Ультразвуковой дефектоскоп

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

«» 673908

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. с вид- ву— (22) Заявлено 04.10.76 (21) 2410534/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл. е

G01 N 2904.

Гасударственный квинтет

СССР па делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.07.79 (53) УДК 620.179..16 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Борисов, Е. В. Артамонов и В. В. Селиванов (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может использоваться, например, при автоматизированном ультразвуковом контроле изделий, имеющих сечение переменной формы.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, искатель, усилитель, формирователь селектирующих импульсов, блок выделения и регистратор дефектов (I).

Недостатком известного дефектоскопа является невозможность использования его при автоматическом сканировании искателя дефектоскопа, когда толщина изделия в направлении прозвучивания изменяется, так как перестройка длительности селектирующих импульсов производится вручную.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, искатель, усилитель, подключенный к синхронизатору формирователь импульсов передней грани изделия, блок формирования стробирующих импульсов, одним входом .соединенный с выходом формирователя импульсов передней грани изделия, а другим — с усилителем, временной селектор, подключенный своими входами к блоку формирования стробирующих импульсов и усилителю, и регистрирующее устройство, подключенное к выходу временного селектора (2).

Недостатком устройства является пропуск регистрации дефекта при автоматическом контроле в случае, когда амплитуда импульса от дефекта соизмерима или больше

10 амплитуды импульса от задней (донной) грани изделия. Кроме того, если задняя грань изделия имеет сложную конфигурацию, эхо — сигналы от которой могут не попасть на искатель, т.е. отсутствует импульс от задней грани изделия, то невозможно автоматически устанавливать длительность стробирующих импульсов.

Целью изобретения является повышение надежности, а также производительности контроля при контроле изделий, имеющих в

20 направлении прозвучивания сечения переменной формы.

Цель достигается тем, что дефектоскоп снабжен последовательно подключенными датчиком импульсов шаговых перемещений

673908 искателя, схемой выделения синхроимпульсов, подключенной вторым входом к синхронизатору, формирователем управляющего временного интервала, селектором тактовых импульсов, тактовым генератором, подключенным к второму входу селектора тактовых импульсов, формирователем временного интервала между передней и донной гранями изделия, подключенным входами соответственно к формирователю импульсов передней грани изделия и усилителю, а выходом — к третьему входу селектора тактовых импульсов, селектором счетных импульсов, соединенным первым входом с выходом тактового генератора, а вторым — с блоком формирования стробирующих импульсов, последовательно подключенными и-разрядным регистром, «единичные» входы которого предназначены для подключения к программному устройству, а счетный вход соединен с выходом селектора тактовых импульсов, схемой управления, по отдельному входу соединенной с выходом синхронизатора, и-разрядным счетчиком, подключенным выходом к второму входу блока формирования стробирующих импульсов, а счетным входом к выходу селектора счетных импульсов, последовательно соединенными селектором анализатора, первый вход которого подключен к выходу формирователя временного интервала между передней и донной гранями изделия, р-разрядного счетчика, подключенного выходом к входу схемы выделения синхроимпульсов и выходу временного селектора и регулируемой линией задержки, подключенной входом к выходу и-разрядного счетчика, а выходом -- к второму входу селектора анализатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 — временная диаграмма работы дефектоскопа.

Дефектоскоп состоит из синхронизатора

1, генератора 2 ультразвуковых колебаний, искателя 3, усилителя 4, формирователя 5 импульсов передней грани изделия, блока 6 формирования стробирующих импульсов, временного селектора 7, датчика 8 импульсов щаговых перемещений искателя, схемы

9 выделения синхроимпульсов, формирователя 10 управляющего временного интервала, селектора 11 тактовых импульсов, тактового генератора 12, формирователя 13 временного интервала между передней и донной гранями изделия, и-разрядного регистра 14, схемы 15 управления, и-разрядного счетчика 16, селектора 17 счетных импульсов, селектора 18 анализатора, регулируемой линии 19 задержки, р-разрядного счетчика 20.

Схема работает следующим образом.

Импульсы синхронизатора 1 запускают генератор 2, который возбуждает искатель

3, генерирующий ультразвуковые колебания.

Ультразвуковые колебания через иммерсионную среду распространяются в изделии и отраженные импульсы от передней и задней граней изделия усиливаются усилителем 4. Импульсы синхронизатора показаны на фиг. 2, а; а видеоимпульсы с усилителя— на фиг. 2 б; где П вЂ” П п+1 — импульсы, отраженные от передней грани изделия; Д—

5 +

-Д вЂ” импульсы, отраженные от задйей (донной) грани изделия; А — импульсы, отраженные от дефекта. Датчик 8 вырабатывает импульсы (фиг. 2, в), по времени соответствующие концу шагового перемещения искателя. При контроле изделий, имею1о щих форму тел вращения, когда сканирование изделия осуществляется посредством его вращения и шагового перемещения искателя в конце оборота изделия, это может быть импульс конца каждого оборота изделия, задержанный на время шагового перемещения искателя. Импульсы с датчика 8 поступают на вход схемы выделения синхроимпульсов 9, выделяющей первый синхроимпульс (фиг. 2, д), следующий после импульса шага сканирования. На другой вход схемы 9 поступают импульсы с выхода синхронизатора l. Выделенный синхроимпульс подается на вход формирователя 10 управляющего временного интервала, импульс с которого (фиг. 2, е) подается на вход селектора 11. На второй вход селектора подаются импульсы с тактового генератора 12 (фиг. 2 г), вырабатывающего импульсы с частотой следования 3 — -6 мГц. На третий вход селектора 11 подаются импульсы с выхода формирователя 13, вырабатываюгцего с частотой синхронизации временной интервал между передней и донной гранями изделия (фиг. 2,з1.

Форм ирователь 13 может быть выполнен в виде триггера, который по «единичному» входу управляется с выхода формирователя 5 импульсов передней грани издеи лия, а по «нулевому» входу — видеоимпульсами с выхода усилителя 4. Формирователь

5 по «единичному» входу управляется синхроимпульсами,. а по «нулевому» — видеоимпульсами с усилителя 4. Выходные импуль40 сы формирователя 5 изображены на фиг. 2 ж.

Таким образом на входы селектора 11 поступают импульсы тактового генератора 12, импульсы временного интервала между передней и донной гранями изделия с формирователя 13, следующие с частотой син45 хронизации, и импульсы с выхода формирователя 10 управляющего временного интервала, следующие с частотой импульсов датчика 8 щаговых перемещений искателя.

При контроле изделий, имеющих пере р менные сечения в направлении прозвучивания, могут быть следующие случаи.

1. B направлении строчного сканирования толщина изделия не изменяется, передняя и задняя грани изделия параллельны и изменение толщины изделия может происходить ступенчатым образом в моменты шаговых перемещений искателя. В этом случае всегда имеется импульс, отраженный от задней грани изделия, который может изме673908 зо и зе

Формула изобретения

4S

$5 нить свое временное положение в моменты щаговых перемещений искателя.

2. В направлении строчного сканирования толщина изделия не изменяется, задняя грань изделия не параллельна передней и имеет произвольную конфигурацию, изменение толщины изделия происходит в моменты щаговых перемещений искателя по произвольному закону. В этом случае в зависимости от угла наклона задней грани относительно передней, импульс донной грани может отсутствовать.

В первом случае на выходе селектора 11 формируется пачка импульсов (фиг. 2, и), количество которых пропорционально временному интервалу (фиг. 2, з), когда на его входах одновременно присутствуют импульсы формирователей 10 и 13 и импульсы тактового генератора 12. Однако с небольшой вероятностью возможно, что в первом такте после поступления импульса с датчика 8, первым видеоимпульсом, следующим после видеоимпульса от передней грани изделия, может быть видеоимпульс, отраженный от внутреннего дефекта изделия. Тогда на выходе формирователя 13 устанавливается импульс, длительность которого равна временному интервалу между импульсами передней грани и дефекта. Этот импульс определяет количество импульсов в пачке, записанных в регистре 14 в виде двоичного кода. Это приводит к появлению неконтролируемой зоны, равной временному интервалу между импульсами от дефекта и задней грани изделия, возможность контроля сохраняется до следующего шагового перемещения искателя.

Для устранения этого недостатка введена схема анализатора записи кода временного интервала в регистр, работающая следующим образом. В регистре 14 в виде двоичного кода записывается временный интервал между импульсами передней грани и дефекта. Двоичный код в последующих тактах синхронизации сохраняется в нем и с частотой синхронизации через схему управления в виде параллельного кода записывается в счетчик 16. С выхода счетчика 16 через линию задержки 19 на один вход селектора анализатора 18 поступают с частотой синхронизации импульсы, по времени совпадающие с импульсами от дефекта. На второй вход селектора 18 также с частотой синхронизации поступает временной интервал с формирователя 13. В селекторе анализатора осуществляется сравнение поступающих на ее входы временных интервалов и в случае, если длительность временного интервала на выходе формирователя 13 боль«не временного интервала на выходе счетчика 16, «ra выходе селектора 18 формируются импульсы. Эти импульсы подаются на р-разрядный счетчик 20. За несколько тактов счетчик 20 заполняется, и импульс переполнения подается на схему 9 выделения синхроимпульсов на один вход с импульсом от датчика 8. Импульс с выхода схемы 9 запускает формирователь 16, и в регистре 14 записывается значение нового кода временного интервала. Этот код с частотой синхронизации переписывается в счетчик 16, на счетный вход которого с выхода селектора 17 поступают пачки импульсов (см. фиг. 2, к). Величина пачки импульсов определяется длительностью импульса, вырабатываемого блоком 6. Начало этого импульса определяется импульсом на выходе формирователя 5, а конец — импульсом переполнения счетчика 16 (см. фиг. 2, л) . С выхода блока 6 импульс (см. фиг. 2, м) зоны контроля подается на вход селектора 7, на второй вход которого поступают видеоимпульсы с усилителя 4. При совпадении по времени этих импульсов на выходе селектора 7 появляется импульс дефекта (см. фиг. 2, н) .

Во втором случае, когда импульс донной грани отсутствует, с выхода селектора 11 в регистр 14 записывается код временного интервала, длительность которого определяется длительностью импульса формирователя 10 (фиг. 2, е). Длительность его устанавливается оператором. В дальнейшем устройство работает так же, как это было описано выше.

В случае необходимости вести управление длительностью зоны контроля в процессе контроля на программе, запись кода длительности зоны контроля в регистр 14 осуществляется с выхода устройства программного управления или ЭВМ.

Таким образом дефектоскоп обладает универсальностью, высокой надежностью. легко стыкуется с программным устройством или ЭВМ при автоматическом контроле изделий разнообразных форм, что особенно необходимо там, где широкая номенклатура выпускаемых изделий.

Ультразвуковой дефектоскоп, содержа щий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, искатель, усилитель, подключенный к синхронизатору формирователь импульсов передней грани изделия, блок формирования стробирующих импульсов, первым входом соединенный с выходом формирователя импульсов передней грани изделия, временной селектор, подключенный своими входами к блоку формирования стробирующих импульсов и усилителю, соответственно, и регистрирующее устройство, подключенное к выходу временного селектора, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности и повышения производительности контроля, он снабжен последовательно подключенными датчиком им673908 пульсов шаговых перемещений искателя, схемой выделения синхроимпульсов, подключенной вторым входом к синхронизатору, формирователем управляющего временного интервала, селектором тактовых импульсов, тактовым генератором, подключенным к второму входу селектора тактовых импульсов, формирователем временного интервала между передней и донной гранями изделия, подключенным входами соответственно к формирователю импульсов передней грани изделия и усилителю, а выходом-к третьему входу селектора тактовых импульсов, селектором счетных импульсов, соединенным первым входом с выходом тактового генератора, а вторым — с блоком формирования стробирующих импульсов, последовательно подключенными и-разрядным регистром, «единичные» входы которого предназначены для подключения к программному устройству, а счетный вход соединен с выходом селектора тактовых импульсов, схемой управления, по отдельному входу соединенной с выходом синхронизатора, п-разрядным счетчиком, подключенным выходом к второму входу блока формирования стробирующих импульсов, а счетным входом к выходу селектора счетных импульсов, последовательно соединенными селектором анализатора, первый вход которого подключен к выходу формирователя временного интервала между передней и донной гранями изделия, р-разрядного счетчика, подключенного выходом к входу схемы выделения синхроимпульсов и выходу временного селектора и регулируемой линией задержки, подключенной входом к выходу и-разрядного счетчика, а выходом — к второму входу селектора анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техническое описание дефектоскопа

ДУК вЂ” 66, Ш.Ю2.048.069. T 0., г. Кишинев, завод Электроточприбор, 2. Голодаев Б. Г., Автоматизация имщ пульсного эхо-метода ультразвукового контроля, М., «Машиностроение», 1968, 673908

«« °

4 ° Ф

Ь г.2

Составитель Ю. Петраковский

Редактор H. Аристова Техред О. Луговая Корректор Г. Решетник

Заказ 4063/39 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4