Ультразвуковой дефектоскоп

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

- +i .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220 780 (21) 2 966153/25-28 ($ q ) М. Кй 3 с присоед нением заявки ¹ (23) Приоритет

0l N 29/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300782, Бюллетень ¹ 28 (ЯЗ) УДК 620. 179. .16(088.8) Дата опубликования описания 30.0782 (72) Авторы изобретения

Д д Балданов и С Ц Будаев (71) Заявитель (5 4 ) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий.

Известен дефектоскоп, содержащий синхронизатор, импульсный генератор, искатель, усилительный тракт, блок преобразования принятых импульсов в напряжение постоянного тока, блок временной регулировки усиления и генератор его управляющего напряжения,. а так же функциональный преобразователь, состоящий иэ ряда идентичных параллельно включенных ячеек, число которых соответствует выбранной аппроксимации временной зависимости ослабления эхо-сигнала, выполненных в виде ограничителя линейно изменяющегося.напряжения на диоде и реэисторном делителе напряжения (1) . Недостатком дефектоскопа является низкая точность, обусловленная тем, что при контроле материалов с разными акустическими свойствами нет средств для раздельной регулировки временной чувствительности в соответствии со свойствами каждой среды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультраэвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор эондирукщих импульсов, преобразователь, усилитель, селектор, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, канал временной регулировки чувствительности (ВРЧ) и измерительный блок, а также блок индикации, два входа которого подключены к выходам усилителя и синхронизатора, а канал ВРЧ выполнен в виде генератора и последовательно соединенных преобразователя время-код, и блока умножения второй вход которого подключен к первому входу канала ВРЧ, выход - к гйрвому выходу канала ВРЧ (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность контроля

О материалов с разными акустическими свойствами, так как в известном устройстве канал ВРЧ может быть настроен на закон ослабления сигнала только в одной среде.

Цель. изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп снабжен последовательно соединенными

ЗО формирователем импульсов и формиро947746 нателем временных интерналов, два выхода которого соединены со вторым и третьим входами канала ВРЧ, а второй и третий входы — с выходом синхронизатора и усилителя, а четвертый вход и второй выход канала ВРЧ под- 5 ключены к выходу формирователя импульсов и ко второму входу измерительного блока соответственно.

Кроме того, канал ВРЧ снабжен первым элементом И, включенньм между 10 генератором и первым входом преобразователя время — код, последовательно соединенными и подключенными к второму входу преобразователя время — код вторым генератором и вторым элементом И, выход последнего соединен с вторым выходом канала ВРЧ, а вторые входы первого и второго элементов И соединены между собой и подключены к четвертому Входу кана-2 ла ВРЧ, второй и третий входы которого соединены с третьим входом элементов И.

Кроме того, формирователь временных и нтервалов выполнен в виде посЛедовательно соединенных первого триггера, элемента И, первой группы замкнутых контактов переключателя, второго триггера и третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого триггера, а второй выход — с первым выходом формирователя временных интервалов, выход последнего соединен с вторым выходом второго триггера, второй вход его — с вторыми входами второго 35 и третьего триггеров, а третий входс вторым.входом элемента И.

На фиг.1 представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа ° на фиг.2 — временные диаграммы его 40 работы.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, преобразователь 3, усилитель 4, селектор 5, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора 1, канал 6 временной регулировки чувствительности (ВРЧ) и измерительный блок 7, а также блок 8 индикации, два входа которого подключены к усилителю 4 и синхронизатору 1, а канал б ВРЧ выполнен в виде генератора 9 и последонательно соединенных преобразователя 10 время — код и блока 11 умножения, второй вход которого подключен к первому входу канала б ВРЧ, а выход — к первому выходу канала б ВРЧ, кромз того, дефектоскоп содержит последовательно соединенные формирователь 12 импульсов и формирователь 13 временных интервалов, два выхода которого соединены со вторым и третьим входами канала 6 ВР ф, а второй и третий входы — с выходом синхронизатора 1 и 65 усилителя 4, а четвертый вход и вто. рой выход канала 6 ВРЧ подключены к выходу формирователя 12 импульсов и ко второму входу измерительного блока 7 соответственно. Дополнитель— но канал 6 ВРЧ содержит первый элемент 14 И, включенный между генератором 9 и первым входом преобразователя 10 время — код; последовательно соединенные и подключенные ко второму входу преобразователя 10 нремя— код второй генератор 15 и второй элемент 16 И, выход последнего соединен со вторым выходом канала 6 ВРЧ, а вторые входы первого элемента 14 И и второго элемента 16 И соединены между собой и подключены к четвертому входу канала 6 ВРЧ, второй и третий входы которого соединены с третьим входом первого элемента 14 И и второго элемента 16 И, а формиров атель 1 3 временных инте рва лов выполнен в виде последовательно соединенных первого триггера 17, элемен— та 18 И, первой группы замкнутых контактов переключателя 19, второго триггера 20 и третьего триггера 21, перный выход которого соединен со вторым входом первого триггера 17, а второй выход — c первым входом формирователя 13 временных интервалов, второй выход последнего соединен со вторым выходом второго триггера 20, второй вход его — с вторьм входом второго триггера 20 и третьего триггера 21, а третий вход — c в торым входом элеме нта 18 И. Вторая группа контактов переключателя 19 во втором положении переключателя

19 соединяет вход третьего триггера

21 с выходом элемента 18 И.

Дефектоскоп работает следующим обра зом.

Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы 22 (фиг. 2) и запускает генератор 2 зондирующих импульсов,открыв ает селектор 5, и запус кает генератор развертки (не указан) в блоке

8 индикации. Ультразвуковые колебания посредством преобразователя.3 вводятся в контролируемое .иэделие.

Они отражаются от передней и задней граней изделия, а при наличии дефекта и от него, и поступают в виде эхо-сигналов 23 на вход усилителя 4.

После усиления эхо-сигналы подаются на блок 8 индикации для отображения на входы селектора 5 и на в торой вход блока времен ных и нтервалов, в котором триггер 20 и триггер

21 устанавливаются в 0 .импульсом, отражаемым от передней границы иэделия. Серия модулированных по амплитуде эхо-сигналов от дефекта проходит через селектор 5 и в формиронателе 12 преобразуется с помощью пик-детектора и порогового элемента (не показан) в прямоугольный импульс

947746

2 4 нормированной амплитуды. Длительность этого импульса определяется амплитудой эхо-сигналов и порогом с раб атыва ни я порого во ro эле мента в формирователе 12. Выходной импульс

24 формирователя 12 подгота вливает 5 к работе элемент 14 И и элемент 1 б И в канале 6 ВРЧ и записывает 1 в первый триггер 17 формирователя

13 временных интервалов. В результате срабатывания триггера 17 откры- 10 вается элемент 18 И в формирователе

13 временных интервалов. Поэтому следующий си нхро-импульс 22, приходящий на вход элемента 18 И, записывает 1 во второй триггер 20. Сигнал

25 со второго прямого выхода тригге— ра 20 открывает элемент 14 И, который пропускает пачку счетных импульсов 26 с выхода первого генератора

9 на вход преобразователя 10 время код.

Генераторы 9 и 15 имеют шкалы перестройки частоты коле бан ий, градуированные по контролируемым материалам и применяемым жидкостям. Перед началом контроля шкалы генераторов устанавливают в положение, соответствующее контролируемому материалу и применяемой жидкости. Следовательно 1 на прямом выходе триггера

1 7 соответствует прохожде нию ультразвука через жидкость. Приходящий следующий после синхро-импульса импульс от передней грани изделий на второй вход триггера 20 записывает в нем 0 и прекращает прохождение счетных импульсов 26 через элемент

14 И на вход преобразователя 10 время — код. Таким образом, длительность логической 1 на прямом выходе триггера 20 соответствует толщине иммерсионного слоя. В течении этого времени преобразователь

10 время — код производит преобразование текущей глубины в цифровой код. Вес этого кода подбирается в соответствии с законом, обратным затуханию ультразвука в данной среде.

Отрицательный перепад с выхода триггера 20 через вторую группу замкнутых контактов переключателя 19 записывает l. в третий триггер 21.

Потенциал 27 на втором, прямом, выходе триггера 21 соответствуют зоне контроля в изделии. Логическая 1 его выхода открывает элемент 16 И, epeз который в преобразователь 1 0 время — код начинают подаваться импульсы от второго генератора 15. При этом преобразователь 10 время - код в соответствующем масштабе преобразует глубину контролируемого изделия в цифровой код, соответствующий обратному закону затухания ультразвука в иэделии. Эхо-сигнал от дефекта поступает -на второй вход триггера 21 и залисывает в него 0 . В реэуль40

65 тате. этого прекращается преобразован ие в преобразователе 10 время — код и записывается 0 в триггер 17.

Таким образом, после превыаения эхо-сигнала от дефекта выбранного порога серия из трех импульсов (синхроимпульса, импульса от передней и эхо-сигнала от дефекта) обеспечивает последовательное и однократное преобразование в цифровой код, вес которого обратно пропорционален затуханию ультразвука в иммерсионном слое и контролируемом изделии. Одновременно с преобразованием текущей глубины в цифровой код импульсы с выхода селектора 5 поступают через первый вход канала б ВРЧ на вход блока 11 умножения. В этом блоке производится компенсация ослабления ультразвукового сигнала посредством умножения амплитуды преобразователя 10 импульса эхо-сигнала на вес кода. Скорректированный эхо-сигнал с выхода блока 11 умножения через первый выход канала б ВРЧ поступает на первый вход измерительного блока 7 для измерения. На его второй вход для измерения глубины залегания дефекта в изделии подается пачка импульсов с выхода элемента

16 И.

При контроле изделия контактным способом вторая группа. контактов переключателя 19 соединяет I-вход триггера 21 с выходом элемента 18 И, а первая группа контактов этого переключателя отключает I-вход триггера

20 от элемента 18 И. В результате такой коммутации при поступлении эхо-сигнала от дефекта формируется только один импульс 27 и пачка 28 счетных импульсов, а на выходе в преобразователе 1 0 формируетсятолько код, учитывающий затухание ультразвука в иэде яии.

Таким образом, в предлагаемом устройстве формируется корректирующий затухание код, учитывающий затухание ультразвука в иммерсионном слое и в контролируемом изделии.

Наличие двух генераторов позволяет производить раздельную настройку канала ВРЧ на характеристики иммерсионного слоя и материала иэделия.

Эти свойства устройства в сочетании с однократным режимом формирования корректирующего кода позволяют исключить динамическую ошибку при корректировке амплитуды и повысить точность контроля изделия. формула изобретения

1 . Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователь, усилитель, селектор, второй вход

947746 которого соединен с выходом синхронизатора, канал временной регулиров- ки чувствительности (ВРЧ) и измерительный блок, а также блок индикации, два входа которого подключены к выходам усилителя и синхронизатора, 5 а канал ВРЧ выполнен в виде re нератора, и последовательно соединенных преобразователя время — код и блока умножения, второй вход которого подключен к первому входу канала 10

ВРЧ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен последовательно соединенными формирователем импульсов и формирователем временных интер-t5 валов, два выхода которого соединены се вторым и третьим входами канала

ВРЧ, а второй и третий входы — с выходом синхронизатора и усилителя, а четвертый вход и второй выход канала ВРЧ подключены к выходу форми20 рователя импульсов и ко второму входу и змерительного блока с оответственно.

2 . Ультразвуковой дефектоскоп по п. 1, о тлич ающийс я тем, что канал ВРЧ снабжен первым элементом И, включенным между генератором и первым входом преобразователя время — код, последовательно ,соединенными и подключенными к второму входу преобразователя времякод втоРым генератором и вторым элементом И, выход по леднего соединен с вторым выходом канала ВРЧ, а вторые входы первого и второго элемзнтов И соединены между собой и подключены к четвертому входу канала

ВРЧ второй и третий входы которого соединены с третьим входом элементов

И, 3. Ультразвуковой дефектоскоп поп. 1, отличающийс я тем, что формирователь временных интервалов выполнен в виде последовательно.соединенных первого триггера, элемента И, первой группы замкнутых контактов переключателя, второго триггера и третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого триггера, а второй выход - с первым выходом формирователя временных интервалов, выход последнего соединен с вторым выходом второго триггера, второй вход его — с вторыми входами второго и третьего триггеров, а третий входс вторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авт орск ое свидетельст во СССР

Р 557315, кл. G 01 N 29/04 g 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 789742, кл. G 01 Ы 29/04, 1979 (прототип).

947746

Pire 2

Составитель Ю. Базилевич

Редактор М. Янович Техред Т. Фанта Корректор Е, рощко

Зака з 56 23/67 Тираж 887 Подписное

BHHHIIH 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