Ультразвуковой дефектоскоп

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигнала от дефекта и донного сигнала, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прозвучивания. Для этого в дефектоскоп дополнительно введены компаратор, два триггера, дешифратор, пиковый детектор и три схемы ИЛИ. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 " О! N 29/04

h !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 l ) 4415689/25-28

1 (22) 26.04.88 (46) 23.05.90, Бюл, № 19 (71).Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) С.М.Клименко, Б.М.Сарафанюк и В.И.Михайленко (53) 620. 179. 16 (088,8 ) (56) Авторское свидетельство СССР № 987509, кл, G 01 N 29/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1087884, кл, G 01 N 29/04, 1984. (5 4 ) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОС КОЛ (57) Изобретение относится к нераз1

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных отраслях промышленности, Цель изобретения — повьппение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигналов от дефекта и донного, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прозвучивания, .На фиг,l представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг,2 — временные диаграммы.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно электроакустически соединенные синхронизатор l,гене.— ратор 2 зондирующих импульсов,пре„„Я0„„1566283 A 1 рушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий н различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повьппение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигнала от дефекта и донного сигнала, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прознучинания, Для этого в дефектоскоп дополнительно введены компаратор, дна триггера, дешифратор, пиковый детектор и три схемы ИЛИ. 2 ил., 1 табл.

I образонатель 3, усилитель 4, первый селектор 5, первый компаратор 6 и первый триггер 7, последовательно соединенные первый формирователь 8 строб-импульсов, второй формирователь 9 строб-импульсов, второй селектор 10 и первый пиковый детектор 11, регистратор 12, последовательно соединенные второй компаратор 13, вход которого подключен к выходу второго селектора 10, второй триггер 14 и дешифратор 15, последовательно соединенные второй пиковый детектор 16, третий компаратор 17 и третий триггер 18, формирователь 19, три схемы

ИЛИ 20 — 22, входы которых подключены к первым и третьим, вторым, пятым и шестым, четвертым, седьмым и восьмым выходом дешифратора 15 соответственно, выходы — к входам регистратора 12» выход первого формиронате1566283 ля 8 строб — импульсов подключен к второму входу первого селектора 5,выход синхронизатора 1 подключен к входу первого формирователя 8 строб-импуль5 сов и к вторым входам первого и второго пиковых детекторов 11 и 16 и первого, второго и третьего триггеров 7, 14 и 18, второй выход усилителя 4 подключен к второму входу вто- 1О рого селектора 1 0 выход первого пикового детектора 11 подключен к второму входу третьего компаратора 17, вход формирователя 19 нормализованных импульсов подключен к выходу вто- 15 рого формирователя 9 строб-импульсов, выход — к стробирующим входам дешифратора )5 и третьего компаратора 17, второй вход дешифратора 15 подключен к выходу третьего триггера 18, третий вход — к выходу первого тригге( ра 7, Позицией 23 обозначено контролируемое изделие, а позициями 24

38 — выходы сигналов с блоков ультразвукового дефектоскопа, 25

Дефектоскоп работает следующим образом.

Импульсы 24 синхронизатора 1 периодически запускают генератор 2 зондирующих импульсов, который возбуждает преобразователь 3, Колебания преобразоватепя 3 передаются в контролируемое изделие 23 и распространяются в нем, Отразившись от физической неоднородности — дефекта или противо35 положной грани (дна) изделия, ультразвуковые колебания возвращаются снова к преобразователю 3 и преобразуются им в электрические колебания,Эти колебания усиливаются усилителем 4, 40

Сигналы 25 с выхода усилителя 4 и строб-импульсы 26 и 27 первого и второго формирователей 8 и 9 стробимпульсов поступают на входы соответственно первого селектора 5 и второго селектора 10 . Выделенный первым се— лектором 5 сигнал дефекта А (диаграмма 28) поступает на второй пиковый детектор 16 и первый компаратор

6. Пиковый детектор 16 сохраняет амплитуду сигнала дефекта до прихода следующего синхроимпульса (диаграмма 30).

Аналогично, выделенный вторым селектором 10 донный сигнал АА „(диаграмма 29) поступает на первый пиковый детектор 11 и второй компаратор 13, На выходе пикового детектора 11 появляется импульс 3! с амплитудой,нропорциональной амплитуде донного сигнала, Сброс пикового детектора 11 осуществляется импульсами 24 синхронизатора 1, Сигналы с выхода первого пикового детектора ll второго пикового детектора 16 и формирователя 19 нормализованных импульсов поступают на входы третьего компаратора 17. Сигнал 31 первого пикового детектора

11 задает порог срабатывания компаратора 17 в каждом такте зондирования, а импульс 32 формирователя 19 нормализованных импульсов задает момент сравнивания.

Следящий порог А определяется зависимостью между глубиной дефекта и отно.пением амплитуд сигналов донного и от дефекта: (А е„„ /Аpo„ ) = К а, где а — значение браковочной глубины дефекта; К вЂ” коэффициент, учитывающий конкретные условия и параметры контроля, и соответствует величине Ap,он °

Значение К а устанавливается оператором изменением элементов схемы конкретно выполненного компаратора 17.

Последний срабатывает лишь в том случае, если амплитуда эхо-сигнала дефекта равна или превышает указанный порог, т,е. если А „ К а Ад а °

Выделенный вторым селектором 10 донный сигнал А Ао вызывает срабатывание компаратора !3 при превышении им порога срабатывания А,(А „

== А,), устанавливаемого по уровню, равному минимальной величине донного сигнала, при котором достоверно выявляется дефект, определенный чувствительностью контроля °

На вход компаратора 6 поступает выделенный первым селектором 5 сигнал дефекта А „, который в случае превышения порога А < (А A < A 1 вызовет срабатывание компаратора 6.

Пороговый уровень А устанавливают по величине, равной минимально регистрируемой амплитуде эхо-сигнала недопустимого дефекта при условии перекрытия им донного сигнала, Напряжения на выходе компараторов 6, 13 и 17 устанавливаются равным напряжению логической "1" или логического "0" в зависимости от того, превышает или нет входной сигнал опорный уровень, В случае сраба1 5662

83 6 ке дефект отсутствует или величина

его допустима.

Комбинации "Сбой" в 7 строке таб. лицы указывают на отсутствие сигналов в зоне контроля, а в строке 8 на недостаточную чувствительность контроля.

Нормализованные импульсы с выходом схем ИЛИ 22, 21 и 20 (диаграммы

36 38) поступают на входы регистратора 12, который документирует рез уль таты к онтрол я, РегиВхострация ды схем

ИЛИ тывания компараторов 6, 13 и 17 на их выходах формируются импульсы,которые подаются на первые входы соответствующих триггеров 7, 14, 18, устанавливая их в единичное состоя5 ние, Сброс триггеров 7, 14 и 18 осуществляется подачей импульса синхронизатора 1 на их вторые входы (диаграммы 30-35). Импульсы с выходов триггеров 7, 14, 18 поступают на входы 3, 1 и 2 дешифратора 15 соответственно, образуя в момент считывания трехразрядный двоичный код, Момент считывания определяется подачей на

Код на входах дешифратора стробирующий вход дешифратора 15 импульса 32 с выхода формирователя !9 нормализованных импульсов. 1 2 3

Дешифратор 15, преобразуя трехразрядный двоичный код в десятичный, формирует на соответствующем выходе нормализованный импульс. Выходы дешифратора 15 объединены в группы "Дефект", "Качество и "Сбой" соответственно схемами ИЛИ 22, 21 и 20, согласно алгоритму, представленному в таблице.

Первая строка таблицы показывает, что амплитуда донного эхо-сигнала равна или превышает уровень А, т,е. контроль осуществляется при чувствительности не ниже требуемой, а превышение амплитуды эхо-сигнала дефекта следящего порогового уровня А означает наличие дефекта, глубина .которого превышает допустимые размеры, т,е. браковочный критерий, При контроле возможна ситуация, когда эхо-сигнал от дефекта значительно превосходит амплитуду донного сигнала или последний отсутствует (вторая строка таблицы). Дпя принятия достоверного решения в этом случае необходимо выполнение условия

А„ А, т.е. требуется подтверждение, что контроль производится при чувствительности не ниже заданной.

В каждом конкретном случае величины пороговых уровней А „ и А, их соотношения определяются параметрами контролируемого изделия и техническими требованиями к контролю, поэтому возможна дополнительная комбинация (третья строка таблицы), отнесенная к группе "Дефект".

Строки 4-6 таблицы означают,что контроль производится с требуемой чувствительностью и на данном участ22 "Дефект"

О

О

2! "Качес тво"

20 "Сбой"

О

О

30 формула изобретения

Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно электроакустич ески со едине нные сии хро низ атор, генератор зондирующих импульсов,npe5g образователь, усилитель, первый селектор, первый компаратор и первый триггер, последовательно соединенные первый формирователь строб-импульсов, второй формирователь строб — импульсов, второй селектор, первый пиковый детектор и регистратор, выход первого формирователя строб-импульсов подключен к второму входу первого селектора, выход синхронизатора подключен таким образом, использование при формировании сигнала, документируемого дефектоскопом как дефект,соотно35 шения эхо-сигнала от дефекта и донHoFo в каждом периоде посыпок зондирующих импульсов и дополнительной оценки величин этих сигналов, отражающих совместно необходимые и дос4р таточные условия определения дефекта в изделии, позволяет повысить достоверность контроля изделий, 1566283 к входу первого формирователя стробимпульсов и к вторым входам первого пикового детектора и первого триггера, второй выход усилителя подключен к второму входу второго селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными вторым компаратором, вход которого подключен к выходу второго селектора, вторым триггером и дешифратором, последовательно соединенными вторым пиковым детектором, третьим компаратором и третьим триггером, формирователем нормализованных импульсов и тремя схемами ИЛИ, входы которых подключены к первым и третьим, вторым, пятым и шестым,чет— вертым, седьмым и восьмым выходам дешифратора соответственно, выходы—

5 к входам регистратора, вторые входы второго пикового детектора, второго и третьего триггеров подключены к вьгходу синхронизатора, выход первого пикового детектора подключен к второму входу третьего компаратора, вход формирователя нормализованных импульсов подключен к выходу второго формирователя строб-импульсов, выход к стробирующим входам дешифратора и третьего компаратора, второй вход дешифратора подключен к выходу третьего триггера, а третий вход— к выходу первого триггера.

15бб283

2б

32

Составитель В.Белозеров

Редактор С,Патрушева Техред M ° Äèäûê Корректор A,Îáðó÷àð

Подписное

Тираж 503

Заказ 1218

ВНИИПИ Государственного кс мите гл по изобретения.| и открытиям при ГКНТ СССР

113035, :1осквл, И-35, Раушская нлб., д. 4/5

Производственно-издлтес ьс-. к| и комбинат "11атент", г. Ужгс р д, у.;1, Гагарина, 101