Ультразвуковое импульсное устройство для испытания материалов

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11 ..80 (21) 3006279/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23. 08. 82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08.82 (51)М. Кл.

G 01 и 29/04

Ркударстеениый комитет

СССР до делам изобретений н открытиЯ (5З) УЛК 620,179.. 16 (088. 8) (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразру.шающему контролю материалов, а именно к ультразвуковым импульсным устройствам для испытания материалов.

Известно ультразвуковое устройст5 во для испытания материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, блок антисовпадений, блок задержки развертки, генератор развертки и электро"лучевой индикатор, последовательно соединенные второй блок антисовпадений, генератор зондирующих импульсов, приемно-излучающий преобразователь, блок управления, к выходу которого подключен 1а счетный блок и цифровой индикатор flj .

Автомати зи ров анисе уст ройст во позволяет осуществлять неразрушающие испытания материалов, однако устройство не имеет средств контроля работоспособности, что является его недостатком.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультра-. звуковое импульсное устройство для испытания материалов, содержащее последовательно соединенные синхрони затор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь (ЭАП), акустически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок за" держки развертки, вход которого под" ключен к выходу синхронизатора,- и блок задержки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь подсветных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой подключены к выходам усилителя, генератора ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных ворот с входами

"Старт","Сброс",и "Стоп",блок совпаде953556 ния,входы которого подключены к выходам усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу преобразователь временных интервалов в цифровой код и переключатель $2) .

Устройство позволяет проводить неразрушающие испытания материалов и осуществлять контроль работоспособности, однако в устройстве запуск блока установки нуля осуществляется импуль" 1О сами двух различных блоков, в режиме установки нуля - импульсами синхронизатора, в режиме измерения - импульсами блока задержки подсвета развертки. Вследствие различий в длитель- 15 ности фронтов запускающих импульсов имеет место неучтенная задержка эауска блока установки нуля, обусловивающая соответствующее значение систематической погрешности измерения, za которая снижает точность измерений, Цель изобретения - повышение точности измерений.

Цел -достигается тем, что в ультразвуковое импульсное устройство для испытания материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импуль" сов и излучающий электроакустический преобразователь {ЗАП), акустически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок задержки развертки, вход которого подключен к выходу синхронизатора, и блок за" держки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь подсветных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой. подключены к выходам усилителя, генератора. ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных ворот с входами "Старт", "Сброс" и "Стоп", блок совпадения, входы которого подключены к выходам усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу преобразователь временных интервалов в цифровой код и переключатель, вход блока установки нуля подключен к выходу синхронизатора, а выход - к входу "Стар " формирователя временных ворот, вход "Сброс" которого подключен к выходу синхронизатора, а переключатель выполнен многопозиционным, служащим для соединения входа генератора ждущей развертки с выходами синхронизатора и блока задержки развертки, а также для соединения входа "Стоп" формирователя временных ворот с выходами синхронизатора и блока задержки подсветных импульсов, кроме того для соединения входа фор-. мирователя подсветных импульсов с вторым и третьим выходами формирователя временных ворот.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Ультразвуковое импульсное устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 3 (ЗАП}, акустически связанный с преобразователем 3 приемный ЭАП (на чертеже не обозначен), подключенный к его выходу усилитель 4, последовательно соединенные генератор 5 ждущей развертки и формирователь 6 подсветных импульсов, блок 7 задержки развертки, вход которого подключен к синхронизатору 1, а выход - к входу блока 8 задержки подсветных импульсов ° К выходу синхронизатора 1 подключены так" же блок 9 установки нуля и вход

"Сброс" формирователя 10 временных ворот, вход "Старт" которого с по" мощью переключателя 11 подсоединен к выходу блока 8 задержки подсветных импульсов в режиме измерения, и к выходу синхронизатора 1 в режиме установки нуля. Первый и второй выходы формирователя 10 временных ворот подключены с помощью переключателя 11 к входу формировател 6 подсветных импульсов, выход которого подключен к входу управления яркостью луча электроннолучевой трубки 12. К вертикально и горизонтально отклоняющи м пластинам трубки 12 подключены соответственно выход усилителя 4 и выход генератора 5 ждущей развертки.

Для преобразования временных интервалов в цифровой код служат последовательно соединенные генератор 13 импульсов, селектор 14, счетчик 15 импульсов и цифровой индикатор 16. Управляющий вход селектора 14 подключен к третьему выходу формирователя 10 временных ворот, к указанному выходу которого подключен также блок 17 совпадения, к второму входу которого подключен выход усилителя 4, Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 вырабатывает синхроимпульсы, поступающие на вход

4О

5 9535 генератора 2 зондирующих импульсов.

Генератор 2 возбуждает в излучающем

ЭАП 3 импульсы ультразвуковых колебаний (УЗК1. Прошедшие через испытуемый материал УЗК преобразуются приемным ЭАП в импульсы электрических колебаний, которые усиливаются усилителем 4 и поступают на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 12 и на один из входов блока 17 совпадений. to

Одновоеменно с запуском генеоатора 2 импульсами синхронизатора 1 производится запуск блока 9 установки нуля и блока 7 задержки развертки.

Блок 9 вырабатывает импульсы регули- 15 руемой длительности то, а блок 7 " импульсы регулируемой длительности п . Задним фронтом импульсов блока 7 запускается блок 8 задержки подсветных импульсов, который формирует 20 импульсы нерегулируемой длительности и . Эти импульсы поступают в De" жиме измерений (положение II пеоеключателя 11) нв вход "Стоп" фоомиоователя 10, на вход "Стаот" кото- 25 оого подаются импульсы с выхода блока 9. а на вход "Сбоос" — импульсы ,синхронизатора 1. Формирователь 10 ,при этом обеспечивает получение прямоугольных импульсов длительностью

Л Л Л л

"q) "р "п "о

Если в процессе измерений устал новить значение ь равным времени прохождения си гнала в п роте кто рах

ЭАП 3 и в элементах блок-схемы,,а

35 суммарное значение Pt, + 1п) равным сумме (йо + t„), где с „ - измеренное значение времени распространения ультразвуковых колебаний в образце материала (на схеме позицией не обоэначен1, о — время прохождения сигнала в протекторах ЭАП 3 и в элементах блок-схемы, то и равно значению " . Для выполнения равенствал 45 переключатель 11 устанавлио о вают. в положение 1 ° При этом устройство работает в режиме установки нуля..

Генератор 5 ждущей развертки за" пускается импульсами синхрониэато50 ра 1 ° Пилообразное напряжение с выхода генератора 5 поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 12.

Прямоугольные импульсы с второго выхода генератора 5, равные по длитель- 55 ности прямому ходу пилообразного напряжения, подаются на один иэ входов формирователя 6 подсветных импульсов, 56 6

Одновременно с запуском генератора импульсы синхронизатора 1 в режиме установки нуля через переключатель 11 подаются на вход "Стоп" формировате" ля 10, который запускается импульсами, поступающими с выхода блока 9 установки нуля на вход нСтарт". На выходе формирователя 10 при этом появляютл ся импульсы длительности со . Эти им" пульсы поступают на второй вход формирователя 6. Последний обеспечивает формирование импульсов подсвета развертки, передний фронт которых задер" жан по отношению к началу запуска развертки на время ьо, что обеспе" чивает устранение искажений начала линии развертки на ЭЛТ 12, обусловленное выбросами и нелинейностью началь" ного участка пилообразного напряжения развертки. С выхода формирователя 9 импульсы подаются на вход управления яркостью луча ЭЛТ 12, При этом если значение го (1о, то на экране

ЭЛТ 12 принятый импульс УЗК наблюдается на некотором расстоянии от начала развертки. Путем регулировки длитель" ности импульсов блоком 9 добиваются совмещения на экране ЭЛТ 12 начала наблюдаемого принятого импульса УЗК с началом линии развертки.

В режиме измерений переключатель 11 устанавливается в положение 11. При этом генератор 5 запускается задним фронтом импульсов блока 7 задержки развертки, а на второй вход формирователя 6 подаются импульсы с второго выхода формирователя 10, длительность л которых в этом случае равна „= р+

+ iп -Со . В результате этого формиро- ватель 6 вырабатывает импульсы, передний афронт которых задерживается на время iп по отношению к началу зал пуска развертки, что, как и в режиме установки нуля, исключает искажения начального участка линии развертки. и

Путем регулировки длительности о им" пульсов блоком 7 добиваются совмещения на экране ЭЛТ 12 наблюдаемого импульса УЗК с началом линии развертки, что соответствует выполнению равенстл 1 г ва р + п =- тll + а ""cp

Для преобразования длительности,р импульсов формирователя 10 в цифровой код импульсы подаются на один из входов селектора 14, на второй вход которого поступают импульсы генератора 1З.счетных импульсов. Временной интервал, равный длительности импульсов формирователя 10, заполняется

953556 счетными импульсами, последние поступают с выхода селектора 14 на вход счетчика 15 импульсов, где запоминаются и индицируются на табло цифрового индикатора 16.

Для автоматической сигнализации совпадения заданного значения времени прохождения переднего фронта УЗК, установленного предварительно на цифровом индикаторе 16 путем регули- lî ровки длительности импульсов блоком 7 задержки развертки, с измерен.ным значением времени прохождения

УЗК, на второй вход блока 17 совпадения подаются импульсы с выхода фор- lS мирователя 10 временных ворот. При совпадении заднего фронта этих импульсов с передним фронтом сигнала с выхода усилителя 4 блок 17 срабатывает, загорается индикатор 16, zo сигнализирующий о выполнении неравенства t с t > и включается исполнительный релейный каскад (на чертеже не показан).

Таким образом, за счет подключе" 2з ния выхода блока установки нуля не" посредственно. к входу "Старт" формирователя временных ворот и подключение входа "Стоп" последнего в режиме установки нуля к выходу синхронизатора, а в режиме измерений - к выходу блока задержки подсветных им- пульсов, обеспечивается возможность управления подсветом непосредственно импульсами временных ворот, что по" вышает точность измерения.

Формула изобретения

Ультразвуковое импульсное устрой" ство для испытания материалов, со держащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакус45 тический преобразователь (ЭЛП), акустически связанный с ним приемный ЭАП, подключенный к его выходу усилитель, последовательно соединенные блок задержки развертки, вход которого подключен к выходу синхронизатора, и блок задержки подсветных импульсов, генератор ждущей развертки, подключенный к его выходу формирователь под- светных импульсов, электроннолучевую трубку, входы которой подключены к выходам усилителя, генератора ждущей развертки и формирователя подсветных импульсов, блок установки нуля, формирователь временных .ворот с входами

"Старт", "Сброс" и "Стоп", блок совпадения, входы которого подключены к выходам усилителя и формирователя временных ворот, подключенный к его выходу преобразователь временных интервалов в цифровой код и переключатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, вход блока установки нуля подключен к выходу синхронизатора, а выход - к входу "Старт" формирователя временных ворот, вход "Сброс" которого подключен к выходу синхронизатора, а переключатель выполнен много" позиционным, служащим для соединения входа генератора ждущей развертки с выхода ми синхронизатора и блока задержки развертки, а также для соединения входа "Стоп" формирователя временных ворот с выходами синхронизатора и блока задержки подсветных импульсов, кроме того для соединения входа формирователя подсветных им« пульсов с вторым и третьим выходами формирователя временных ворот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 539268, кл. G 01 W 29/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

NÃ 407523, кл. G Ol М 29/04, 1972 (прототип), 953556

Составитель А. Каратыш

Ревактор А. Козориз Техреду M. Рейвес Корректор И. Щароши

Заказ о2оо/72 Тираж 887 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3 1303) Москва Ж-3 Раушская наб. 8. 4/S

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