Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

(19) (11) 3(5 И б 01 Х 29 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ А ВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) Ш. Б. Багдасаров, Я. А. Сериков, М. Е. Богуславский и И. П. Серикова (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные блок автоматики, генератор импульсов, передающий и п-приемных дьезопреобразователей, коммутатор, уси. литель и триггер, вторым входом подключенный к блоку автоматики, последовательно соединенные делитель, анализатор и индикатор, блок опорных величин, выходом подключенный к второму входу анализатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля материала, оно снабжено последовател ьно соединенными генератором частоты заполнения, селектором импульсов, вторым входом подключенным к первому выходу триггера, и счетчиком импульсов, вторым входом подключенным к блоку автоматики, а выходом - к первому входу делителя, последовательно соединенными датчиком расстояния, вторым выходом подключенным к второму входу делителя, первым входом - к блоку автоматики, а вторым входом - к второму выходу триггера, видеоконтрольным блоком и блоком памяти, первым входом подключенным,рс к блоку автоматики, вторым входом - к второму выходу делителя, а выходом - , к видеоконтрольному устройству.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к ультразвуковым приборам неразрушаюьцего контроля качества материалов и изделий, и может быть применено в горном деле, геофи зике, строительстве и машиностроении.Известно устройство для контроля качества материалов, содержащее генератор мощных и мпульсов, приемо-передающие пьезоэлектрические излучатели, усилитель, блок время-импульсного преобразования, индикатор 11,К недостаткам устройств отчосится полуНаиболее близким по технической сущности к изобретению является ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержа щее последовательно соединенные блок автоматики, генератор импульсов, передающий и приемные пьезопреобразователи, коммутатор, усилитель и трн и ер, вторым входом подключенный к блоку автоматики, последовательно соединенные делитель, анализатор и индикатор, блок опорных величин, выходом подключенный к второму входу анализатора РОдна ко известное устройство не может обеспечить визуального изображения распределения физико-механических свойств материала по площади изделия, что приводит к низкой надежности ультразвукового контроля. 25 30 35 Целью изобретения является повышение надежности контроля.Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для контроля качества материала, содержащее последовател ьно соединенные блок а втоматики, генератор импульсов, передающий и и-приемных и ьезопреобразователей, коммутатор, подключенный к блоку автоматики, усилитель и триггер, вторым входом подключенный к блоку автоматики, последовательно соединенные делитель, анализатор и индикатор, блок опорных величин, выходом подключенный к второму входу анализатора, дополнительно снабжено последовательно соединенными генератором частоты заполнения, селектором импульсов, вторым входом, подключенным к первому выходу триггера. и счетчиком импульсов, вторым входом, подключенным к блоку автоматики, а выходом - к первому входу делителя,40 45 50 55 чение информации о качестве только локального участка исследуемого материала или изделия, так как устройство содержит только два преобразователя, что не дает воз 1 можности получить пространственного изображения и расположения дефектов в изделии. Устройство также не позволяет автоматизировать обработку полученных результатов, что влечет необходимость последующей ручной обработки данных контроля. последовательно соединенными датчиком расстояния, вторым выходом, подключенным к второму входу делителя, первым входом - к блоку автоматики, а вторым входом - к второму выходу триггера, и видеоконтрольным блоком и блоком памяти, первым входом подключенным к блоку автоматики, вторым входом - к второму выходу делителя, а выходом - к видеоконтрольному устройству.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит блок 1 автоматики, генератор 2 импульсов, передающий пьезопреобразователь 3, и-приемных пьезопреобразователей 4, коммутатор 5, усилитель 6, триггер 7, генератор 8 частоты заполнения, селектор 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, датчик 11 расстояния, делитель 12, анализатор 13, индикатор 14, блок 15 опорных величин, блок 16 памяти и видео- контрольный блок 7.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения на поверхности исследуемого изделия размещают пьезоэлектрические преобразователи, которые связаны с коммутатором и генератором мощных импульсов.Коэффициенты деления делителя 12 устанавливаются в соответствии с расстояниями между преобразователями, а также устанавливается базовое значение времени распространения ультразвука в блоке 15 опорньх величин.После включения устройства первый сигнал блокаавтоматики устанавливает в исходное состояние коммутатор 5, триггер 7 временных ворот, датчик 11 расстояния, блок 16 памяти, счетчик 10 импульсов.После истечения отрезка времени, необходимого для прогрева аппаратуры, второй сигнал блока 1 автоматики воздействует на коммутатор 5 вторично, подключая первый приемный и ьезокерамический преобразователь 4 к входу усилителя 6, а также запускает генератор 2 могцных импульсов, опрокидывает триггер 7 временных ворот, подает сигнал на датчик 11 расстояния. При этом потенциал триггера 7 временных ворот открывает селектор 9 импульсов, импульсы частоты заполнения от генератора 8 поступают на вход счетчика 10. Передающий пьезокерамический преобразователь 3, подключенный к выходу генератора 2 мощных импульсов, возбуждает в исследуемом материале акустическую волну. Информационный сигнал, прошедший через материал исследуемого изделия, воздействует на приемный пьезокерамический преобразователь 4, поступает через коммутатор 5 на вход усилителя 6, устанавливает триггер 7 временных ворот в исходное состояние. При этом селектор 9 импульсов закрывается, прекращая поступление импуль104409 Составитель Л. Иванов-Шин Редактор Л. Шандор Техред И. Верес Корректор А. Ильин Заказ 5025/30 Тираж 823 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, 4сов частоты заполнения в счетчик 10. Одновременно с этим перепад потенциала триггера 7 временных ворот управляет датчиком 11 расстояния, который устанавливает определенное значение коэффициента в делителе 12, причем этот коэффициент изменяется при измерении времени распростра нения ультразвука пропорционально расстоянию между излучающим и приемным пьезоэлектрическими преобразователями. Благодаря такому построению схемы обеспечивается приведение измеренных данных времени распространения ультразвуковой волны по исследуемому образцу к относительной величине. Полученный результат поступает на вход блока 16 памяти, а также сравнивается в анализаторе 13 с базовым значением времени распространения устанавливающимся предварительно в блоке 15 опорных величин. Затем резульгат сравнения выводится на индикатор 14 и фиксируется в нем до окончания цикла измерений.Таким образом, производится автоматическая обработка поступающих данных контроля с индикацией результатов сравнения.Третий сигнал блока автоматики обеспечивает измерение времени распространения между передающими и ьезоэлектрическим преобразователем и следующим приемным пьезоэлектрическим преобразователем 4, (где 1=1,2п). Циклы измерения протекают а налогично оп иса н ному вы ше.В результате 1=п циклов измерения индикатор 14 представляет информацию относительно соответствия измеренных временных интервалов базовому значению, а блок 16 памяти содержит значения измеренных величин, а также их адрес. Эти величины характеризуют состояние физико- механических свойств материала на отдельных контролируемых каждым преобразователем участках материала образца (изделия).При заполнении ячеек памяти этой информацией производится запуск видеоконт рольного блока 17, считывание имеющейсяинформации со сканированием развертки видеоконтрольного блока и с одновременным введением параметров по расположению преобразователей. Таким образом, на экране видеоконтрольного блока 17 форми руется картина пространственного распределения ультразвуковых волн по объему изделия и наглядно представляется изображение и местоположение неоднородностей, дефектов или нарушений структурно-текстурных особенностей материала.Предлагаемое техническое решение позволяет не только повысить надежность контроля качества материала, исключить выработку ложного решения и получение недостоверной информации, но и получить визуальное изображение акустической неоднородности и ее координаты, выдавать рекомендации по ведению технологического процесса после статической обработки данных и выявления дефектов в ряде однотипных изделий, Одновременно сокращается 30 время проведения измерений и контроляза счет исключения промежуточных операци й.