Устройство для комплексной проверки автоматизированных систем ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано в механизированных и автоматизированных системах ультразвукового контроля в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности ультразвукового контроля за счет комплексной проверки работоспособности приемного тракта с имитацией дефектов. Задержанные во времени синхроимпульсы запускают генератор ударного возбуждения, имитирующий сигналы с приемного электроакустического преобразователя. Модулятор осуществляет амплитудную модуляцию сигналов генератора ударного возбуждения, имитируя дефект контролируемого изделия. С выхода модулятора усиленные по амплитуде сигналы поступают на вход коммутатора аналоговых сигналов, который подает их на вход приемного тракта системы ультразвукового контроля. Первый и второй счетчики определяют соответственно координаты X и Y пространственно расположения имитируемого дефекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯ 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

092 (112 Д1)5 С 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

f (21) 4280293/25-28 (22) 07,07.87 (46) 23.07.90. Бюл. Р 27 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) А, В. Михуткин, В, В. Городничий и А, A. Шкурин (53) 620.179.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1035506, кл, С 01 N 29/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

f2 1037159, кл. С 01 И 29/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

12 627397, кл. С 01 N 29/04, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОВЕРКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЛЪТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано в механизированных и автоматизированных системах ультразвуИзобретение относится к области ультра звуковой дефек то скопин и может быть использовано в механизированных и автоматизированных системах ультразвукового контроля в различных отраслях машиностроения, Цель изобретения — повышение надежности ультразвукового контроля за счет комплексной проверки работоспособности приемного тракта с имитацией дефектов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — коммутатор аналоговых сигналов, кового контроля в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности ультразвукового контроля за счет комплексной проверки работоспособности приемного тракта с имитацией дефектов. Задержанные во времени синхроимпульсы запускают, генератор ударного возбуждения, имитирующий сигналы с приемного электроакустического преобразователя.

Модулятор осуществляет амплитудную модуляцию сигналов генератора ударного возбуждения, имитируя дефект контролируемого изделия. С выхода модулятора усиленные по амплитуде сигналы поступают на вход коммутатора аналоговых сигналов,который подает их на вход приемного тРакта снстены укьтраааукоаого контроля. Первый и второй счетчики опр еделяют со о тве тс твен но координаты

Х и Y пространственного расположения имитируемого дефекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство содержит формирователь

1 модулирующего сигнала, последовательно соединенные схему 2 совпадения и блок 3 задержки, последовательно соединенные модулятор 4 и усилитель

5, кнопку "Самопроверка" 6, первый

RS-триггер 7, первый счетчик 8, второй RS-триггер 9, генератор 10 ударного возбуждения, коммутатор 11 аналоговых сигналов, четырехканальный коммутатор 12, последовательно соединенные генератор 13 прямоугольных импульсов, .делитель 14 частоты, второй счетчик 15 и дешифратор 16, кноп1580248 ку "Стоп" 17, инвертор 18, элемент

И-НЕ 19, последовательно соединенные кнопку "Пуск" 20 и элемент ИЛИ 21, выход которого соединен с S-ходом первого триггера 7, R-вход которого сое5 динен с кнопкой "Стоп" 17, первый. вход 22 схемы 2 совпадения предназначен для подключения к синхронизатору системы ультразвукового контроля, прямой выход второго RS-триггера 9 соединен с вторым входом схемы 2 совпадения, выход формирователя 1 модулирующего сигнала соединен с первым входом модулятора 4, генератор 10 ударного возбуждения включен между .блоком 3 задержки и вторым входом модулятора 4, первый вход коммутатора

11 аналоговых сигналов соединен с выходом усилителя 5, второй вход 23 предназначен для подключения к приемному преобразователю, третий вход управления соединен с прямым выходбм второго триггера 9 и входом управления четырехканального коммутатора 12, 25 и выход 24 предназначен для подключения к входу приемного тракта системы ультразвукового контроля, первый вход первого канала четырехканального коммутатора 12 соединен с выходом делителя 14, второй вход 25 предназначен для подключения к датчику координаты У системы, а выход 26 — для подключения к входу координатного канала У системы, первый вход второго канала соединен с входом первого 35 счетчика 8 и выходом старшего разря да второго счетчика 15, второй вход

27 предназначен для подключения к датчику координаты Х системы, а вы" ход 28 — к входу координатного канала 40

Х системы, первый вход третьего канала соединен с инверсным входом второго триггера 9 и R-входами первого 8 и второго 15 счетчиков, второй вход соединен с инверсным выходом первого 45 триггера 7, а выход 29 предназначен для подключения к входу управления

"Стоп" системы, первый вход четвертого канала соединен с прямым выходом второго триггера 9 и вторым входом 5О элемента ИЛИ 21, второй, вход — с прямым выходом первого триггера 7, а выход 30 предназначен для подключения к входу управления "Пуск" системы ультразвукового контроля, второй вход дешифратора 16 соединен с выходом первого счетчика 8, а выход - с первым входом формирователя 1 модулирующего сигнала, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 прямо" угольных импульсов, инвертор 18 включен между выходом старшего разряда первого счетчика 8 и R-входом второго триггера 9, $-вход которого соединен с выходом 31 элемента И-НЕ 19 и служит для подключения к входу "Самопроверка" системы ультразвукового контроля, первый вход которого соединен с кнопкой "Самопроверка" 6, а второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера 7.

Коммутатор 11 аналоговых сигналов (фиг. 2) содержит электромагнитное реле 32, включенное в коллектор транзистора 33, база которого является третьим входом коммутатора.11 аналоговых сигналов, а эмиттер заземлен.

Нормально замкнутый неподвижный контакт реле является вторым входом коммутатора 11, нормально разомкнутый контакт — первым входом а выходом является подвижный контакт.

Устройство работает следующим образом.

В режиме "Самопроверка" сигнал с кнопки 6, пройдя через схему 19, поступает (выход 31) в систему автоматизированного контроля, информируя о режиме работы. Этот же сигнал устанавливает в единичное состояние первый триггер 9, обеспечивает переключение коммутаторов 11 и 12, В этом случае приемный тракт системы подключается к выходу усилителя 5, а входные узлы подключения датчиков координат подключаются к выходу делителя

14 частоты и к последнему выходу вто « рого счетчика 15. По переднему фронту сигнала "Пуск" на выходе 30 формируется сигнал "Пуск", поступающий в систему контроля и инициирующий начало ее работы. Система контроля начинает вырабатывать синхроимпульсы, поступающие на вход 22 цифрового устройства. Схема 2 совпадения разрешает прохождение синхроимпульсов .на reнератор 10 ударного возбуждения, так как на втором входе схемы совпадения установлен разрешающий уровень сигнала„с прямого выхода триггера 9.

Генератор 10 на каждый синхроимпульс формирует радиоимпульс, близкий по характеристикам к радиоимпульсам на приемном УЗ-преобразователе системы. Имитируемый УЗ-сигнал задержан относительно синхроимпульса на время, 30248

10

5 15 задаваемое блокам 3 задержки, равное времеки распространения реального УЗ-сигнала в материале контролируемого изделия. Последовательность радиоимпульсов модулируется по амплитуде в модуляторе 4, усиливается усилителем 5 и поступает на вход усили— теля системы и обрабатывается блока— ми обработки.

Одновременно с УЗ-сигналами в си-, стему поступают импульсы с выхода делителя 14 частоты и последнего выхода счетчика 15, имитирующие работу коор— динатных датчиков.

Поступающие с цифрового устройства сигналы принимаются и обрабатываются по заложекным в систему алгоритмам приема и обработки реальных сигналов.

При переполнении счетчика 8 единичный сигнал его последнего разряда через инвертор 18 сбрасывает триггер 9.

Цифровое устройство переходит в исходс ное состояние. При этом сигнал Пуск на выходе 30 снимается и возникает сигнал "Стоп" на выходе 29. По сигналу Стоп" автоматизированная система заканчивает обработку поступившей информации и выдает результаты контроля, так как в режиме Самопроверка" в автоматизированную систему подается известный (запрограммированный) поток информации и известны алгоритмы приема и обработки этой информации, то полученный результат (при исправной аппаратуре) является известным (прогнозируемым). УЗ-сигналы и сигналы координатных датчиков цифровой системы проходят по тем же каналам, что и реальные сигналы при контроле и обрабатываются одними блоками обработки (программами). Сравнение полученных результатов с прогнозируемыми дает информацию о состоянии (исправно или неисправно) каналов приема и обработки информации системы.При совпадении результатов обработки совокупность сигналов в режиме "Самопроверка свидетельствует о исправности системы контроля и готовности ее к проведению контроля реального изделия.

Появление дефекта в материале изделия при теневом методе контроля приводит к относительному уменьшению амплитуды УЗ-сигнала на приемном преобразователе. Имитация появления дефекта в последовательности имитируемых УЗ-сигналов осуществляется с помощью модулятора, реализованного базе интегрального ЦАП (капример, 572ПА1), путем изменения цифрового кода сигнала управления, поступающего с формирователя

Амплитуда выходного сигнала модулятора прямо пропорциональна цифровому коду п. При увеличении п амплитуда

U увеличивается, и наоборот. На

86 ix качественном участке изделия U < устанавливается большим,чем на дефектном участке.

При механизировапком контроле изделия момент появления дефекта, что

J выражается в относительном изменении амплитуды последовательности УЗ-сигналов, определяется пространственным расположением дефекта в материале контролируемого изделия, его формой и зависит от параметров и закона сканирования.

Имитация построчного сканиронания преобразователями поверхности изделия осуществляется посредством генератора

13, делителя 14 частоты„ счетчиков 8 и 15 и дешифратора 16, Перемещение условного преобразователя по координате У фиксируется счетчиком 15. При достижении конца скана (переполнение счетчика 15) условный преобразователь скачкообразно перемещается на новый скан, Содержи— мое счетчика 15 обнуляется (начало скана), а содержимое счетчика 8 увеличивается на единицу (переход на ксвый скан) . Длина контролируемого участка изделия по оси Y. определяется емкостью счетчика 15, а по оси Х— емкостью счетчика 8.

Дешифратор 16 в каждый текущий момент времени анализирует координатное положение условного преобразователя на изделии и вырабатывает нулевой (при отсутствии дефекта) или единичный (при наличии дефекта) сигнал, поступающий на первый вход формирователя модулирующего сигнала. Пространственное расположение имитируемых дефектов на изделии задается организацией связей, Амплитуда УЗ-сигнала при механизированном контроле контактным методом существенно (k порядка

6-10 дБ) изменяется даже на качественных участках за счет нестабильности контакта преобразователя с шероховатой поверхностью изделия. Для имитации этих колебаний амплитуды УЗсигнала цифровой код управляющего сигнала дополнительно модулируется в

7 158() 248 8

k раз сигналом с выхода генератора

13 > по ступающего на второй вход формирователя, Задавая коэффициент деления делителя 14 частоты, выбирают соотношение частоты изменения амплитуды УЗ-сигналов на качественном и дефектном участках вследствие контактных явлений ! и частоты координатных импульсов. Из-!

О менение соотношения обеспечивает имитацию различной по величине шерохова-. тости изделия.

При установке режима "Самопроверка" единичный сигнал с прямого выхода 15 триггера 9 блокирует прохождение нулевого уровня сигнала с кнопки "Пуск" через схему ИЛИ 21 на S-вход триггера

7. Эта блокирует устаиовку последнего в единичное состояние, которое соответствует режиму "Контроль".

При окончании режима "Самопроверка" триггер 9 сбрасывается и на входе схемы ИЛИ 21 устанавливается нулевой уровень (блокировка снимается), При.нажатии кнопки "Пуск" 20 (блокировка снята) нулевой уровень сигнала устанавливает триггер 7 в единичное состояние, единичный сигнал с прямого выхода которого через коммутатор 12 формирует сигнал "Пуск", поступающий в систему контроля, Коммутаторы 11 и 12 сохраняют исходное состояние и обеспечивают подключение

УЗ-преобразователя к усилителю систе.мы, а координатных датчиков — к соот35 ветствующим входным узлам системы.

Нулевой уровень с инверсного выхода триггера 7 блокирует прохождение единичного сигнала с кнопки "Самопроверка" и переход цифрового устройства в режим имитации УЗ-сигналов.

Окончание режима "Контроль" инициируется оператором путем нажатия кнопки "Стоп", Триггер,7 переходит в нулевое состояние, а цифровое устройство — в исходное.

Изобретение позволяет снизить время оценки работоспособности автоматизированной системы ультразвукового контроля в целом и уменьшить вероятность проведения контроля изделий с неисправной аппаратурой или Ошибками программного обеспечения.

Формула изобретения 55

1 . Ус тр ойств о для:компл ек сной пр оверки автоматизированных систем ульт-. развукового кбнтроля, содержащее формирователь модулирующего сигнала, последовательно соединенные схему совпадения и блок задержки, последовательно соединенные модулятор и усилитель, кнопку "Самопроверка", первый

RS-триггер, первый счетчик, второй

RS-триггер, первый вход схемы совпадения предназначен для подключения к выходу синхронизатора автоматизированной системы, прямой выход второго

RS-триггера соединен с вторым входом схемы совпадения, выход формирователя модулирующего сигнала соединен с первым входом модулирующего сигнала.соединен с первым входом модулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабже .о генератором ударного возбуждения, коммутатором аналоговых сигналов,.четырехканальным коммутатором, последовательно соединенными генератором прямоугольных импульсов, делителем частоты, вторым счетчиком и дешифратором, кнопкой

"Стоп", инвертором, элементом И-НЕ, последовательно соединенными кнопкой

"Пуск" и элементом ИЛИ, выход которого соединен с S-входом первого триггера, R-вход которого соединен с кнопкой "Стоп", генератор ударного возбуждения включен между блоком задержки и вторым входом модулятора, первый вход коммутатора аналоговых сигналов соединен с выходом усилителя, второй вход предназначен для подключения к приемному преобразователю системы ультразвукового контроля, третий вход соединен с прямым выходом второго триггера, а выход предназначен для подключения к входу приемного тракта системы ультразвукового контроля, первый вход первого канала четырехканального коммутатора соединен с выходом делителя, второй вход предназначен для:подключения к датчику координаты Y системы ультразвукового контроля, а выход предназначен,для подключения к входу координатного канала У системы ультразвукового контроля, первый вход второго канала соединен с объединенными вместе входом первого счетчика и выходом старшего разряда второго счетчика, второй вход предназначен для подключения к датчику координаты Х системы ультразвукового контроля, а выход предназначен для подключения к входу коорди1580?48

22 натного канала Х системы ультразвукового контроля, первый вход третьего канала соединен с инверсным выходом второго триггера и R-входами первого и второго счетчиков, второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход предназначен для подключения к входу управления "Стоп" системы ультразвукового контроля, первый вход четвертого канала соединен с прямым выходом второго триггера и вторым входом элемента ИЛИ, второй вход — с прямым выходом первого триггера, а выход предназначен для подключения к входу управления Пуск системы ультразвукового контроля, второй вход дешийратора соединен с выходом первого счетчика, а выходс первым входом формирователя модулирующего сигнала, второй вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, инвертор включен между выходом старшего разряда первого счетчика и R-входом второго триггера, S-вход которого. соединен с выходом элемента И-ИЕ и служит для подключения к входу "Самопроверка" системы ультразвукового контроля, первый вход элемента И-HE соединен с кнопкой "Самопроверка", второй вход соединен с инверсным выходом .первого триггера, а вход управления четырехканального коммутатора соединен с третьим входом коммутатора аналоговых сигналов.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор аналоговых сигналов содержит электромагнитное реле, включенное в коллектор транзистора, эмиттер которого соединен с земляной шиной, а база является третьим входом коммутатора аналоговых сигналов, нормально замкнутый неподвижный контакт реле является вторым. входом коммутатора, нормально разомкнутый контакт реле является первым входом, а выходом является подвижный контакт реле.

1580248

Составитель И. Соколов

Редактор Н. Бобкова Техред Л.,Сердокова Корректор Т. Малец

Заказ 2007

Тираж 506

Подписное

ВНИИПИ Государственного кощ тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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