Устройство для проверки качества сканирования

 

Изобретение относится к области испытательных средств неразрушающего контроля материалов, Цель изобретения - повышение точности проверки. Устройство содержит площадку сканирования в виде участка стенки плоского или фасонного конструктивного элемента, перемещаемый по площадке сканирования датчик - преобразователь и индикаторы контрольных точек траектории датчика-преобразователя. В соответствии с изобретением оно дополнительно снабжено датчиками-приемниками сканирующего сигнала, расположенными с противоположной стороны стенки, блоком триггеров по числу датчиков и блоком установки исходного состояния триггеров, причем первый вход каждого триггера соединен с соответствующим датчиком-приемником, второй вход всех триггеров - с выходом блока установки исходного состояния, а выход каждого триггера - с соответствующим индикатором . Изобретение позволяет повысить точность и представительность проверки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((3) (я)з G 01 N 29/26

6д,г (f/ с

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4949398/28 (22) 26.06.91 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) В.С.Гребенник (56) Комплект тренажеров для операторов

УЗК сварных соединений. Проспект. Киев, ОНТИ ИЭС им. Е.О.Патона, 1990, рис. а, б, То же, абц. 3,4, рис. в. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ КАЧЕСТВА СКАНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области испы.тательных средств неразрушающего контроля материалов. Цель изобретения— повышение точности проверки. Устройство содержит площадку сканирования в виде

Изобретение относится к области испытательных средств неразрушающего контроля материалов, изделий, сварных соединений, действующего оборудования ответственного назначения и может быть использовано в машиностроении, энергетике, на транспорте.

Целью изобретения является повышеwe точности проверки.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — схема по и. 3 формулы изобретения, на фиг. 3 — схема устройства по и. 4 формула изобретения.

На фиг. 1 показаны: 1 — площадка сканирования участка стенки 2, 3 — датчик — преобразователь, 4 — индикаторы контрольных

18 10821 А1 участка стенки плоского или фасонного конструктивного элемента, перемещаемый по площадке сканирования датчик — и реобразователь и индикаторы контрольных точек траектории датчика-преобразователя. В соответствии с изобретением оно дополнительно снабжено датчиками-приемниками сканирующего сигнала, расположенными с противоположной стороны стенки, блоком триггеров по числу датчиков и блоком установки исходного состояния триггеров, причем первый вход каждого триггера соединен с соответствующим датчиком-приемником, второй вход всех триггеров — с выходом блока установки исходного состояния, а выход каждого триггера — с соответствующим индикатором. Изобретение позволяет повысить точность и представительность проверки. 3 ил. точек (для упрощения чертежа показаны только два индикатора) траектории сканирования 5, 6 — дополнительные датчики— приемники (для упрощения изображены толька два), 7 — сторона стенки 2, противоположная площадка 1, 8 — блок триггеров 9 (показаны только два триггера для упрощения чертежа), 10 — блок установки исходного состояния триггеров, 11 — первые входы триггеров, 12 — вторые входы триггеров 9, 13 — выход триггера 9,14 — вход индикатора 4.

Исходное состояние всех триггеров 9 условно отмечено штриховкой нижней части квадрата, изображающего триггеры.

В исходное состояние устройство приводится напряжением (током) блока 10, по1810821 ступающим на все входы 12 (коммутация ключом К).

При проверке качества сканирования на площадку 1 устанавливают датчик-преобразователь 3, причем для имитации площадку наклоняют и размещают по высоте аналогично условиям сканирования при дефектоскопии, что дает возможность имитировать ее процесс, в том числе покрыть площадку 1 стенки 2 слоем контактной жидкости при ее необходимости (ультразвуковой контроль). Датчик 3 может быть подключен к генератору соответствующего дефектоскопа (не показан) или иметь. собственный генератор сигнала, При перемещении датчика 3 по поверхности площадки 1, образуется траектория сканирования 5. В случае соответствующего расположения датчика 3 относительно какого-либо из датчиков 6, на выходе последнего вырабатывается сигнал, свидетельствующий о прохождении датчиком 3 зоны захвата датчика 6; расположенного в соответствующей точке траектории 5, Вырабатываемое при воздействии датчика 3 с соответствующим датчиком 6 на траектории 5 напряжение поступает на вход

11 соответствующего триггера 9, причем, поскольку триггеры перед применением испытательного устройства находятся в исходном состоянии, то напряжение (сигнал датчика 6 "опрокидывает" триггер, переводя его в другое устойчивое состояние. Свойства входов 11 (и 12) триггера таковы, что повторная подача сигнала на этот вход после "опрокидывания" только подтверждает имеющееся состояние триггера, не меняя

его (P и входы). Выходное напряжение триггера (выход 13) и ри on ро киды ва нии триггера меняется и, поступая на вход индикатора

14, соответствующего каждому триггеру 9, включает его (например, зажигает лампочку накаливания, светодиод и т.п.), При прохождении датчика 3 в процессе сканирования в зоне захвата каждогодатчика 6 все триггеры 9 переходят в конечное состояние, что подтверждает "и ра вильность сканирования и соответствующее качество его. Для повторения проверки устройство переводят в исходное состояние (например, индикаторы 4 выключены) с помощью подключения блока 10 ко входам 12.

Возможность перемещения датчика 6 условно отмечено стрелкой (согласно и, 2 формулы изобретения).

В соответствии со схемой на фиг. 2 позиции 1 — 14 совпадают с позициями 1-14 фиг. 1. Позиция 15-дополнительный датчик (датчики), 16 — дополнительный триггер (триггеры), вход 17 которого соединен с выходом 13, а выход 18 — со входом индикатора

4; причем вход 12 соединен с выходом 19 датчика 15, В исходное состояние устройство приводится с помощью блока 10, как пояснено в описании к фиг. 1. Особенностью работы устройства по и. 3 формулы изобретения, представленного на фиг. 2, является включение индикатора только при прохождении датчиком 3 сначала зоны захвата датчика 6, соответствующего присоединению к общему основному (первому) триггеру, (на вход 11), а затем датчика 15, присоединенному к входу 12 того же триггера. Поэтому при указанной "правильной" последова5

10 тельности прохождения траектории сканирования индикатора 4 соответствующей цепочки триггеров 9,16 после прохождения датчиком 3 зоны захвата датчика 15 напряжение на выходе триггера 16 изменится, 20 вследствие чего изменится напряжение на входе соответствующего индикатора 4, подключенного к выходу триггера 16, Для упрощения коммутации исходного состояния устройства целесообразно подключить дополнительно выход блока 10 ко второму входу триггера 16. Если этого не сделать, то при соединении выхода триггера 9 к счетному входу триггера 16, для приведения устройства в исходное состояние требуется дву- кратное нажатие ключа К блока 10, Устройство по схеме на фиг. 2 позволяет более точно проверять шаг L сканирования траектории 5, чтобы он не превосходил расстояния Н между линейными участками тра25

30 ектории (H ориентировочно равно L+ d. где б — ширина зоны захвата датчиков 6, 15).

Особенностью работы устройства (по фиг. 1) является возможность его реакции на скорость сканирования. Это достигается пувателя 3 и соответственно импульсного сигнала «а выходе датчиков 6, в результате имеющиеся на входе триггеров 9 входные емкости при быстром перемещении датчика

3 не успевают зарядиться до порогового напряжения, соответствующего "опрокидыванию" триггера. При достаточно медленном движении датчика 3 на датчики 6 в зоне их захвата поступает достаточное количество

50 импульсов, заряжающих входную емкость триггера 9 до порогового напряжения опрокидывания. Установка требуемой реакции предлагаемого устройства на скорость сканирования (перемещения датчика 3) осуществляется через изменение постоянной времени заряда входной емкости триггера 9 (например, путем изменения этой величины этой емкости).

В соответствии со схемой на фиг. 3 позиции 1-15 идентичны позициям фиг, 1 по40 тем импульсной работы датчика-преобразо1810821 казаны частично. Другие позиции: первая группа дополнительных датчиков 15; вторая группа дополнительных датчиков 16, 17 = выходы датчиков 15, 18 — выходы датчиков

16; взаимное расположение их на стороне 7 стенки 2 соответствует плану 19. Цепочка триггеров 20, Выходы 17 подсоединены параллельно ко входу 12 триггера 9, выходы 18 — параллельно ко входу 11 триггера 9, выход 13 триггера 9 соединен со входом 21 цепочки

20 последовательно соединенных триггеров, выход 22 цепочки 20 соединен со входом 14 индикатора 4.

В исходное состояние устройство по схеме на фиг. 3 приводится с помощью блока 10, как пояснено ранее (описание к фиг.

1 и 2). Для ускорения перекл<очения устройства в исходное состояние при достаточно большом числе триггеров в цепочке 22 следует соединить второй вход каждого триггера цепочки к выходу блока 10 (соединение не обязательное; показано жирным пунктиром 23). При использовании только счетного входа триггеров в цепочке 22 требуется повторить нажатие ключа К блока 10 несколько раз до переключения индикатора 4 в требуемое положение.

Особенностью работы устройства по фиг. 3 является то, что индикатор 4 на выходе цепочки 22 включается только при последовательном прохождении датчика 3 всех датчиков на плане 21, причем в заданном направлении. При этом после прохождения датчиком 3 датчика 6 происходит "опрокидывание" триггера 9, после прохождения первого датчика 16 в группе 15 опрокидываются триггеры 9 и первый в цепочке 22, после прохождения первого датчика 18 в группе 17 опрокидываются триггеры 9 и два первых в цепочке 22 и т.д. После прохождения датчиком 3 всех датчиков, показанных на плане 21, опрокидывается последний триггер цепочки 22 (число триггеров от первого триг<ера 9 до последнего в цепочке равно числу датчиков в группе 15 плюс 1), напряжение на выходе последнего триггера цепочки меняется. При этом меняется оно на входе индикатора 4, подключенного к цепочке (фиг. 3) и индикатор срабатывает (например, загорается лампочка).

Проведены испытания устройства согласно предлагаемому изобретению. В качестве датчика — преобразователя 3 использовали катушку с ферритовым сердечником. подключенным к переменному напряжению 6 В 50 Гц. В качестве имитатора стенки 2 «участка сканирования испытывали текстолит листовой толщиной 5 мм. В качестве приемных датчиков 6 использовали катушку с ферритовым сердечником. В качестве блока 10 — источник постоянного тока (батарейка напряжение 4; 5 В). Триггеры были собраны на транзисторах К < 315. В

5 качестве индикаторов использованы светодиоды, непосредственно подключенные между коллектором и эмиттером транзистора, В зоне захвата максимальный сигнал на катушке приемника 6 составлял 3 В (после l0 выпрямления диодом Д7Ж) и был достаточен для управления триггером. Кроме того, была показана возможность прямого использования датчика-преобразователя дефектоскопа УД11-УА, подключенного к

15 генератору этого дефектоскопа. В качестве дат <ика-приемника использован прямой преобразователь из комплекта "Приз" дефектоскопа УД-12, соединенный с усилителем с коэффициентом усиления 1000, при

20 этом сигнал на выходе такого датчика-приемника 5 В (усилитель запитан напряжением 6 В), что вполне достаточно для управления триггером.

Положительный эффект от применения

25 устройства по предлагаемому изобретению состоит в повышении точности (регистрируется превышение шага сканирования 5 0,5 мм на площадке сканирования ультразвуковым дефектоскопом с указанны30 ми датчиками и объективности оценки для. площадки сканирования размером 100 х 200 мм при произвольном хаотичном размещении датчиков по всей площадке, чем достигается представительность оценки для всей

35 площадки, а не только на ее краю (как у прототипа). Кроме того, при ультразвуковом контроле, проверенном при разработке технического проекта качество сканирования включает в себя скорость наряду с тщатель40 ностью соблюдения шага и пределов траектории сканирования, "заметающей" всю площадку .сканирования. Поскольку при

"быстром" сканировании импульсный сигнал не успевает зарядить входные емкости

45 триггера, это препятствует опрокидыванию триггера. Этот эффект является положительным для проверки качества сканирования, имитируя реальный процесс дефектоскопии, когда тоже при "быстром"

50 сканировании имеют место пропуски дефектов (не успевает заметить оператор импульс на экране дефектоскопа, или релейный блок не срабатывает, из-за накопле«ия амплитуды управляющего напряже55 ния при малом количестве импульсов).

Формула изобретения

1. Устройство для проверки качества сканирования при имитации процесса дефектоскопии, содержащее площадку сканирования в виде участка стенки плоского или

1810821

6 фасонного конструктивного элемента, перемещаемый на площадке сканирования датчик-преобразователь и индикаторы контрольных точек траектории перемещения датчика-преобразователя, о т л и ч а ю- 5 щ е е с я тем, что, с целью повышения точйости проверки, оно дополнительно снабжено датчиками-приемниками сканирующего сигнала, расположенными с противоположной стороны стенки, основ- 10 ными триггерами по числу датчиков и блоком установки исходного состояния триггеров, первый вход триггера соединен с соответствующим датчиком-приемником, второй вход триггера — с соответствующим 15 индикатором.

2.Устройство поп,1, отл ича ю щее-. с я тем, что по крайней мере один датчикприемник сканирующего сигнала установлен с воэможностью перемещения в 20 пределах площадки сканирования.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно содержит дополнительные датчики-приемники, установленные

25 вдоль заданной траектории сканирования, и дополнительные триггеры по их числу, каждый дополнительный триггер включен последовательно в цепь между основным триггером и индикатором, а выходдополнительного датчика-приемника соединен с: вторым входом соответствующего основно-. го триггера., 4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с. я тем. что оно содержит первую группу дополнительных датчиков-.приемников, выходы которого соединены параллельно и подключены к второму входу основного триггера, и вторую группу дополнительных датчиков-приемников, расположенных. между датчиками первой группы, а выходы датчиков второй группы соединены параллельно и подключены к первому входу основного триггера, а между основным триггером и индикатором включена цепочка триггеров, число которых равно числу до- . полнительных триггеров в соответствующей группе.

1810821

Фиг. 2

Составитель В.Гребенник

Редактор Г.Бельская - Техред М.Моргентал Корректор VI.Øóëëà

Заказ 1443 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

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

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