Акустическое устройство для контроля многослойных конструкций
Использование: для контроля толщины многослойных покрытий цилиндрических изделий. Сущность: заключается в том, что акустическое устройство для контроля многослойных конструкций содержит синхронизатор, индикатор, последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель ультразвука, последовательно соединенные приемник ультразвука и усилитель, при этом оно снабжено делителем частоты, регистратором сигнала, N блоками памяти, предназначенными для запоминания характеристик образцовых многослойных конструкций, и N блоками корреляционной обработки сигналов; индикатор выполнен N канальным, выход синхронизатора соединен с входом делителя частоты и с входом управления регистратора сигнала, выход делителя частоты соединен с входами управления генератора импульсов и индикатора, усилитель выполнен с возможностью передачи электрического сигнала на вход регистратора сигнала, выход регистратора сигнала соединен с входами блоков корреляционной обработки сигналов, выходы блоков памяти соединены с вторыми входами блоков корреляционной обработки сигналов соответственно, а выходы последних соединены с N входами индикатора соответственно. Технический результат: повышение точности контроля конструкций, отличающихся числом слоев, видом материала в разных слоях и толщиной слоев. 1 ил.
Акустическое устройство относится к технике неразрушающего контроля материалов и изделий и может использоваться для контроля многослойных конструкций.
Наиболее близко по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению известное акустическое устройство для контроля многослойных конструкций, содержащее синхронизатор, последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель ультразвука, последовательно соединенные приемник ультразвука и усилитель сигнала и индикатор [1].
Недостатком известного устройства является низкая точность контроля, связанная с тем, что в нем измеряется амплитуда акустического сигнала, прошедшего через контролируемую конструкцию, по которой судят о нарушении склейки между слоями в конструкции. Однако амплитуда акустического сигнала может изменяться и по другим причинам, например при изменении числа слоев и вида материала в слоях контролируемой конструкции, что снижает точность контроля.
Цель изобретения - повышение точности контроля конструкций, отличающихся числом слоев, видом материала в разных слоях и толщиной слоев.
Поставленная цель достигается тем, что акустическое устройство для контроля многослойных конструкций, содержащее синхронизатор, последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель ультразвука, последовательно соединенные приемник ультразвука и усилитель и индикатор, снабжено делителем частоты, регистратором сигнала, N блоками памяти, предназначенными для запоминания характеристик образцовых многослойных конструкций, и N блоками корреляционной обработки сигналов; индикатор выполнен N канальным, выход синхронизатора соединен с входом делителя частоты и с входом управления N канального регистратора, выход делителя частоты соединен с входами управления генератора импульсов и индикатора, выход регистратора соединен с входами блоков корреляционной обработки сигналов, выходы блоков памяти соединены с вторыми входами блоков корреляционной обработки сигналов соответственно, а выходы последних соединены с N входами индикатора соответственно.
На чертеже изображена блок-схема акустического устройства для контроля многослойных конструкций.
Устройство содержит синхронизатор 1, последовательно соединенные генератор 2 импульсов и излучатель 3 ультразвука, последовательно соединенные приемник 4 ультразвука и усилитель 5, индикатор 6, делитель 7 частоты, регистратор 8 сигнала, N блоков 9...10 памяти, предназначенных для запоминания характеристик образцовых многослойных конструкций, и N блоков 11...12 корреляционной обработки сигналов; индикатор 6 выполнен N канальным, выход синхронизатора 1 соединен с входом делителя 7 частоты и с входом управления N канального регистратора 8, выход делителя 7 частоты соединен с входами управления генератора 2 импульсов и индикатора 6, выход регистратора 8 соединен с входами блоков 11...12 корреляционной обработки сигналов, выходы блоков 9...10 памяти соединены с вторыми входами блоков 11...12 корреляционной обработки сигналов соответственно, а выходы последних соединены с N входами индикатора 6 соответственно. Излучатель 3 и приемник 4 ультразвука устанавливают с одной или с противоположных сторон контролируемой многослойной конструкции 13 для излучения в конструкцию зондирующих ультразвуковых сигналов 14 и приема отраженных или прошедших акустических сигналов 15 для последующего анализа.
Устройство работает следующим образом.
Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, следующие с заданной постоянной частотой F, которыми запускаются делитель 7 частоты и регистратор 8 сигнала. На выходе делителя 7 частоты формируются синхроимпульсы с частотой F/k, которыми запускаются генератор 2 импульсов и индикатор 6. Импульсами с выхода генератора 2 возбуждается излучатель 3 ультразвука. Излученная ультразвуковая волна проходит через контролируемую многослойную конструкцию и принимается приемником 4 ультразвука. Электрический сигнал с выхода последнего усиливается в усилителе 5 и поступает на вход регистратора 8. Последовательность из k значений сигнала, зарегистрированных в регистраторе 8, поступает на входы N блоков 11...12 корреляционной обработки сигналов, на вторые входы которых с выходов N блоков 9...10 памяти поступают последовательности из k значений сигнала, соответствующие образцовым многослойным конструкциям. Запись значений сигнала в N блоков 9...10 памяти осуществляется при градуировке устройства. На выходах блоков 11...12 корреляционной обработки сигналов формируется последовательность из N чисел, характеризующих вероятность отнесения контролируемой многослойной конструкции по своим параметрам к одной из N известных образцовых конструкций.
Использование изобретения обеспечивает преимущества, заключающиеся в повышении точности контроля многослойных конструкций, отличающихся числом слоев, видом материала и толщиной слоев. Сравнение результатов ультразвукового зондирования с характеристиками образцовых многослойных конструкций и их корреляционная обработка данных приводит к уменьшению ошибок, связанных с нестабильностью амплитуды акустического сигнала. Кроме того, устройство может быть использовано для идентификации многослойной конструкции или ее элементов на предмет соответствия ряду известных эталонных образцов, например, для выявления фальсификаций.
Источники информации
1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. В.В.Клюева. М., Машиностроение, 1976, т.2, с.270 (прототип).
Акустическое устройство для контроля многослойных конструкций, содержащее синхронизатор, индикатор, последовательно соединенные генератор импульсов и излучатель ультразвука, последовательно соединенные приемник ультразвука и усилитель, отличающееся тем, что оно снабжено делителем частоты, регистратором сигнала, N блоками памяти, предназначенными для запоминания характеристик образцовых многослойных конструкций и N блоками корреляционной обработки сигналов; индикатор выполнен N канальным, выход синхронизатора соединен с входом делителя частоты и с входом управления регистратора сигнала, выход делителя частоты соединен с входами управления генератора импульсов и индикатора, усилитель выполнен с возможностью передачи электрического сигнала на вход регистратора сигнала, выход регистратора сигнала соединен с входами блоков корреляционной обработки сигналов, выходы блоков памяти соединены с вторыми входами блоков корреляционной обработки сигналов соответственно, а выходы последних соединены с N входами индикатора соответственно.
