Устройство для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля изделий и может быть использовано в ультразвуковой топщинометрии и дефектоскопии при большом затухании ультразвука в материале изделия. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения искажения приемного сигнала и электронной обработки измерительного сигнала. Изделие прозвучивают линейно-частотно-модулированным сигналом и в приемном канале восстанавливают исходный спектр сигнала с помощью двустороннего ограничителя 9 и полосового фильтра 10. После перемножения излучаемого и приемного сигналов выделяют нижнюю боковую полосу частот, которая несет в себе информацию о глубине залегания дефекта, слоя или толщины изделия. С помощью анализатора 8 амплитудного спектра частотный диапазон сигнала преобразуется во временной, а на измерителе 14 временных интервалов получают величину, пропорциональную глубине слоя или толщине изделия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (я)ю G 01 N 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634661/28 (22) 09.01.89 (46) 07.01.91. Бюл. N 1 (72) И.В.Соколов, В.К.Качанов, А.Ю.Зорин, В.П.Попко, Д.А.Рапопорт и А.В.Мозговой (53) 620.179.16(088.8) (563 Авторское свидетельство СССР

N. 1458804, кл. G 01 N 29/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля изделий и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии при большом затухании ультразвука в материале иэделия.

Цель изобретения — повышение точности за Ы 1619168 А1 счетуменьшения искажения приемного сигнала и электронной обработки измерительного сигнала. Иэделие прозвучивают линейно-частотно-модулированным сигналом и в приемном канале восстанавливают исходный спектр сигнала с помощью двустороннего ограничителя 9 и полосового фильтра

10. После перемножения излучаемого и приемного сигналов выделяют нижнюю боковую полосу частот, которая несет в себе информацию о глубине залегания дефекта, слоя или толщины изделия. С помощью анализатора 8 амплитудного спектра частотный диапазон сигнала преобразуется во временной, а на измерителе 14 временных интервалов получают величину, пропорциональную глубине слоя или толщине изделия. 1 ил.

1619168

30

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии для контроля изделий и материалов с большим затуханием ультразвука.

Цель изобретения — повышение точности Эа счет уменьшения искажений приемного сигнала и электронной обработки измерительного сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства для ультразвукового контроля.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий 3 и приемный 4 электроакустические преобразователи и входной усилитель 5, последовательно соединенные перемножитель 6, фильтр 7 нижних частот, анализатор 8 амплитудного спектра, второй вход перемножителя 6 соединен с первым входом генератора 2 зондирующих импульсов, последовательно соединенные двусторонний ограничитель 9 и полосовой фильтр 10, включенный между выходом входного усилителя 5 и вторым входом перемножителя 6, последовательно соединенные элемент 11 задержки, первый электронный ключ 12, компаратор 13 и измеритель 14 временных интервалов, второй вход первого электронного ключа 12 соединен с выходом анализа тора 8 амплитудного спектра, вход элемента

11 задержки соединен с вторым выходом генератора 2 зондирующих импульсов, второй вход измерителя 14 временных интервалов 3 соединен с третьим выходом генератора 2 зондирующих импульсов, а второй вход компаратора 13 предназначен для подачи регулируемого опорного напряжения, генератор

2 зондирующих импульсов выполнен иэ последовательно соединенных счетчика 15, цифроаналогового преобразователя 16, второго электронного ключа 17, генератора 18 линейно-частотно-модулированных сигналов и усилителя 19 мощности. выход которого является первым выходом генератора 2 зондирующих импульсов, и триггера 20, включенного между выходом старшего разряда счетчика 15 и вторым входом второго электронного ключа 17, вторым и третьим выходами генератора 2 зондирующих импульсов служат выход старшего разряда счетчика 15 и выход триггера 20. . Устройство работает следующим образом, Синхронизатор 1 формирует последовательность импульсов, которые поступают на счетчик 15, управляющий работой цифроаналогового преобразователя 16. Последовательное увеличение содержимого счетчика вызывает ступенчато-линейный рост напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 16. Выход старшего разряда счетчика подключен к входу триггера 20, который управляет работой второго электронного ключа 17. Благодаря этому на

его выходе формируется ступенчато-линейное напряжение с паузой, равной длительности сигнала, т.е, со скважностью Q = 2.

Квазилинейное изменение напряжения на входе генератора 18 линейно-частотномодулированных сигналов вызывает соответствующее изменение частоты на его выходе. Линейно-частотно-модулированный сигнал после усиления по мощности в усилителе 19 излучается в изделие 21 излучающим электроакустическим преобразователем 3, эхо-сигнал принимается приемным электроакустическим преобразователем 4, усиливается входным усилителем 5 и поступает на вход двустороннего ограничителя 9, который устраняет паразитную амплитудную модуляцию эхо-сигнала, связанную с наличием дисперсии скорости ультразвука, особенно значительной при контроле материалов с высоким затуханием. Ограниченный по амплитуде эхо-сигнал подается на полосовой фильтр 10 для исключения влияния шумов и помех, проникающих по так называемому " зеркальному" каналу на вход анализатора 8 амплитудного спектра, и фильтрации высших гармоник, появляющихся вследствие операции амплитудного ограничения полезного сигнала, а затем на второй вход перемножителя 6, на первый вход которого подается опорный сигнал от генератора зондирующих импульсов.

B каждый момент времени значения частот сигналов на входах перемножителя 6 отличаются на величину где Л Fä — девиация несущей частоты зондирующего сигнала; Т вЂ” период девиации несущей частоты; Lq — расстояние до отражающей поверхности либо толщина иэделия или слоя; C» — скорость ультразвука.

Значение нижней боковой частоты в амплитудно-частотном спектре сигнала на выходе перемножителя 6, равное значению

Ь F, прямо пропорционально толщине изделия или слоя, Выделенный фильтром 7 нижних частот сигнал нижней боковой частоты подается на вход анализатора 8 амплитудного спектра, положение импульса на экране которого соответствует толщине изделия или расстоянию до дефекта.

1619168

Составитель Л. Кондрыкинская

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Заказ 43 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

Для измерения и регистрации толщины изделия или слоя служит измеритель 14 временных интервалов, в качестве которого может быть использован электронно-счетный частотомер, например, ЧЗ-ЗЭ в старт-стопном режиме, Измеритель 14 временных интервалов включается с появлением заднего фронта импульса на выходе триггера

20. Сигнал с выхода анализатора 8 амплитудного спектра через электронный ключ 12 поступает на первый вход компаратора 13, величина опорного напряжения, подающегося на второй вход которого, определяет уровень, при котором происходят переключение компаратора 13 и остановка измерителя 14 временных интервалов. Работой электронного ключа 12 управляет узел, состоящий из элемента 11 задержки. Это обеспечивает прохождение на вход компаратора 13 только заданного оператором сигнала (например, импульса от второго слоя и т.д.), что позволяетобеспечить однозначное измерение толщины конструктивных составляющих в многослойных конструкциях.

Устройство позволяет обнаруживать дефекты в изделиях из материалов с аномально большим затуханием ультразвука и в многослойных конструкциях, измерять глубину залегания дефекта, размеры отдельных слоев, может служить в качестве толщиномера.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, усилитель мощности и излучающий преобразователь, последовательно соединенные приемный усилитель и усилитель

5 и последовательно соединенные перемножитель, первый вход которого связан с выходом усилителя мощности, фильтр нижних частот и анализатор амплитудного спектра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

10 повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными двусторонним ограничителем, вход которого подключен к выходу усилителя, полосовым фильтром, выход которого связан с вторым входом пере15 множителя, последовательно соединенными первым ключом, первый вход которого подключен к выходу анализатора амплитудного спектра, компаратором и измерителем временного интервала и элементом задержки, 20 а генератор зондирующих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, вход которого подключен к выходу синхронизатора, цифроаналогового преобразователя, второго ключа, генерато25 ра частотно-модулированных сигналов, выход котсрого подключен к входу усилителя мощности, и триггера, включенного между выходом старшего разряда счетчика и вторым входом второго ключа, элемент задер30 жки включен между выходом старшего разряда счетчика и вторым входом первого ключа, а второй вход измерителя временных интервалов соединен с выходом триггера.