Устройство для контроля качес-tba материалов

 

<щ807172 (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (51)м КЛ3 (22) Заявлено 04. 05. 78(21) 26272б4/18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

G 01 К 23/08

Государственный комитет

СССР по делам. изобретений н открытий

Опубликовано 2 3.0281. Бюллетень Н9 7

Дата опубликования описания 23. 02. 81 (53) УДК б21. 318. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. В..Жуков, (71) Заявитель!

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым и радиационным методами и может быть использовано для контроля бетонных и железобетонных сооружений.

Известно устройство для ультразвукового контроля изделий, содер- жащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, анализатор спектров, блок выделения огибающей и аналого-цифровой преобразователь, а также счетчик, t1)

Недостатком устройства является низкая точность контроля.

Известно устройство для радиационного контроля плотности бетона изделий, например гамма-плотномер, содержащий источник и детектор излучений, усилитель-нормализатор, а также индикатор (2).

Недостатком его является низкая точность контроля.

Наиболее близким по технической сущ:< ос т и к предл а гае мому является устройство для контроля качества материалов, например пористых тел, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилительь, анализ атор спектров, блок вы- l деления огибающей, аналого-цифровой преобразователь, счетчик, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад задержки и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход — ко второму выходу генератора импульсов, а выход - ко второму входу счетчика t.3 j. ,Недостатком данного устройства является низкая точность контроля, обусловленная необходимостью экспериментального определения кода матери2О ала до проведения опыта, а также отсутствием учета возможных локальных изменений параметров материала (объемного веса) в процессе контроля. Поскольку код материала в дан25 ном устройстве устанавливается оператором перед выполнением измерений с помощью органов управления генератором кода материала, то оперативность и достоверность контроля неве30 лики.

807172 цель изобретения — повышение точ. ности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательНо соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель, . приемник, усилитель, анализатор спектров, блок выделения огибающей, аналого-цифровой преобразователь,, счетчик, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад задержки и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого— цифрового преобразователя, третий вход — ко второму выходу генератора импульсов, а выход, — ко второму входу счетчика, дополнительно снабжено генератором интервалов времени, схемой совпадения и источником ионизирующего излучения, а также соединенными последовательно детектором излучения и нормализатором,выход которого подключен ко входу регистра делителя вычислительного блока через схему совпадений, второй вход кото!

20

25 рой присоединен к генератору интервалов времени, подключенному ко второму ко второму выходу анализатора, генерач тор 11 импульсов, первый выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад 12 задержки, выход которого подключен к первому входу вычислительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом схемы

13 совпадений, первый вход которой подключен к выходу генератора 14 интервалов времени, а второй — к выходу нормализатора 15, соединенного с выходом детектора 16 излучений, инициируемых источником 17. излучений. Вход генератора 14.интервалов времени подключен к выходу.генератора 11 импульсов, который подключен к третьему входу блока 8.

Устройство работает следующим образом.

55

Генератор 1 зондирующих импульсов вырабатывает корот кие электрические импульсы, которые с помощью излучателя 2 преобразуются .в импульсы упругих колебаний и вводятся в материал. С помощью приемника 3 импульсы, прошедшие збну контроля ка60

65 выходу генератора импульсов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, излучатель 2, приемник

3, усилитель 4, анализатор 5 спектров,з5 блок 6 выделения огибающей, аналогоцифровой преобразователь 7, вычислительный блок 8 и счетчик 9,последовательно соединенные дифференцирующую цепь 10, вход которой подключен 40 чества материала, преобразуются в электрические импульсы, которые усиливаются в усилителе 4 и подвергаются спектральному анализу в анализаторе 5.

Сигнал с выхода анализатора 5 поступает на вход блока 6, осуществляющего детектирование этого сигнала.

На выходе блока 6 появляется аналоговый сигнал, повторяющий форму спектра принятого сигнала. С помощью аналого-цифрового преобразователя 7 это медленно меняющееся напряжение аналогового сигнала преобразуется в последовательности, число имульсов в которых пропорционально площади спектра импульса, прошедшего зону контроля качества материала за один рабочий цикл анализатора 5.

Для того, чтобы исключить влияние рода материала, а точнее его локального объемного веса (плотности) на данные эксперимента, одновременно с операцией прозвучивания выполняют измерение уровня рассеянного материалом ионизирующего излучения. Для этого в той же зоне контроля устанавливают источник 17 и детектор 16 из— лучений. При этом от источника 13 в зону контроля поступают спонтанные кванты (например гамма-кванты ) излучения, которые рассеиваются согласованно с объемным весом материала в данной зоне. Рассеянное излучение регистрируется с помощью детектора

16 излучений и преобразуется в случайную последоватеЛьность электрических импульсов, которые усиливают— ся до необходимой величины и преобразуются к стандартному виду нормали— затором 15. Нормализованные импульсы поступают на вход схемы 13 совпа— дений, на первый вход которой поступают импульсы от генератора 14 интервалов времени.

С выхода схемы 13 совпадений импульсы поступают на вход вычислительного блока 8 в регистр делителя.

На другой вход блока 8 в регистр делимого поступает последовательность импульсов с выхода аналого-цифрового преобразователя 7.

В результате в регистрах вычислительного блока 8 происходит запоминание площади спектра и объемного веса материала с момента прихода команды "запись" на третий вход блока 8 со второго выхода генератора

11 импульсов.

В этот момент происходит запуск генератора 14 интервала времени,который вырабатывает электрический импульс заданной длительности, обеспечивающий беспрепятственную передачу выходных импульсов нормализатора

15 через схему 13 совпадений. С момента окончания этого импульса схема й

807172

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 580502, кл. G 01 N 29/04, 1976.

2. Руководство по применению неразрушающих методов испытаний и контроля качества. M., Воениздат, 1977, с.95, 103.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2461657/25-28, кл. G 01 N 29/04, 1977 (прототип).

13 совпадений запирается и дальнейшее накопление импульсов в регистре делителя вычислительного блока 8 прекращается. Длительность импульса генератора 14 интервалов времени существенно меньше длительности рабочего цикла анализатора 5 спектров.

В момент прихода команды "пуск" вычислительный блок 8 прекращает запись и начинает делить числа, хранящиеся в регистрах.

На выходе вычислительного блока появляется последовательность числа импульсов, по которой определяется качество материала. Эта последовательность суммируется в счетчике 9.

Необходимость деления площади спектра на число, пропорциональное ,объемному весу материала (код материала) объясняется следующим образом.

Известно, что площадь спектра широкополосного сигнала упругих волн, 20 прошедших зону контроля, пропорциональна, а число рассеянных квантов ионизирующего излучения — обратно пропорционально качеству материала (например прочности) . Названные за- 2S висимости имеют линейный характер.

Поэтому отношение площади спектра к скорости счета импульсов пропорционально качеству материала. При соответствующем выборе параметров

30 источника 13 излучений и длительности импульса генератора 14 интервалов времени число зарегистрированных квантов соответствует коду материала и названное отношение поз— воляет выполнять отсчет непосредственно в единицах избранного показателя качества.

В анализаторе 5 спектра происходит автоматическая перестройка частоты анализа спектра. 40

При этом со второго выхода анализ атора 5 выходное напряжение через дифференцирующую цепь 10 подается на вход генератора 11 импульсов. Тогда первый импульс, соответствующий окончанию рабочего цикла анализатора 5, переводит генератор 1" в состояние

ll0и

На входы генератора 14 интервалов времени и "запись" вычислительного блока 8 поступает командный импульс и начинается запись в соответствуюШие регистры блока 8.

Второй импульс, соответствующий окончанию следующего цикла анализатора 5, переводит генератор 11 импульсов в состояние "1". При этом на вход "сброс" счетчика 9 поступает командный импульс и происходит сброс предыдущих показаний

Спустя некоторое время этот же импульс через каскад 12 задержки поступает на вход "пуск" вычислительного блока В и:,ачинается процесс деления содержимого регистров площади спектра и кода материала, а на индикаторном табло счетчика

9 появляется число, представляющее результат деления.

Использование изобретения позволяет повысить точность контроля качества материалов за счет автоматическОго учета локальных изменений объемного веса материала в зоне контроля.

Формула изобретения

Устройство для контроля качества материалов, содержашее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучатель, прием— ник, усилитель, анализатор спектров, блок выделения огибающей, аналогоцифровой преобразователь, счетчик, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, вход которой подключен к выходу анализатора, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика, каскад задержки и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход — ко второму выходу генератора импульсов, а выход ко второму входу счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности кон роля, оно дополнительно снабжено генератором интервалов времени, схемой совпадения и источником ионизирующего излучения, а также соединенными последовательно детектором излучения и нормализатором, выход которого подключен ко входу регистра делителя вычислительного блока через схему совпадений, второй вход которой присоединен к генератору интервалов времени, подключенному ко второму выходу генератора импульсов.

807172

Составитель В. Недопекин

Редактор Н. Лазаренко Техрец,Ж. Кастелевич Корректор В. Синицкая

Заказ 274/б7 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеннй и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4