Входы управления генератора ll зондирующих импульсов, первого 12 и второго

13 коммутаторов, аналого-цифрового преобразователя 4, запоминающего устройства 5 формирователя 14 адреса, накапливающего сумматора 6 и цифроаналогового преобразователя 7 соединены соответственно с в и>рым — девя- 35 тым выходами синхронизатора 8, 1

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Сигналы Ч, и V< (фиг.2) с первого и второго выхода синхронизатора 8 запускают генератор 9 развертки и генератор ll зондирующих импульсов,, Последний формирует последовательность электрических импульсов,.посту- 35 пающих через первый коммутатор 32 на одно из колец пьезопреобразователя

Преобразованные в ультразвуковые колебания импульсы распространяются в контролируемом материале отражаются от дефектов и структурных неоднородностей среды и в виде эхо-сигналов принимаются кольцами того же пьезопреобраэователя, В каждом цикле работы дефектоскопа с третьего выхода синх = ронизатора 8 на входы управления пер вого 12 и второго 13 коммутаторов поступают сигналы V и Ч, задающие режим излучения и приема ультразвуковых колебаний с определенным сочетанием излучающего и приемного колец пьезопреобразователя 1, Принятые эхо-сигналы усиливаются и фильтруются усилителем 2 н согласованным фильтром 3, с выхода которого поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 4.

Управление работой аналого-цифрового преобразователя 4 осуществляется сигналами U< с пятого выхода синх: ронизатора 8. С учетом требуемой раз" решающей способности дефектоскопа по глубине аналоговый сигнал преобразуется в последовательность цифровых кодов его амплитуды в разные моменты времени данного цикла работы дефектоскопа, Цифровые коды амплитуды сигнала поступают по шине данных в запоминающее устройство 5. Для запоминания цифровых кодов на шестом выходе синхронизатора 8 формируются импульсы записи U, а на седьмом выходе — импульсы отсчета адреса V поступающие на входы управления запоминающего устройства 5 и формирователя 14 адреса соответственно. В последнем формируются линейно увеличивающиеся во времени коды адреса записи, по которым в запоминающем устройстве 5 записываются выборки амплитуды сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя 4. После полного затухания зхо-сигналов на восьмом выходе синхроиназтора 8 формируется сигнал управления V. поступающий на вход управления накапливающего сумматора 6. IIo этому сигналу в последнем осуществляется суммирование цифровых кодов для тех выборок амплитуды, которые на разных циклах работы дефектоскопа были записаны в запоминающее устройство 5 по одинаковому адресу.

На этом очередной цикл работы дефектоскопа завершается, На выходах синхронизатора 8 формируется новая серия управляющих импульсов, задающая измерение выборок амплитуды эхосигналов с новым сочетанием излучающего и приемного колец пьеэопреобразователя i.

После полного перебора всех сочетакий излучающего и приемного колец пьезопреобразователя 1 на девятом выходе синхронизатора 8 формируются импульсы управления цифроаналоговым преобразователем 7, задающие преобра9280 6. которых соединено с соответствующими выходом первого коммутатора и входом второго коммутатора, вход первого коммутатора соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, выход второго коммутатора соединен с входом усилителя, выход последнего соединен с входом согласованного фильтра, выход формирователя адреса подключен к адресному входу запоминающего устройства, выход цифроаналсгового преобразователя соединен с сигнальным входом электронно-лучевого индика15 Topa, a треTHH четвертыи, пятыи шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы синхронизатора подключены соответственно к входам управления первого, второго коммутаторов, аналого20 цифрового преобразователя, запоминающего устройства, формирователя адреса, накапливающего сумматора и цифроаналогового преобразователя, 2. Дефектоскоп по п. 1, о т л и— чающий с я тем, что, с целью обеспечения равномерной чувствительности по глубине сканирования, ширину каждого кольца пьезопреобразователя выбирают из условия

1, Ультразвуковой дефектоскоп содержащий пьеэопреобразователь, усилитель,последовательно соединенные синхронизатор, генератор развертки и электронно-лучевой индикатор, и генератор зондирующих импульсов, вход последнего соединен с вторым выходом синхронизатора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения дос35 товерности обнаружения дефектов, он снабжен первым и вторым ко1чмутаторами, формирователем адреса и последовательно соединенными согласованным фильтром, аналого-цифровым преобразователем, запоминающим устройством, накапливающим сумматором и цифроаналоговым преобразователем, пьезопреобразователь выполнен в виде концентрически расположенных колец, каждое из

5 155 зование цифровых кодов амплитуды, хранящихся в накапливающем сумматоре 6, в аналоговые сигналы для последуюшего их отображения электронно-луче— вым индикатором 10. Последние характеризуют распределение энергии отраженных сигналов по глубине сканирования ультразвуковым дефектоскопом, Таким образом, в ультразвуковом дефектоскопе эа счет использования различных сочетаний излучающего и приемного колец ультразвукового пьезопреобраэователя достигается увеличение фронтальной фокусировки скачирования, Кроме того, эа счет выбора геометрических характеристик пьезопреобразователя обеспечивается равномерная чувствительность вдоль геометрической оси сканирования. Это обеспечивает повышение достоверности обнаружения дефектов в контролируемом материале, Формула изобретения

Ь;гЛ где Щ = — — ) с r2 +32

Ь,,r; — ширина и средний радиус

i-го кольца пьеэопреобразователя;

f с — частота ультразвуковых колебаний пьезопреобраэователя и минимальная скорость их распространения в контролируемых материалах;

z — минимальная контролируемая глубина дефектоскопа.

1559280

° ° O г

Ь

° Ф ° ° ° ° ° ° °

° ФФ ФФ4 1 ° ° ° ° ° ° о

Фм.

Составитель Е,Ильичев

Техред А,Кравчук

° ° 4

Редактор В.Данко

Корректор А.Обручар

Заказ 835 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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