Ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп

/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ%щЪ льство СССР04, 1959.ство СССР4, 1961.ство СССР04, 1974 ИИМЕРСИОН- щий посленхроннзатор зовате ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содерждовательно соединенные ЯО 1132220 А генератор, преобразователь и приемно-регистрирующий блок, о. т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения и надежности контроля, он снабжен последовательно соединенными схемой задержки, входом подключенной к второму выходу синхронизатора, формирователем строба, схемой совпадений,вторым входом подключенной к выходуприемно-регистрирующего блока, триггером, вторым входом подключеннымк выходу схемы задержки, и шунтом,подключенным параллельно преобра113222 О Таким образом, электрическая компенсация облегчает работу приемника,но не изменяет работу преобразователя, т.е. Фактически не увеличиваетего разрешающей способности и чувствительности.Цель изобретения - повышениеточности измерения и надежностиконтроля за счет повышения разрешающей способности и чувствительностидефектоскопа,Указанная цель достигается тем,что ультразвуковой иммерсионныйдефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор, преобразователь и приемнорегистрирующий блок, снабжен последовательно соединенными схемой задержки, входом подключенной к второмувыходу синхронизатора, формирователем строба, схемой совпадений, вторымвходом подключенной к выходу приемно-регистрирующего блока, триггером,вторым входом подключенным к выходусхемы задержки, и шунтом, подключенным параллельно преобразователю.На чертеже приведена блок-схемаПредлагаемого дефектоскопа,Ультразвуковой иммерсионныйдефектоскоп состоит из последователь.но соединенных синхронизатора 1, генератора2, преобразователя 3 иприемно-регистрирующего блока 4, последовательно соединенных, схемы 5 задержки, формирователя 6 строба, схемы 7 совпадений, триггера 8 и шунта9, подключенного параллельно преобразователю 3, причем вход схемы5 задержки связан с вторым выходомсинхронизатора 1, второй вход триггера 8 подключен к выходу схемы 5задержки, второй вход схемы 7 сов 65 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может бытьиспользовано для контроля качестваматериалов в металлургической и машиностроительной промышленности.Известны ультразвуковые иммерсионные дефектоскопы, имеюшие в своемсоставе синхронизатор, генератор,преобразователь и приемно-регистрирующий блок, а также устройства,уменьшающие мертвую 1 (неконтролируемую) зону контроля. Эта эона возникает при отражении зондирующегосигнала от поверхности контролируемого материала и попадании его снована преобразователь. При этом преобразователь возбуждается и колеблетсяв течение времени, пропорционального его добротности. Импульсы дефектов, расположенных около поверхностиматериала, поступающие на тот жепреобразователь, не выделяются нафоне уже колеблющегося преобразователя вследствие малости своей амплитуды. Время колебания преобразователя от поверхностного импульсаопределяет величину мертвойфэоны, Поэтому в известных дефектоскопах стараются уменьшить это время путем применени специальных преобразователей, компенсированных генераторов или усилителей ГЦ и Е 23,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является "ультразвуковой иммерсионный дефектоскоп, содержащий последовательно соединенны синхронизатор, генератор, 35преобразователь и приемно-регистрирующий блок, Для повышения разрешающей способности параллельно преобразователю подключена линия задержки. Любой сигнал, поступающий с преобразователя на вход приемно-регистрирующего блока, проходит и в линию задержки. Затем этот сигнал:отражается от конца линии задержки,попадает снова на преобразователь 4 и вход приемно-регистрирующего устройства и суммируется там с предыдущим сигналом, В результате при определенных параметрах линии задержки возможна компенсация части колебаний на входе приемника, т.е. возможно укорочение длительности сигнала, отраженного от поверхности изделия и уменьшение мертвой 1 зоны ШНедостатками данного способа являются следующие, Амплитуда и Фаза отраженного от поверхности материа ла сигнала, особенно при движении преобразователя во время автоматизированного контроля, зависит от качества поверхности материала, от ста бильности между преобразователем и материалом, от ориентировки преобразователя, поэтому компенсация, достигнутая в статическом режиме, в динамике легко расстроиться. Кроме того, сигнал, отраженный от поверх-ности контролируемого материала и поступивший вновь на преобразователь заставляет его свободно колебаться с длительностью, пропорциональной его добротности.В этом же время от сигналов деФекта, находящихся близко ст поверхности контролируемого материала, на тот же преобразователь, колеблющийся с достаточно большой амплитудой, попадают слабые сигналы, поэтому на фоне сильных сигналов слабые различить очень трудно. Любые электрические компенсационные сигналы, позволяющие путем суммирования получить на входе приемника укороченный электрический сигнал, не могут мгновенно погасить свободные колебания преобразователя, так как эти колебания определяются амплитудой акустического импульса, отраженного от поверхности материала, и Физическими свойствами преобразо" вателя.1132220 Тираж 822 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 падений подключен к выходу приемнорегистрирующего блока 4,Устройство работает следующимобразом.Синхронизатор 1 вырабатываетимпульсы, управляющие работой генератора 2, последний возбуждает пре-,образователь 3, который преобразуетэлектрические сигналы в акустические, Акустические сигналы преобразователем 3 через слой иммерсионной жидкости посылаются в контролируемый материал, отраженные импульсы тем же преобразователем 3 сновапреобразуются в электрические сигналы15С выхода преобразователя 3 электрические сигналы поступают на входприемно-регистрирующего блоха 4. Параллельно преобразователю подключается управляемый шунт 9, который в исходном состоянии выключен,имеет большое внутренне сопротивление и, следовательно, не влияетна чувствительностьпреобразователя 3. Работой шунта управляет триггер 8, В этом триггере вырабатывается прямоугольный импульс, который поступает на управляемый вход шунта 9 ивключает его, при этом внутреннее сопротивление шунта резко падает и преобразователь 3 на время закорачивается, т,е. его добротность также резкоуменьшается. Любой акустическийсигнал, попадающий на это время напреобразователь З,сможет возбудитьв нем сигнал значительно меньшей амп- З 5литуды, чем в исходном состоянии,когда шунт 9 выключен, В качествешунта 9 могут быть применены любыеключевые устройства, работающие отэнергии поверхностного сигнала и имеющие как можно меньшее внутренней сопротивление во включенном состоянии ибольшую скорость включения и выключения. Например, могут быть использованы тиристоры со светодиодным управлением (оптроны) или лавинные транзисторы,Триггер 8 работает следующимобразом.В исходном состоянии он находитсяв первом устойчивом состоянии, затемна первый вход поступает импульс изсхемы 5 задержки. Время выбираетсяравным примерно половине временногорасстояния между импульсами, снимаемыми с выхода преобразователя 3, гдепервый импульс - зондирующий импульс,получаемый призапуске генератора 2импульсами синхронизатора 1, а второй - импульс поверхностного сигнала.При этом триггер 8 переключается во 60второе устойчивое состояние, котороепродолжается до момента, когда наВНИИПИ Заказ 9783/37 второй его вход поступает поверхностный импульс из схемы 7 совпадений. Таким образом, время должно совпадать с поверхностным сигналом.При этом триггер 8 возвращается в исходное положение и формируется импульс, который определяет время работы шунта 9 и который, шунтируя преобразователь 3, защищает его и последующий за ним приемно-регистрирующий блок 4 от перегрузки мощным поверхностным импульсом, После окончания действия этого импульса. ключевая схема шунта восстанавливает свои исходные свойства, а преобразователь 3 восстанавливает прежнюю чувствительность к слабым сигналам дефектов, расположенных по всему контролируемому материалу, в том числе близко от его поверхности.Схема 7 совпадений представляет собой обычную схему совпадения, На один из ее входов поступает общий сигнал, содержащий зондирующие и поверхностные импульсы, а на второй прямоугольный импульс с Формирователя б строба, При совпадении во времени двух сигналов на выходе схемы выделяется и формируется импульс, соответствующий одному поверхностному сигналу.Формирователь б строба представляет собой схему ждущего Формирователя (например,мультивибратора), запускаемого импульсом схемы 5 задержки. Длительность этого импульса определяется внутренними характеристиками схемы и выбирается так, чтобы перекрыть по времени ожидаемый сигнал от поверхности материала.Схема 5 задержки формирует импульс, расположенный в середине временного интервала между зондирующим и поверхностным импульсами. Этот импульс формируется из синхроимпульса синхронизатора 1. Выполняется задержка по любой известной схеме, например с помощью линий задержек и формирователей на ждущих мультивибраторах.Использование схемы предлагаемого дефектоскопа позволяет по сравнению с известными уменьшить величину неконтролируемой мертвой зоны за счет резкого уменьшения чувствительности преобразователя в момент действия на него поверхностного сигнала, это уменьшение приводит к увеличению разрешающей способности контроля; увеличить чувствительность контроля за счет восстановления чувствительности преобразователя по концу действия поверхностного сигнала и эа счет применения преобразователя с повышенной добротностью, что значительно повышает точность и надежность контроля материалов.