Устройство для контроля качества материалов

 

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

O rI И С А Н И Е (н)934383

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свид-ву и 828068 (5l)N. Кл.

6 03 ат 29/64 (22) Заявлено 25 . 03. 80 (2 f ) 2899447/25-28 с присоединением заявки М (23 } Приоритет

Опубликовано 07. 06. 82 Бюллетень и 21

9еударствекв| кемктет

СССР до делам нзебрвтекик и открытки (53) УДФ(620. 379 . 16 (088. 8) Дата опубликования описания 07.06.82 (72) Авторы изобретения

Ю.О. Еремеев и С.В. ЖУко

»»., (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ИАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему испытанию ультразвуковыми ме, тодами и может быть использовано для контроля качества материалов.

По основному авт. св. г1 828068 известно устройство для контроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь,- приемный преобразова10 тель, усилитель и измеритель времени, а также селектор, последовательно соединенные синхронизатор, блок задержки, выход которого подключен к входу генератора зондирующих импуль- .

15 сов и входу измерителя времени, и арифметический блок, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, формирователь огибающей, измеритель амплитуды nepaoro полупериода, стробируемый усилитель и блок квантования, входы которых подключены к выходу усилителя, последовательно соединенные блок определения кунс а квантования, вход которого подключен к выходу формирователя огибающей, формирователь интервала квантования и измеритель длительности интервала квантования, выход которого подключен к третьему входу арифметического блока, вторые входы стробируемого усилителя и блока кван. тования и четвертый вход арифметического блока соединены с выходом формирователя интервала квантования, первый выход измерителя времени подключен к вторым входам формирователя интервала квантования и измерителя амплитуды первого полупериода и пятому входу арифметического блока, шестой вход арифметического блока соединен с вторым выходом измерителя времени, седьмой вход - с выходом селектора, вход которого подключен к выходу стробируемого усили" теля (1) .

Недостатком известного устройствф является низкая помехозащищенность

934363 контроля ввиду передачи на излучающий преобразователь высоковольт-ных импульсов по протяженной линии.

Цель изобретения - повышение помехоэащищенности контроля. S

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными источником питания, смесителем, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, линией связи и конденсатором, соединенным с первым входом генератора зондирующих импульсов, последовательно соединенными фильтром низкой частоты и преобразователем напряжения, включенными между выходом линии связи и вторым входом генератора зондирующих импульсов.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля качества материалов содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирую" щих импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь .

3, усилитель 4 и. измеритель 5 времени, селектор б, последовательно соединенные синхронизатор 7, блок 8 задержки, выход которого подключен к входу измерителя 5 времени,.и арифметический блок 9, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора 7, формирователь 10 огибающей, измеритель 11 амплитуды первого полупериода, стробируемый усилйтель 12 и. . блок 13 квантования, входы которых п©дключены к восходу усилителя 4, последовательно соединенные блок 14 определения конца квантования, вход которого подключен к выходу формирователя 1О огибающей, формирователь

15 интервала квантования и измери" тель 16 длительности интервала квантования, выход которого подключен к третьему входу арифметического. блока 9.

Вторые входы стробируемого усили" теля 12 и блока 13:квантования и четвертый вход арифметического бло« ка 9 соединены с выходом формирователя 15 интервала квантования. Пер- . вый выход измерителя 5 времени подключен к вторым входам формирователя

15 интервала квантования и измерителя 11 амплитуды первого полупериода и пятому входу арифметического блока 9. Шестой вход арифметического блока 9 соединен с вторым выходом измерителя 5 времени, седьмой входс выходом блока 13 квантования, а восьмой вход - с выходом селектора 6, вход которого подключен к выходу стробируемого усилителя 12, Выход измерителя 11 амплитуды подключен к второму входу усилителя 4. Устройство дополнительно содержит последовательно соединенные низковольтный источник 17 питания, смеситель 18, второй вход которого соединен с выходом блока 8,задержки, линию 19 связи и конденсатор 20, соединенный с первым входом генератора 1 зондирующих импульсов, последовательно соединенные фильтр 21,низкой частоты и преобразователь 22 напряжения, включенные между выходом линии 19 связи и вторым входом ге- нератора 1 зондирующих импульсов.

Смеситель выполнен в виде соединенных резистора 23 и конденсатора 24.

Устройство работает следующим образом.

В процессе измерений синхронизатор 7 вырабатывает перИодически сле- . дующие короткие электрические импульсы, которые, поступая в арифметический блок 9 на второй вход, осуществляют сброс предыдущих результатов в регистрах хранения информации и индикации данных вычислений.

Этот же импульс, спустя время, необходимое для сброса данных в арйфметическом блоке 9, через блок 8 задержки подается в смеситель 18.

С выхода смесителя 18 по линии связи и через конденсатор 20 импульс подается на запуск генератора 1 зондирующих импульсов. Напряжение.с выхода низковольтного источника 17 питания так же подается в.линию 19 связи через регистор 23 смесителя 18.

Конденсатор 24 смесителя 18 предохраняет источник 17 питания от короткого замыкания выходом блока 8 задержки.

С выхода линии 19 связи напряжение питания через фильтр 21 низкой частоты подается на вход преобразователя

22 напряжения, вырабатывающего высокое напряжение, питающее по второму входу генератор 1 зондирующих импульсов.

Благодаря фильтру 21 низкой частоты предотвращается шунтирование линии 19 связи по переменному току входом преобразователя 22 напряжения. Электрический импульс с выхода re. нератора 1, поступающий на излучающий преобразователь 2, преобраэует934363 ся в ультразвуковой сигнал и вводится в материал контролируемого иэделия. Одновременно электрический импульс с выхода блока 8 задержки осуществляет запуск измерителя 5 времени распространения ультразвука в материале зоны контроля, который начинает вырабатывать счетные импульсы, поступающие с постоянной частотой на вход арифметического блока 9. 30

Кроме того, выходной импульс блока.8, поступая на .первый вход арифметического блока 9, осуществляет перевод последнего в режим накопления информациие 15

Широкополосные ультразвуковые импульсы, проведшие через материалы эоны контроля изделия, поступают на приемный преобразователь 3, с выхода которого каждый из них подается э .через усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления (АРУ) на входы формирователя 10 огибающей, измерителя 11 амплитуды первого полупериода, стробируемого усилителя 12, 2s блока 13 квантования и измерителя .аремени распространения. При этом е момент появления сигнала на выходе приемного преобразователя 3 измеритель 5 завершает выполнение one- gg

:.рации измерения времени распространения зондирующего импульса в среде. С этого момента на шестой вход арифметического блока 9 счетные им.пульсы не поступают, в соответствуючщем регистре хранения остается чисро, равное времени распространения .сигнала в зоне контроля, соответствующее выбранной единице измерения времени. Одновременно с выхода из., мерителя 5 времени распространения на входы формирователя 15 интервала квантования, измерителя 11 амплиту=. ды первого полупериода и на пятый вход арифметического блока 9 поступают командные импульсы.

Арифметический блок 9 переводится в режим предварительной обработки воспринимаемой информации, измеритель 11 начинает процесс измерения амплитуды первого полупериода принятого сигнала, формирователь 15 начинает генерировать импульс, за. дающий длительность интервала кван-. тоаанияе

Выходное напряжение измерителя 11, пропорциональное амплитуде первого полупериода сигнала, поступающего с, выхода усилителя 4 с АРУ, поступает на вход усилителя 4, коэффициент усиления которого изменяется в соответствии с требованием установки амплитуды первого вступления на пос« тоянном уровне для достаточно большого числа последующих циклов измерения. В результате принятые импульсы, прошедшие зону контроля, оказываются нормированными по амплитуде первого полупериода. Это позволяет существенно уменьшить влияние случайных параметров акустических контактов преобразователь - среда на результаты измерений.

Нормированные по амплитуде первого полупериода сигналы поступают на вход формирователя 10, вырабатывающего напряжение, пропорциональное форме огибающей входного сигнала.

Это напряжение сравнивается по уровню со значением опорного напряжения в блоке 14 определения конца интервала квантования;. который а момент равенства названных напряжений вырабатывает импульс, с помощью которого осуществляется перевод формирователя 15 интервала квантования в исходное состояние.

Длительность импульса, вырабатываемого формирователем 15, измеряет" ся с помощью измерителя 16 длительности интервала квантования, а результат измерения вводится через четвертый вход в арифметический блок 9.

Одновременно выходной импульс формирователя 15 интервала квантования поступает на вход блока 13 квантования, который в течение действия этого импульса осуществляет с заданным шагом во .времени измерения мгновенных значений амплитуд нормированного сигнала, поступающего с выхода усилителя 4 с АРУ. Результаты измерений а виде импульсных последовательностей поступают на седьмой вход арифметического блока g, где подвергаются предварительной обработке(воспринятые значения возводятся во вторую степень и суммируются, подсчитывается число введенных импульсных последо- вательностей, т,е. число отсчетов) .

Кроме того, выходной импульс формирователя 15 интервала квантования поступает на вход стробируемого усилителя 12, в результате чего в течение интервала квантования нормированный сигнал с выхода усилителя 4

1 с АРУ проходит на вход селектора 6, 934363 формула изобретения вырабатывак цего импульсы в моменты переходов через нулевое значение фронтов полуволн принятого сигнала. Выходные импульсы селектора 6 поступают на восьмой вход и суммируются 5 в соответствующем регистре накопления и хранения арифметического блока 9.

В результате в регистрах хранения арифметического блока 9 к оконча- 1О нию интервала квантования собирается информация о времени распространения сигнала в зоне контроля, о сумме квадратов амплитуд, о числе полупериодов сигнала и о длительности ин" 15 тервала квантования.

Задним фронтом импульса, вырабаты" ваемоro формирователем 15 интервала квантования, по четвертому входу выполняется переключение арифмети- щ ческого блока 9 в- режим окончательной обработки накопления информации.

При этом арифметический блок 9 вы" числяет среднюю квадратическую амплитуду, среднюю частоту принятого сиг- 2S нала, а также соотношение времени распространения с вычисленными величинами по заданной программе, конкретный вид которой зависит от рода искомого показателя качества мате- щ риала изделия. Результат вычислений значения показателя качества материала изделия отображается на индикаторном табло арифметического блока 9 до поступления очередного импульса с выхода синхронизатора 7.

Таким образом, благодаря введению новых блоков размещают генератор 1 зондирующих импульсов в непосредственной близости-от излучающего преобразователя 2, а по линии 19 связи передают маломощные импульсы запуска, что значительно повышает помехозащищенность контроля в условиях разнесения излучающего преобразователя 2 и приемно-обрабатывающей части устройства.

Устройство для контроля качества материалов по авт. св. Ю 828068, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности контроля, оно снабжено последовательно соединенными источником питания, смесителем, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, линией связи и конденсатором, соединенным с первым входом генератора зондирующих импульсов, последовательно соединенными фильтром низкой частоты и преобразователем напряжения, включенными между выходом линии связи и вторым входом генератора зондирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Г 828068, кл. С 01 N 29/04, 1979 (прототип).

934363

Составитель 6. Базилевич

Редактор С. Крупенина Техред И. Гайду Корректор Г. Решетник

Заказ 3926/39 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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