Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЫИ КОИХА 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРОф 1190254, кл. Г 01 И 29/04, 1984.(54) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к техникенеразрунающих испытаний ультразвуковыми методами и может быть использовано в машиностроении для контролякачества материалов и иэделий, преимущественно крупногабаритных и сболыпим затуханием ультразвука, Цельизобретения - повьпчение нацежности н достоверности ультразвукового контроля эа счет говьппения пороговойчувствительности, исключения воэможности пропуска дефекта и умень)пениямертвойн эоны контроля. В устройстве осуществляется зондирование контролируемого изделия 22 акустическимисигналами, излучаемыми пьезоизлучателем 7, фаза которых изменяется всоответствии с псевдослучайной кодовой последовательностью, задаваемойформирователем 3. Эхосигналы от дефектов обрабатываются в двух каналахустройства с использованием демодуляции (блоки 10 и 15), фильтрации воптимальных фильтрах 12 и 17 и возведения в квадрат в квадраторах 18 и 19,после чего суммируются сумматором 20.1 ил, 1397830Изобретение относится к техцикецеразрушающих испытаний ультразвуко-,выми методами и может быть использовано в машиностроении для контролякачества материалов и изделий, преимущественно крупногабаритных и сбольшим затуханием ультразвука.Цель изобретения - повышение надежности и достоверности ультраэвуко-Ового контроля за счет повышения пороговой чувствительности, исключениявозможности пропуска дефекта и уменьшения "мертвой эоны контроля.На чертеже представлена структурная схема устройства ультразвуковогоконтроля материалов и изделий.устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидальных сигналов, формирователь 2 20прямоугольных импульсов, генератор3 псевдослучайной кодовой последовательности, формирователь 4 периодапоследовательности, аналоговый ключ5, усилитель 6 мощности и излучающий 25пьеэопреобразователь 7, балансныймодулятор 8, первым входом подключенный к генератору 1 синусоидальныхсигналов, вторым - к второму входугенератора 3, выходом - к управляюще му входу аналогового ключа 5, последовательно соединенные входной усилитель 9, первый демодулятор 10, первый Фильтр 11 низких частот, первыйоптимальный Аильтр 12, измеритель13 временных интервалов и входнойпреобразователь 14, соединенный свходными усилителем 9, подключенныек выходу усилителя 9 последовательносоединенные вторые демодуляторы 15,второй фильтр 16 низких частот и второй оптимальный фильтр 17, первыйквадратор 18 и второй квадратор 19,входами соединенные соответственно свыходами первого 12 и второго 17 оптимальных фильтров, сумматор 20,входами подключенный к выходам квадраторов 18 и 19, выходом - к входуизмерителя 13 временных интервалов,фазовращатель 21, входом подключенныйк выходу генератора 1 синусоидальных50сигналов, а выходом - к второму входу второго демодулятора 15. Кроме того, на чертеже показано контролируемое изделие 22 с дефектом 23.Устройство работает следующим об 55разом,Формирователь 2 из синусоидальногосигнала формирует прямоугольные импульсы, осуществляя привязку начальной фазы сигнала несущей Фазомаципулированных колебаний. Закон манипуляции Аазы задается генератором 3 псевдослучайной кодовой последовательнос - ти. Формирователь 4 периода следования вырабатывает последовательность импульсов, определяющих период и длительность открытого состояния ключа 5,При необходимости Формирования квазинепрерывного фаэоманипулированного сигнала управляющий вход ключа 5 отключается от выхода формирователя 4 и на него подают постоянный потенциал, удерживающий ключ в открытом состоянии.Синусоидальцые колебания с выхода генератора 1 поступают на первый вход балансного модулятора 8, осуществляющего манипуляцию Фазы в соответствии с псевдослучайной кодовой последовательностью, поступаемой с выхода формирователя 3. С выхода модулятора 8 кваэинепрерывный фазоманипулированный сигнал поступает на инАормационный вход аналогового ключа 5, с выхода которого Ааэоманипулированный импульсный сигнал, усиленный усилителем 6 мощности, возбуждает излучающий пьезопреобразователь 7, осуществляющий прямое электроакустическое преобразование. Зондирующий акустический фазоманипулированный сигнап распространяется в иэделии 22, отражается от деАекта 23 и принимается приемным пьеэопреобраэователем 14, с выхода которого после соответствующего усиления усилителем 9 сигнал поступает на первый 10 и второй 15 демодуляторы. Двухканальное построение приемного тракта устройства обеспечивает ему инвариантность по отношению к фазе колебаний несущей эхо-сигнала, Модулирующая Фазу псевдослучайная кодовая последовательность выделяется из эхо-сигнала демодулятором (10 или 15) того канала, в котором сдвиг фазы между несущей эхо-сигнала и опорным синусоидальным сигналом равен 0 или 180Фазовращатель обеспечивает относительный сдвиг фаэ синусойдальных сигналов, поступающих на вторые входы демодуляторов 1 О и 15, равный 90 на рабочей частоте генератора 1 синусоидальных колебаний. Далее кодовая последовательность Аильтруется Аильтром 11 (16) низкой частоты и "сжимается"1397830 Формула из обр ете ния Составитель Г, МаксимочкинТехред А.Кравчук Корректор В. Бутяга Редактор В. Данко Заказ 2600/43 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР1по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-ЗЪ, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, .4 оптимальным Фильтром 12 (17), Послевозведения в квадрат квадратором 18(19) сжатые эхо-сигналы каждого канала поступают на первый и второй вхо 5ды сумматора 20 и далее на измеритель13 временных интервалов, в качествекоторого можно испольэовать осциллограф.Генератор цифровой псевдослучайной 10кодовой последовательности был построен (и испытан) на базе цифровогорегистра сдвига с обратными связями,организованными с помощью логическогоэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Практическая реализация аналогового вариантаоптимального фильтра осуществляласьс использованием многоотводньм электромагнитных линий задержки (типаЛЗТ 4,0 х 1200). 20Применение в устройстве в качествезондирующих сигналов фазоманипулированных сигналов, распределенных позакону псевдослучайной последовательности с базой, большей единицы, построение приемной части по квадратурному, двухканальному принципу и использование раздельных приемного иизлучающего пьеэопреобразователейобеспечивает существенное уменьшение 30мертвой зоны" контроля, повышениепороговой чувствительности и уменьшение пропусков дефектов,Устройство ультразвукового контроля материалов и изделий, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных сигналов, формирова тель прямоугольных импульсов, генератор псевдослучайной кодовой последовательности, формирователь периодапоследовательности, аналоговый ключ,усилитель мощности и излучающий пьезопреобраэователь, балансный модуля -тор, первым входом подсоединенный кгенератору синусоидальных сигналов,вторым входом - к второму выходу генератора псевдослучайной кодовой последовательности, а выходом - к управляющему входу аналогового ключа,последовательно соединенные входнойусилитель, первый демодулятор, второйвход которого подключен к выходу генератора синусоидальных сигналов, первый Фильтр низких частот и первыйоптимальный Фильтр и измеритель временных интервалов, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности и достоверности ультразвукового контроля, оно снабженоприемным пьеэопреобразователем, соединенным с входным усилителем, подключенными к выходу у"илителя последовательно соединенными вторым демодулятором, вторым фильтром низких частот и вторым оптимальным фильтром,первым и вторым квадраторами, входамисоединенными соответственно с выходамипервого и второго оптимальных фильтров, подключенным к выходам первого ивторого квадраторов сумматором, выходом соединенным с входом измерителявременных интервалов, и фазовращателем, входом подключенным к выходугенератора синусоидальных сигналов,а выходом - к второму входу второгодемодулягора.