Дефектоскоп

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях, в частности для выявления непрокпеев в многослойных клеевых и паяных конструкциях и расслоений в изделиях из слоистых пластиков. Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности констроля путем обеспечения поиска резонансной частоты объекта контроля и исключения влияния динамических характеристик преобразователя на амплитудно-частотные характеристики системы преобразовательобъекты контроля. Дефектоскоп дополнительно содержит последовательно соединенные блок фиксации резонансной частоты, а также блок обратной связи, включенные между выходом усилителя напряжения и входом усилителя мощности. 2 з.п ф-лы, 3 ил.

(19) КЦ (и) 2 (5Ц5 GOING 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (О) 4950960/28 (22) 2?В6Ж (46) 30.1ЫЗ Бюа йв 43И (71) Научно-производственное объединение "Всероссийсай институт авиационныхматериалов" (72) Мурааов 8.8„ Дружинин О.Г. (73) Всероссийский научно -исследовательский институт авиационных материалов (И) ДЕФЕКТОСКОП (67) Изобретение относится к неразруаакхцему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в изделиях, в частности для выявления непрокпеев в многослойных клеевых и пая ных конструкциях и расслоений в изделиях из слоистых пластиков. Цепь изобретения — повышение чувствительности и надежности констроля путем обеспечения поиска резонансной частоты объекта контроля и исключения влияния динамических характеристик преобразователя на амплитудно-частотные характеристики системы преобразовательобъекты контроля. Дефектоскоп дополнительно содержит последовательно соединенные блок фиксации резонансной частощ а также блок обратной связи, включенные между выходом усилителя напряжения И входом усилителя мощности. 2 зл. ф-лы, 3 ил.

2003969 (хранения сигнала, включвющего ключ 19 управления соответственно,.

Дефектоскоп работает следующим образом.

В режиме настройки электрический сигнал переменной частоты (частота изменяет50 ся s рабочем диапазоне частот 30 — 150 кГц) с выхода управляемого генератора 7 (фиг.1) через усилитель 1 мощности поступает на излучатель 3 преобразователя 2, который преобразует электрический сигнал в механический.

При акустическом контакте излучателя 3 с обьектом 11 контроля (например. многоНа фиг.1 представлена функциональная слойной конструкцией) в бездефектной зоне схема дефвктоскопа; на фиг.2 и 3 — примеры в обьекте контроля возбуждаются упругие

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обнаружения дефектов в.изделиях, в частности для выявления непроклеев в многослойных клеевых и паяных конструкциях и расслоений в изделиях из слоистых пластиков; асбо- и стеклопластиков, текстолитов, высокомодульных композиционных материалов (угле- и боропластиков) и т.п.

Известен . дефектоскоп, позволяющий реализовать акустический амплитудный и амплитудно-фазовый импедансные способы контроля.

Известен также акустический дефектоскап, позволяющий реализовать амплитудный вариант импедансногр способа дефек-оскопии с использованием раздельно-совмещенного преобразователя, Дефекгоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор, генератор, раздельно-совмещенный преобразователь, усилитель, пиковый детектор и стрелочный индикатор. Второй выход усилителя соединен с автоматическим сигнализатор дефектов (АСД) (1).

Дефектоскоп работает в импульсном режиме излучения, при котором в контролируемой конструкции возбуждаются импульсы упругих колебаний с частотой, близкой к собственной частоте излучающего вибратора. В этом случае контроль проводится в нерезонансном режиме, что значительно ухудшает эксплуатационные характеристики дефектоскопа, прежде всего чувствитель; ность контроля.

Целью изобретения являетая повышеwe чувствительности и надежности контроля за счет обеспечения работы дефектоскопа в резонансном режиме и иск лючения влияния характеристик преобразователя на АЧХ системы преобразователь— объект контроля.

Это достигается тем, что дефектоскоп дополнительно содержит последовательно соединенные блок фиксации резонансной частоты, генератор, а также блок обратной связи, включенные между выходом усилителя напряжения и входом усилителя мощности, Блок фиксации состоит из последовательно соединенных детектора максимума амплитуды сигнала интегратора, выполненного на операционном усилителе, а блок обратной связи выполнен на операционном усилителе и наборе RC-цепочек, подсоединенных последовательно к входу операционного усилителя и параллельно ему, выполнения блока фиксации резонансной частоты и блока обратной связи.

Дефектоскоп (фиг.1) содержит последовательно соединенные усилитель 1 мощности, раздельно-совмещенный преобразователь 2, включающий излучатель 3 и приемник 4, усилитель 5 напряжения, блок 6 фиксации резонансной частоты и управляемый генератор 7, 10 выход которого подключен к входу усилителя мощности, а также блок 8 обратной связи, включенный между выходом усилителя 5 напряжения и входом усилителя мощности, блок 9 индикации и автоматический сигна15 лизатор 10 дефектов, подключенные к выходу усилителя 5 напряжения. В процессе контроля преобразователь 2 перемещается по поверхности объекта 11 контроля таким образом, что излучатель 3 и прие .;пик 4 со20 ставляют с объектом 11 контроля систему, имеющую единую амплитудно-частотную характеристику.

Блок 6 фиксации резонансной частоты (фиг,2) состоит из соединенных последова25 тельно блока 12 запоминания максимума амплитуды, включающего ключ 13 управления, операционный усилитель 14, диод 15, конденсатор 16 и ключ 17, блока 18 выборки

30 управления, операционный усилитель 20 и конденсатор 21, блока 22 сравнения сигналов, включающего сопротивления 23, операционный усилитель 24 и сопротивление 25, причем пол ожител ь н ый вход операционного усилителя 24 соединен с выходом блока

12 запоминания максимума амплитуды; интегратора 26, включающего ключ 27 управления, сопротивление 28, операционного усилителя 29 и конденсатора 30; преобразо40 ватель 31 синусоидальных сигналов в прямоугольные импульсы (триггер Шмитта}, вход которого соединен с входом. блока 12 запоминания максимума амплитуды; кольцевого счетчика 32 импульсов, вход которо45 го соединен с выходом триггера Шмитта,.а выходы 33-36 — с ключами t3, 27, 19 и 17

2003969 колебания, амплитуда которых зависит не только от механического импеданса конструкции в зоне контроля (при наличии дефекта импеданс конструкции меньше, а уровень сигнала больше), но и от частоты 5 колебаний, Упругие колебания объекта 11 контроля принимаются приемником 4 преобразователя 2, преобразуются в электрический сигнал, который через усилитель 5 напряжения 10 подается на блок 6. С помощью блока 6 обеспечивается поиск резонансной частоты объекта контроля по максимуму амплитуды сигнала. С выхода блока 6 на управляемый генератор 7 подается сигнал, задающий та- 15 кой режим работы генератора, при котором последний выдает сигнал с частотой, равной резонансной частоте объекта контроля при нахождении преобразователя 2 в бездефектной зоне. Блок 8 обратной связи, включен- 20 ный между выходом усилителя 5 напряжения и входом усилителя 1 мощности, позволяет исключать влияние динамических характеристик преобразователя 2 на амплитудно-частотные характеристики сис- 25 темы преобразователь — обьект контроля. . В режиме контроля сигнал с управляемого генератора 7 через усилитель 1 мощности поступает на излучатель 3, затем от приемника 4 — на усилитель 5 напряжения и 30 на блок 9 индикации. Последний позволяет определить амплитуду и частоту принятого сигнала, Дефекты объекта контроля определяются по изменению параметров неразрушающего контроля (амплитуды, 35 резонансной частоты) по срабатыванию автоматического сигнализатора 10 дефектов, При самонастройке сравниваются M- u

М -ые амплитуды принятого синусоидального сигнала, Если разница положительная, 40 то производится увеличение сигнала на выходе интегратора и соответственно частоты управляемого генератора, Если разница отрицательная, то сигнал на выходе интегра-. тора уменьшается. 45

Последовательность работы блока 6 следующая, За время включения ключа 13 на конденсаторе 16 производится запоминание максимума амплитуды входного сигнала. 50

Разница между этим сигналом и сигналом с выхода операционного усилителя 20 через ключ 27 поступает на вход интегратора 29.

Длительность интегрирования определяется временем включения ключа 27. За время включения ключа 19 на .конденсаторе 21 производится запоминание сигнала, поступающего с конденсатора 16. Ключ 17 используется для разрядки конденсатора 16.

Управление ключами 13. 27, 9, 17 производится от кольцевого счетчика 32 (РСд), который запускается прямоугольными импульсами с выхода триггера 31 Шмитта, кольцевой счетчик 32 имеет четыре выхода, Управляющий импульс на каждом выходе (33 — 36) имеет длительность, равную полупериоду входного синусоидального сигнала. Первый вход 33 используется для управления ключом 13, второй 34 — ключом

27, третий 35 — ключом 19, четвертый 36— ключом 17. Время, связанное с формировакием управляющих импульсов на оставшихся выходах кольцевого счетчика 32, используется как задержка для устранения влияния переходных процессов в системе измерений.

В качестве ключей 13,27, 19 и 17 используются аналоговые МОП-транзисторные ключи (серии КР-590), Для кольцевого счетчика 32 используются универсальные сдвиговые резисторы (ИР).

Блок 8 обратной связи выполнен на операцианном усилителе 37 и наборе RC-цепочек, подсоединенных последовательно (38) и параллельно (39) к операционному усилителю 37, Экспериментальные исследования заявляемого дефектоскопа для контроля многослойных конструкций показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (дефектоскоп типа АЧД-2M) заявляемый дефектоскоп обеспечивает проведение контроля в резонансном режиме и исключение влияния характеристик преобразователя на АЧХ системы преобразователь — объект контроля и за счет этого обеспечивает более высокую чувствительность и надежность контроля.

Кроме того, заявляемый дефектоскоп позволяет проводить контроль конструкций, выявление дефектов в которых ранее было затруднительно или невоэможчо. (56) Дефектоскопия. 1977, М 1, с.115.

2003969

Формула изобретения

1. ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мощности,. раздельно-совмещенный преобразователь, усилитель напряжения и блок индикации и автоматический сигнализатор дефектов, подключенный к выходу усилителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности контроля, он снабжен блоком фиксации резонансной частоты и блоком обратной связи, входы которых подключены к выходу усилителя напряжения, а выходы - соответственно к входу и выходу генератора.

2. Дефектоскоп по п.3, отличающийся, тем, что блок фиксации резонансной частоты выполнен из последовательно соединенных детектора максимума амплитуды

5 сигнала и интегрирующего операционного усилителя.

3. Дефектоскоп по пЛ, отличающийся тем, что блок обратной связи выполнен из операционного усилителя, первой RC-це10 почки, подключенной параллельно ему, и второй RC-цепочки. включенной между входами блока обратной связи и операционного усилителя, выход которого является выходом блока обратной связи.

2003969.

Фиг. У

Составитель В,Мурашов

Техред M,Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор Л.Народная

Заказ 3323

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

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

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