Способ ультразвукового контроля качества материалов и устройство для его осуществления

СООЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН9)5)4 С 01 И 2 ОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОР СКОМУ ство СССР04, 1976.во СССР04, 1982.ОГО КОНТРОЛЯТРОИСТВО носизлу -ово н лючаюГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОКАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И УДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ ультразвроля качества материало щиися в том, что в изделие излучаютупругие колебания в виде бинарнойпсевдослучайной кодовой последовательности, принимают прошедшие череизделие колебания, сравнивают характеристики излученных и принятыхколебаний и по времени прохожденияколебаний определяют качество изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверти контроля, упругие колебаниячают в виде пачки фазоманипулированной и псевдослучайной кодовойпоследовательности.1190254 2. Устройство для ультразвукового контроля качества материалов, содержащее генератор псевдослучайной кодовой последовательности, аналоговый ключ, последовательно соединенные пьезопреобразователь и первый усилитель и измеритель време 1 ни, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными генератором синусоидальных колебаний и формирователем прямоугольных импульсов, выходом подключенным к входу генератора псевдослучайной кодовой последо" вательности, схемой формирования периода последовательности, входом подключенной к йервому выходу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, а выходом - к первому входу 1Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковымметодом и может. быть использованов машиностроительной и других отраслях промышленности. 5Целью изобретения является повышение достоверности контроля качест-,ва материалов за счет повышенияпомехоустойчивости контроляНа чертеже приведена блок-схема 10ультразвукового устройства для контроля качества материалов,Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидальных колебаний, формирователь 152 прямоугольных импульсов, генератор 3 псевдослучайной кодовой последовательности схему 4 формированияпериода последовательности, аналоговый ключ 5, усилитель б мощности, 20пьезопреобразователь 7, первыйусилитель 8, демодулятор 9, вторымвходом подключенный к второмувыходу, генератора 1 синусоидальныхколебаний, второй усилитель 10, 25фильтр 11 низких частот, усилительограничитель 12, оптимальный фильтр13 иизмеритель 14 времени, балансный модулятор 15, первым входомподключенный к второму выходу геаналогового ключа, балансовыммодулятором, первым входом подключенным к второму выходу генератора синусоидальных колебаний, вторым входом - к второму выходу генератора псевдослучайнойкодовой последовательности, а выходом - к второму входу аналоговогоключа, усилителем мощности, включенным между аналоговым ключом ипьезопреобразователем, и последовательно.соединенными демодулятором,первым входом подключенным к выходупервого усилителя, а вторым входомк второму выходу генератора синусоидальных колебаний, вторым усилителем, фильтром низких частот,усилителем-ограничителем и оптимальным фильтром, выходом подключенным к измерителю времени. 2нератора 3 псевдослучайной кодовойпоследовательности, вторым входомк второму выходу генератора 1 синусоидальных колебаний, а выходомк второму входу аналогового ключа 5,Способ осуществляется следующимобразом,.Из колебаний генератора 1 синусоидальной формы формируютсяпрямоугольные импульсы формирователем 2, которые подаются на генератор 3 псевдослучайной кодовойпоследовательности. Из непрерывнойкодовой последовательности схемой4 формирования периода последовательности создается последовательность импульсов, которая определя-.ет период пропускания ключа 5.Колебания синусоидальной формы сгенератора 1 подаются на балансныймодулятор 15, где они модулируютсяпсевдослучайной кодовой последовательностью с генератора 3 и поступают на вход аналогового ключа 5,выход которого подается на усилитель б мощности и далее на пьезопреобразователь 7 и объект контроля.Прошедшие через объект кочтроляКолебания принимаются пьезопреоб1190254 4создающаяся на основе элементовИСКЛЮЧАЮЩИЙ ЕЛИ. Апериодическиекодовые последовательности, которыеможет генерировать и разрядный регистр сдвига, имеют разрядностьК = 2"-1 бит. С помощью 4-разрядного регистра сдвига можно, следовательно, получить псевдослучайнуюпоследовательность с максимальной 10 длиной 15 бит.Предположим, что регистр сдвиганаходится в состоянии Б= 1 и2 == 64 = О. При поступлении первого тактового импульса ин 1 формация сдвигается на разряд вправо. После первого тактового импульсаполучаем состояние Я= 1,Я : Й - 8 = О. После второготактового импульса в регистр сдвига20 опять будет введен нуль, получимсостояние Я= 1 и Я = О= Я = 0но при этом на входе 101 будет 1.В результате в следующем такте вводится единица, т.е. ЯЯ М и Я=Я= О15-й тактовый импульс опятьустанавливает исходное состояние.Кроме того, схема снабжена логическим устройством, исключающим запрещенное состояние 0000, которое блокирует работу при включении илисбое.Так как в нормальном режиме состояние 0000 не возникает, введенйедополнительные логические элементы . 35не нарушают процесс функционирования.Вследствие применения сложныхсигналов с хорошими корреляционными 4 О свойствами и базой 2 1" Т Я,1 (где Т -длительность, а Е - спектр сигнала)согласованной фильтрации, сопровождающейся эффектом сжатия сигналаво времени, получается значительныйвыигрьпп в чувствительности, разрешающей способности и помехоустойчивости во столько раэ, во сколькорасширяется база сложного сигнала. 3разователем 7 и усиливается первым малошумящим усилителем 6 и поступа- ют на демодулятор 9, на который также подается напряжение с генератора 1.. Демодулятор 9 из фазоманипулированного синусоидального сигнала выделяет псевдослучайную кодовую последовательность в виде прямоуголь ных импульсов.Далее эта последовательность усиливается вторым усилителем 10, фильтруется в фильтре 11 низкой частоты и через усилитель- ограничитель 12 подается на цифровой оптимальный Фильтр 13, содержащий регистр сдвига, соединенный с набором инверторов, все выходы которых подключены к сумматору.Предварительно регистр цифрового оптимального фильтра 13 настраивается на принимаемую последовательность путем соединения выхода каждого триггера регистра с сумматором. Если данный триггер должен принять 1, то используется прямой выход, а если - О, то сигнал инвертируется инвертором. Причем первый от входа триггер согласовывается с последним элементом последовательности, а последний - с первым элементом. После того, как сигнал, начиная с первого элемента, заполнит весь регистр, все напряжения, поступающие по отводам на вход сумматора, складываются в фазе и на выходе формируется напряжение максимальной амплитуды. Сигнал с оптимального фильтра 13 подается на измеритель 14 времени, где измеряется интервал временимежду откликом согласованного фильтра на сигнал, поданный непосредственно с усилителя 6 мощности, и сигнал, прошедший через объект контроля.Для генерации псевдослучайных последовательностей применен регистр сдвига, в который определенным образом введена обратная связь,Тираж 896 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 13035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6971/45 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4