Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

 

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичвснии республик

<и 905774 (61) Дополнительное к авт, спид-аул (22) Заявлено 040 1.80 (21) 2365484/25-23 с присоедикеииевт заявки М(23)Приоритет "

Опубликовано 150282. Бюллетень М6 .

Дата опубликования описания 150282 (51)М. Кл. 6 01 и 29/04

@вударвтпввы6 квинтет

CCCP

N делам кзабрвтееиХ и еткрыткй (53) УДК 620.179; .16(088.8) (72) Авторы изобретения

П.С.Витюк и С.И,Ногин г

Научно-исследовательский институт строите конструкций Госстроя СССР (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразру- шающим испытаниям ультразвуковым ме. тодом и может быть использовано для контроля качества материалов.

Известно ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, пороговые каскады, формирователь импульсов, схему И и аналогоцифровой преобразователь (АЦП) (1 ).

Недостатком известного устройства является низкая производительность контроля.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, регулируемый усилитель, первый пороговый каскад и пер2 вую схему И, второй пороговый каскад выход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, схему задержки, АЦП, вторую схему И, триггер и генератор импульсов, выход которого подключен ко второму входу регулируемого усилителя (2 ).

Недостатком известного устройства является низкая производительность контроля, так как не позволяет производить автоматический отсчет. времени реверберации ультразвуковых импульсов.

Цель изобретения - повышение производительности контроля., Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, регулируемый усилитель, первый пороговый каскад и первую схему И, вто4

3 9057? рой пороговый каскад, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, схему задержки, АЦП, вторую схему И, триггер и генератор импульсов, выход которого подключен ко З второму входу регулируемого усилителя, снабжено последовательно соединенными третьим пороговым каскадом, вход которого соединен с выходом регулируемого усилителя, третьей схе- 10 мой И, и реверсивным счетчиком, выход которого подключен к первому входу второй схемы И, четвертой схемой

И, первый вход которой подключен к выходу третьего порогового каскада, а выход — ко второму входу реверсивного счетчика, пятой схемой И, включенной между триггером и синхронизатором, и мультивибратором, первый вход которого соединен с выходом пя- И той схемы И,.а выходы — ко вторым входам схем И и входу генератора им"

:пульсов, первый вход триггера подклю.чен к выходу первой схемы И, а вто"

;рой вход - к выходу синхронизатора, И схема задержки включена между первой схемой И и АЦП и соединена с третьим входом реверсивного счетчика, а выход второй схемы И соединен с третьим входом АЦП. 30

На чертеже представлена блок"схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, устанавливаемые на изделие. 5, регулируемый усилитель 6, первый пороговый каскад 7 и первую схему 8 И, второй пороговый каскад 9, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя 6, схему 10 задержки, АЦП 11, вторую схему 12 И, триггер 13 и генератор

14 импульсов, выход которого подключен ко второму входу регулируемого усилителя 6, последовательно соединенные третий пороговый каскад 15, вход которого соединен с выходом регулируемого усилителя 6, третью схему 16 И и реверсивный счетчик 17,. выход которого подключен к первому входу второй схемы 12 И, четвертую схему 18 И, йервый вход которой подключен к выходу третьего порогового

55 каскада 15, а выход — ко второму входу реверсивного счетчика l7, пятую схему 19 И, включенную между триггером 13 и синхронизатором 1, и мультивибратор 20, первый вход которого соединен с выходом пятой схемы 19 И, а выходы - ко вторым входам схем 8, 11, 16 и 18 И и входу генератора 14 импульсов. Первый вход триггера 13 подключен к выходу первой схемы 8 И, а второй вход — к выходу синхрониза-. тора 1. Схема задержки включена между первой схемой 8 И и АЦП 11 и соединена с третьим входом реверсивного счетчика 17, а выход второй схемы 12

И соединен с третьим входом АЦП 11 °

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, обеспечивающий возбуждение в излучающем преобразователе 3 импульсов ультразвуковых колебаний (УЗК}. Прошедшие через контролируемое изделие 5 импульсы УЗК воспринимаются приемным преобразователем 4 и с. его выхода поступают на регулируемый усилитель

6. На управляющий вход усилителя 6 подается изменяющееся по заданному закону, например экспоненциальному, напряжение с выхода генератора 14, плавно регулирующее коэффициент усиления усилителя.

Пороговый каскад 9 формирует из усиленных импульсов УЗК на уровне

U пачки прямоугольных импульсов, поступающих на первый вход АЦП 11, на второй вход которого поступают импульсы с выхода схемы 12 И, а на третий вход - с выхода схемы10 задержки.

Для получения импульсов управления сбросом АЦП 11 одновременно с запуском генератора 2 зондирующих импульсов импульсом с выхода синхронизатора 1 производится запуск триггера 13, выходные ммпульсы которого подаются на один из входов схемы 19

И. На второй вход этой схемы поступают импульсы со второго выхода синхронизатора 1, задержанные по отновению к импульсам запуска триггера ,13 на время, большее времени прохождения максимальной амплитудой импульсов УЗК контролируемого изделия.

Одновременно пороговый каскад 7 формирует из усиленных импульсов УЗК на уровне Ug пачки прямоугольных импульсов, поступающих на один из входов схемы 8 И, которая по второму

90577

Формула изобретения

45 входу управляется импульсами с выхода мультивибратора 20.

При совпадении импульсов на вхо" дах схемы 8 И на ее выходе появляютЪ ся импульсы, которые осуществляют возврат триггера 13 в исходное состояние. Вследствие этого формируемые триггером 13 импульсы не совпадают по времени. с импульсами синхронизатора 1, подаваемыми на схему 19 И.

По мере уменьшения коэффициента усиления усилителя в очередной из циклов посылки зондирующих импульсов максимальная амплитуда импульсов УЗК на его выходе становится меньшей 0, на выходе порогового каскада 7 перестают появляться импульсы и триггер 13 не возвращается в исходное состояние. На выходе схемы

19 И появляется импульс, который за- 20 пускает мультивибратор 20. Последний при этом формирует импульс, длитель- ность которого определяет продолжительность времени индикации результатов измерений. Этим импульсом проиэво 5 дится .сброс показаний АЦП 11, блокировка схемы 8 И, возврат генератора

14 импульсов в исходное состояние, при котором обеспечивается максимальный коэффициент усиления усилителя 6, З0 а также блокировка схем 12,16 и 18 И.. Для получения интегрального импульса, соответствующего концу. измеряемого времени реверберации, пороговый каскад 15 формирует из усиленных импульсов УЗК на уровне U> пачки прямоугольных импульсов, поступающих на первые входы схем 16 и 18 И, выходы которых соединены со входами суммирования и вычитания соответственно реверсивного счетчика 17. До тех пор, пока амплитуда импульсов УЗК на выхо" де усилителя 6 не достигнет уровня

U, схема 18 И поддерживается в открытом состоянии потенциалом с выхода мультивибратора 20. Пачки импульсов с выхода порогового каскада 15 при этом, пройдя через схему 18 И, поступают на вход суммирования реверсив50 ного счетчика 17. Количество импульсов в пачках запоминается и хранится в последнем до появления очередного импульса, поступающего на вход сброс счетчика с выхода схемы 10 задержки. В момент достижения амплитудой импульсов УЗК уровня 0, сброс счетчика 17 не происходит, т.е. в нем запоминается количество импуль-, 4 6 сов, равное числу переходов, усиленных УЗК через уровень U3 в момент приведения их амплитуд к зад."нному

gposHe Ug

С запуском мультивибратора 20 потенциалом с его выхода открываются схемы 16 и 18 И. Следующая вслед за этим пачка импульсов с выхода порогового каскада 15, пройдя через схему 18 И, поступает на вход вычитания счетчика 17. При этом последним импульсом в пачке счетчик устанавлива" ется в нуль и на его выходе появляется импульс, который, пройдя через схемы 12 И, поступает на вход АЦП 11.

Так как при этом импульс, поступающий на вход АЦП 11, формируется на уровне U<,усиленных УЗК, то, следовательно, в нем производится запоминание временного интервала, равного времени реверберации, измеренном на относительных уровнях Ц /U g. Ug/Ug.

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известного обес. печивает автоматическое селектирова" ние интервального импульса конца измеряемого времени реверберации ультразвуковых импульсов в контролируемом изделии и автоматический отсчет его значений. При этом трудоемкость измерения времени реверберации сни" жается более чем в 3 раза. и

Ультразвуковое устройство для койтроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, регулируемый усилитель, первый пороговый каскад и первую схему И, вто.рой пороговый каскад, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, схему задержки, аналого" цифровой преобразователь (АЦП), вторую схему И, триггер и генератор импульсов, выход которого подключен ко второму входу регулируемогО уси-, лителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными третьим пороговым каскадом, вход которого соединен с выходом регулируемого усилителя, третьей схемой И, и ревер7 905774 8 сивным счетчиком, выход которого ду синхронизатора. Схема задержки подключен к первому входу второй включена между первой схемой И и АЦП схемы И, четвертой схемой И, первый и соединена с третьим входом ревервход которой подключен к выходу треть сивного счетчика, а выход второй его порогового каскада, а выход - ко схемы И соединен с третьим входом второму входу реверсивного счетчика, АЦП. пятой схемой И, включенной между триггером и синхронизатором, и муль- Источники информации, тивибратором„ первый вход которого принятые во внимание при экспертизе соединен с выходом пятой схемы И, а в 1, Авторское свидетельство СССР выходы - ко вторым входам схем И и У 579577, кл. G 01 М 29/04, 1976. входу генератора импульсов, первый 2. Авторское свидетельство СССР вход триггера подключен к выходу пер. по заявке ь.". 2808295/28, вой схемы И, а второй вход - к выхо- кл. G 01 и 29/04, 1979 (прототип).

Составитель Л.Лущенко

Редактор Л,Плисак Техред И„Рейвес

Корректор А. Гриценко

Заказ 35б/62 . Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4