Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

 

т;. :;

) пате н. л;.„, 1

Сома Советских

И Е () 7 ЩЯ

Социалистических. Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Ъ (22) Заявлено 07.12.78 (21) 2693333/25-28 (51)М.Кл з,б 01 N 29)04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 15.01.82

Гасударственный комитет ио делам изобретений н открытий (53) УДК 620 179.161 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Пахомов, Д. Н. Сирота, С. А. Филимонов, Н. А. Глухов, В. Н. Носов, В. Л. Шкуратник и В. С. Ямщиков (71) Заявители

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (ВНИИНК) и Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

l 2

Изобретение относится к неразрушающим методам исследования материалов и может быть использовано при контроле горных пород.

Известен ультразвуковой дефектоскоп 5

f1), содержащий генератор возбуждающих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, усилитель, блок задержки; блок совпадения, интегратор, исполнительный орган и индикатор.

Недостатком этого устройства является малое быстродействие, связанное с фиксированностью объема накапливаемых зондирований.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достнгаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп (2), содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий, приемный 20 преобразователи и усилитель, последовательно соединенные блок элементов И, многоканальный интегратор и блок управления, второй интегратор, первый выход которого соединен со вторым входом блока управления, исполнительный орган, вход которого соединен со вторым выходом второго интегратора, блок задержки, вход ко.торого соединен с выходом синхронизатора, и индикатор.

У этого устройства также низкое быстродействие при наличии высокого уровня помех.

Цель изобретения — повышение быстродействия контроля, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено формирователем импульсов, включенным между выходом усилителя и входом блока элементов И, последовательно соединенными вторым исполнительным органом, вход которого соединен с выходом блока задержки, первым счетчиком и дешифратором, два выхода которого соединены с третьим входом блока управления и вторым входом блока элементов «И», генератором счетных импульсов, выход которого подключен ко второму входу первого исполнительно го органа, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика, последовательно соединенными вторым счетчиком, вход которого соединен с первым выходом блока управления, и блоком сравнения, выход которого соединен с четвертым входом блока управления, а второй вход блока ср авнения подключен ко второму выходу первого счетчика, третий и четвертый выходы которого соединены с пятым входом блока управления и входом индикатора, третий выход и вход второго интегратора соединены

764481 со вторым входом второго исполнительного органа и со вторым выходом первого интегратора соответственно, а второй выход блока управления подключен к третьему входу блока элементов И.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи 3, 4 и усилитель 5, последовательно соединенные блок

6 элементов И, многоканальный интегра-. тор? и блок 8 управления, второй интегратор 9, первый выход которого соединен со вторым входом блока 8 управления, испол нительный орган 10, вход которого соединен со вторым выходом второто интегратора 9, блок 11 задержки, вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, и индикатор 12, а также формирователь 13 импульсов, включенный между выходом усилителя 5 и входом блока 6 элементов И, последовательно соединенные второй исполнительный орган

i4, вход которого соединен с выходом блока 11 задержки, первый счетчик 15 и дешифратр 16, два выхода которого соединены с третьим входом блока 8 управления и вторым входом блока 6 элементов И, генератор 17 счетных импульсов, выход которого подключен ко второму входу исполнительного органа 10, выход которого соединен со вторым входом счетчика 15, пос.ледовательно соединенные второй счетчик 18, вход которого соединен с первым выходом блока 8 управления, и блок 19 сравнения, выход которого соединен с четвертым входом блока 8 управления, а второй вход блока 19 сравнения подключен ко второму вы/ ходу счетчика 15, третий и четвертый выходы которого соединены с пятым входом блока 8 управления и входом индикатора 12; третий выход и вход интегратора 9 соединены со вторым входом исполнительного ортана 14 и выходом интегратора 7 сЬответственно, а второй выход блока 8 управления подключен к третьему входу блока 6 элементов И.

Устройство работает следующим образом. Всю толщину контролируемого материала разбивают на несколько анализируемых последовательно во времени последовательных каналов. Каждый такой канал раз:. - . бивают на несколько, например 10, подканалов параллельного анализа. Анализ состоит в том, что сигнал, смешанный с аддитивной помехой, создаваемой камнерезной машиной, накапливают за несколько зондирований. На одиом зондировании .время анализа одного подканала может составлять !мкс. Следовательно, длительность анализа одного последовательного канала составляет в данном случае 10 мкс.

Синхронизатор 1 з|апускает генератор 2 зондирующих импульсов и, с некоторой задержкой за счет блока 11, осуществляет сброс счетчика 15 в «О». Генератор 2 зондирующих импульсов посредством излучающего преобразователя 3 вводит ультразвуковые колебания в контролируемый материал

20. Приемный преобразователь 4 воспринимает полезный сигнал, смешанный с помехой, и выдает электрические колебания на вход усилителя 5. Последний усиливает и ограничивает сигналы и запускает формирователь 13. Этот формирователь генерирует нормированные импульсы от положительной и отрицательной полуволн входного сигнала и по двухпроводной линии пере15 дает импульсы на первый вход блока 6 элементов И.

Упомянутый блок является по сути временным селектором и выполнен в виде параллельно включенных элементов И, число которых пропорционально числу параллельных подканалов и равно в данном случае 20.

Опрос подканалов производит дешифратор

16 путем подачи на второй десятипроводный вход блока 6 И серии сдвинутых импульсов длительностью 1 мкс. Выбор последовательного канала осуществляет блок

8 управления путем пода чи на его третий вход разрешающего потенциала длительностью 10 мкс, задержка которого меняется по мере возрастания номера последовательного канала. Выходные сигналы от блока 6 «И» поступают по десяти двухпроводным линиям на вход многоканального интегратора 7, каждый канал которого со55 держит реверсивый счетчик и пороговое устройство, Анализ входного сигнала— накопление его в каналах интегратора 7— происходит в течение, например, десяти зондирований.

Если в анализируемом последовательном канале полезный сигнал отсутствует и накопленная помеха не превышает порога, сигнал с первого выхода интегратора 7 по45 дается в блок 8 управления, который формирует на своем втором выходе следующий управляющий потенциал, длительностью

10 мкс, задерж анный по сравнению с предыдущим также на 10 мкс. Таким образом, блок управления подключает к параллельному анализу следующий последовательный канал, который анализируется аналогично, в случае отсутствия превышения одного порога в одном из подканалов. Если в одном или нескольких параллельных подканалах имеется достаточно интенсивная помеха или присутствует полезный сигнал, то в этом канале на одном из десяти зондирований происходит превышение порота, 6О о чем в блок 8 управления поступает с первого выхода интегратора 7 информация.

Блок 8 в свою очередь выбирает из нескольких сработавших подканалов один с наименьшим номером и подключает к анализу только его путем подачи импуль764481 ю

35

55 са длительностью 1 мкс по соответствующему проводу второго входа блока 6, одновременно разрешает прохождение импульсов с его второго, двухпроводного, выхода н а интегратор 9 и устанавливает в данном канале время анализа, соответствующее 90 зондированиям.

Если результат накопления в интеграторе 9 превысит второй порог, на исполнительные органы 10 и 14 поступает сигнал запрета, который прекращает подачу импульсов от генер атора 17 и от синхронизатора 1 на входы счетчика 15. Информация о номерах последовательного канала и параллельного подканала, содержащаяся в счетчике 15, соответствующая времени прохождения ультразвука через м атериал, поступает в индикатор 12 для отображения на табло.

Когда за 90 зондирований результат интегрирования интегратором 9 не превышает второго порога, блок 8 управления дает команду на повторное интегрирование в параллельных подканалах, сбрасывая интеграторы 7 и 9 в «О». При превышении первого порога блок 8 дает команду на повторное интегрирование в интеграторе 9. В случае повторения отрицательного результата блок 8 подключает к анализу следующий последовательный канал. Синхронизация процессов анализа в каналах и подканалах и подсчет числа зондирований производит счетчик 15. Коды, соответствующие номеру подканала, поступают от его первого выхода на дешифратор 16.

Формирование задержки разрешающего потенциала, выбирающего требуемый последовательный канал, осуществляют совместно блок 8 управления, счетчики 15, 18 и блок 19 сравнения. В последнем происходит сравнение текущего кода счетчика 15 с нарастающим через определенное число зондирований кодом счетчика 18. Сигнал сравнения кодов длительностью 10 мкс поступает в блок 8 управления для соответствующего управления блоком 6 элементов И.

Увеличение кода в счетчике 18 происходит за счет импульсов, поступающих с первого выхода блока 8. Информация о текущем номере зондирования поступает в блок 8 управления с третьего выхода счетчика 15.

Т аким образом, используя способ последовательно-параллельного анализа входных сигналов и осуществляя адаптированный выбор одного из двух порогов накопителя, описываемое устройство обеспечивает высокое быстродействие контроля качества материалов в условиях значительного уровня аддитивных помех.

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи и усилитель, последовательно соединенные блок элементов И, многоканальный интегратор и блок управления, второй интегратор, первый выход которого соединен со вторым входом блока управления, исполнительный орган, вход которого соединен со вторым выходом интегратора, блок задержки, вход которого соединен . с выходом синхронизатора, и индикатор, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия контроля, оно снабжено формирователем импульсов, включенным между выходом усилителя и входом блока элементов И, последовательно соединенными вторым исполнительным органом, вход которого соединен с выходом блока задержки, первым счетчиком и дешифратором, два выхода которого соедииены с третьим входом блока управления и вторым входом блока элементов И, генератором счетных импульсов, выход кото рого подключен ко второму входу первого исполнительного органа, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика, последовательно соединенными втоpbIM счетчиком, вход которого соединен с первым выходом, блока управления, и блоком сравнения, выход которого соединен с четвертым входом блока управления, а второй вход блока сравнения подключен ко второму выходу первого счетчика, третий и четвертый выходы которого соединены с пятым входом блока управления и входом индикатор,а, третий выход и вход второго интегратора соединены со вторым входом второго исполнительного органа и выходом первого интегратора соответственно, а второй выход блока управления подключен к третьему входу блока элементов И, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельоство СССР № 366766, кл. G 01 N 29/04, 24.03.70.

2. Авторское сводетельство СССР по заявке № 2660619/25-28, кл. G 01 N 29/04, 1978 (прототип).

764481

Редактор Б. Федотов

Корректор И, Осиновская

Техред И, Заболотпова

Тип. Харьк. фил. пред. Патент>

Заказ 31/36 Изд. № 101

НПО сПоискъ Государственного комитета СССР no делам иэобрете

Подпиеное м иэо ретенин и открытий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5