Устройство сканирования для ультразвуковой дефектоскопии

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии, например сварных соединений трубопроводов, а также контроля сварных швов сосудов, листовых конструкций. Цель изобретения - повышение точности определения параметров сканирования и координат дефекта за счет уменьшения погрешности измерения расстояния от излучателя до приемника при работе на криволинейных поверхностях и автоматического определения угла поворота преобразователя. Это достигается автоматическим слежением блока приемников, установленных на подвижной платформе, за положением излучателя, сканируемого вручную. Сигналы перемещения платформы и угол поворота определяют из анализа параметров акустических сигналов, проходящих от двух излучателей до трех приемников, размещенных на платформе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1610431

А1 (51 ) 5 С 01 N 29/04

Г ! с !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409960/25-28 (22) 14.04.88 (46) 30.11.90. Вюл. № 44 (71) Проектно-технологический инсти11 тут "Энергомонтажпроект (72) Н.А. Кеслер, И.Ф, Щедрин, M.Е.. Шульман, И,А, Коврик и И.li. Иайзенберг (53) 620,179,16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 8197111 кл. G 01 N 29/04; 1979 °

Авторское свидетельство СССР № 480010, кл. G 01 N 29/04, 1973. (54) УСТРОЙСТВО СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДКФЕКТОСКОПИИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскоИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии, например сварных соединений трубопроводов, а также контроля сварных швов сосудов, листовых конструкций, Цель изобретения — повышение точности определения параметров сканирования и координат дефекта за счет уменыпения погрешности измерения расстояния от излучателя до приемника при работе на криволинейных поверхностях и автоматического определения угла поворота преобразователя, 2 пии, например сварных соединений трубопроводов, а также контроля сварных швов сосудов, листовых конструкций.

Цель изобретения — повьппение точности определения параметров сканирования и координат дефекта за счет уменьшения погрешности измерения расстояния от излучателя до приемника при работе на криволинейных поверхностях и автоматического определения угла поворота преобразователя, Это достигается автоматическим слежением блока приемников, установленных на подвижной платформе, за положением излучателя, сканируемого вручную. Сигналы перемещения платформы и угол поворота определяют из анализа параметров акустических сигналов, проходящих от двух излучателей до трех приемников, размещенных на платформе, 1 ил, Ф б

На чертеже представлена блок-схема © устройства сканирования для ультразвуковой дефектоскопии.

С 4

Устройство сканирования для ультра- а звуковой дефектоскопии содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 импульсов и излучатель 3 ультразвука, подвижную платформу 4 и два канала приема, вы- фф полненные каядый из последовательно соединенных приемника (5,6) ультразвука, установленного на платформе 4, усилителя (7, 8), селектора (9, 10), второй вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, третий канал

1610431 приема, выполненный из последовательно соединенных третьих приемника 11, усилителя 12 и селектора 13 второй вход которого подключен к выходу син5 хронизатора 1, подключенные к выходам соответствующих селекторов 9 10 и 13 первый 14, второй 15 и третий 16 преобразователи время — число импульсов, цифровой компаратор 17, первый 18 и второй 19 ключи, последовательно соединенные коммутатор ?О и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 21, первый и второй входы компаратора 17 подключены соответственно к выходам первого 14 и второго 15 преобразователя время-число импульсов, выходы

"Меньше" и "Больше" компаратора 17 подключены соответственно к управляющим входам первого 18 и второго 19 20 ключей, выходы последних подключены к входам управления перемещения платформы 4, входы предназначены для подключения к источнику (не показан) двухполярного напряжения, выход третьего преобразователя 16 время — число импульсов подключен к входу коммутатора 20, выход синхронизатора 1 подключен к вторым входам преобразователей 14-16 время-число импульсов, а выход равенства компаратора 17 подключен к управляющим входам третьего преобразователя 16 время-число импульсов и синхронизатора 1, подключенные к второму выходу синхронизатора 1 последовательно соединенные второй генератор 22 импульсов и второй излучатель

23 ультразвука, установленный на корпусе первого излучателя ультразвука, подключенные к первому выходу коммута 40 тора 20 последовательно соединенные второе ОЗУ 24, цифроанало1овый преобразователь (ЦАП) 25, перемножитель

26, первый 27 и второй 28 сумматоры, второй перемножитель 29 и аналого-циф-45

-роной преобразователь 30, подключенные к второму выходу коммутатора 20 последовательно соединенные третье ОЗУ 31, второй ЦАП 32 и третий перемножитель

33, выход которого подключен к второму входу первого сумматора 27, четвертый перемножитель 34 и последователь, но соединенные источник 35 опорного напряжения и пятый перемножитель 36„ выход которого подключен к второму входу второго сумматора 28, выход источника 35 опорного напряжения подключен к первому входу четвертого перемножителя 34, второй вход которого подключен к выходу второго ЦАП 32,второй выход синхронизатора 1 подключен к управляющим входам коммутатора 20 и первого ОЗУ 21, третий выход синхронизатора подключен к управляющим входам второго 24 и третьего 31 ОЗУ, а выход четвертого перемножителя 34 подключен к второму входу второго перемножителя 29„

Устройство сканирования работает следующим образом, Синхронизатор 1 на начальном этапе работы импульсами с первого выхода запускает генератор 2 импульсов, с помощью которого излучатель 3 излучает в воздух низкочастотные ультразвуковые колебания. Эти колебания принимаются приемниками 5,6 и 11, По сигналам с выходов ключей 18 и 19 платформа

4 приводится в движение. С выходов приемников 5,6 и 11 радиоимпульсы через усилители 7,8 и 12 поступают на селекторы 9,10 и 13, которые с помощью импульса синхронизатора 1 выделяют принятые импульсы в зоне сканирования пьезопреобразователя дефектоскопа, Эта зона изделия соосна с платформой, Отселектированные импульсы и импульсы синхронизации поступают на входы преобразователей 14,15 и 16 время— число импульсов, Выходы преобразователей 14 и 15 соединень1 с входами А и В цифрового компаратора 17, На выходах преобразователей 14,15 и 16 формируется цифровой код, соответствующий времени между импульсом синхронизации и импульсами, принятыми приемниками 5 6 и I1, С выходов "А ) В" и "А (В" цифрового компаратора 17 соответствующие сигналы поступают на входы ключей управления 18 и 19 приводом платформы

4. При этом при строгой соосности преобразователя дефектоскопа и платформы 4 сигналы на этих выходах отсутствуют, т,е, имеет место сигнал "А=В" на выходе цифрового компаратора 17, Этот сигнал разрешает работу преобразователя 16 время †чис импульсов,. сигнал которого соответствует расстоянйю от приемника 11 на платформе 4 до излучателя 3, Сигнал преобразователя 16 через коммутатор 20 и буферное ОЗУ 21 поступает на регистратор (не показан).

Работой коммутатора 20 управляет сигнал с второго выхода синхронизато16104 ра 1, Одновременно этот сигнал запускает второй генератор 22, выход которого подключен к входу второго излучателя 23 ультразвука. Включение это1го канала разрешается сигналом с вы5 хода "А= В" цифр о в î r о комп ар ат ор а 1 7, Принятый приемником 11 сигнал характеризует расстояние от излучателя 23 до приемника 11, Определение угла раэ- 10 ворота преобразователя дефектоскопа (излучателя 3) относительно перпендикуляра к направлению движения платформы 4 можно осуществить по соотношению

15 г а=Ь+с+2Ъ с cos5

31 6 стоянию от приемника 1 1 до излучателя 23. На выходе этого перемножителя получается сигнал, соответствующий произведению входных сигналов. Этот сигнал подается на первый вход второго перемножителя 29, а на второй вход — сигнал с выхода второго сумматора 28, Второй перемножитель 29 осуществляет деление второго сигнала на первый ° Таким образом, на его выходе получают сигнал, соответствующий косинусу угла разворота преобразователя дефектоскопа.

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой для последующей обработки служит аналого-цифровой преобразователь 30, где a b с — длины сторон треугольника; 20

gC — - угол между сторонами Ь и с или расстояние между преобразователями 11,3 и

23; г г г 25 а — Ь вЂ” с

COS К

2Ъ с

Коммутатор 20 по импульсам с второго выхода синхронизатора. 1 при условии разрешения этого режима работы 30 сигналом А=В цифрового компаратора 17 направляет измеренные последовательно расстояния от приемника 11 до излучателей 3 и 23 на буферные ОЗУ 24 и 31 соответственно ° С их выходов сигHBJlbl 35 поступают на входы первого 25 и второго 32 ЦАП соответственно, а с выходов последних — на входы первого 26 и третьего 33 перемножителей, которые осуществляют функцию возведения в 40 квадрат, С выходов первого 26 и третьего 33 перемножителей сигналы поступают соответственно на первый и второй входы первого сумматора 27, на выходе которого сигнал соответствует 45 разности квадратов измеренных расстояний. Сигнал, соответствующий расстоянию между излучателями 3 и 23, формируется источником 35 опорного напряжения и подается на пятый перемножитель 36 для возведения в квадрат, а с его выхода — на второй вход второго сумматора 28, на выходе которого сигнал соответствует разности квадратов трех zHceJI ° Сигнал HcTQMHHKa 35 опорного напряжения одновременно поступает на п oBblH вход четвертого перемножителя 34, на второй вход которого подан сигнал, соответствующий ðàñФормула изобретения

Устройство сканирования для ультразвуковой дейектоскопии, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов и излучатель ультразвука, подвижную платформу и два канала приема, выполненные каждый из последовательно соединенных приемника ультразвука, установленного на платформе, усилителя и селектора, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения норм параметров сканирования, оно снабжено третьим каналом приема, выполненным из последовательно соединенных третьих приемника, усилителя и селектора, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, подключенными к выходами соответствующих селекторов нерL вьм, вторым и третьим преобразователями время -число импульсов, цифровым компаратором, первым и вторым ключами и последовательно соединенными коммутатором, оперативным запоминающим устройством, первый и второй входы компаратора подключены соответственно к выходам первого и второго преобразователя время -число импульсов, выходы "Меньше" и "Больше" компаратора подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей, выходы последних подключены к двигателю перемещения платформы, а входы предназначены для подключения к источнику двухполярного напряжения, выход третьего преобразователя время число импульсов подключен к входу

1610431

Составитель Г, Максимочкин

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк

Редактор Н ° Киштулинец

Заказ 3737 Тираж 506 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 коммутатора, выход синхронизатора подключен к вторым входам преобразователей время †чис импульсов, а выход равенства компаратора подключен к управляющим входам третьего преобраэова5 теля время — число импульсов и синхронизатора, подключенными к второму выходу синхронизатора, последовательно соединенными вторым генератором импульсов и вторым излучателем ультразвука, .второй выход синхронизатора подключен к управляющим входам коммутатора и первого оперативного запоминающего устройства, третий выход синхронизатора подключен к управляющим входам второго и третьего оперативного запоминающего устройства, а выход четвертого перемножителя подключен к второму входу второго перемножителя,