Устройство ультразвукового контроля качества материалов

СООЗ СОВЕТСКИХШРЕСПУБЛИК 001 Й 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ДЕЛАМ И-Е ИЗ НИЙ ОПИС ТВУ ВТОРСКОМУ С жен вто изл вто ват изканал вычис ния к а динен(72) В.С.Ямщиков, В.Л.Шкуратник, В.И.Колесов и В.Р. Цибульсский (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (53) 620.179.16(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 587394,:кл. 001 14 2904, 1976.2, Рурвич А.К Ермолов И.М. Ультразвуковой контроль сварных щво Киев, Техника, 1972 (прототип).УЛЬТРАЗВУКОВОГОТЕРИАЛОВ, солеРно соединенныещий преобразовано соединенныеатель, схему об"отличаюс целью повьааеонтроля, оно сна(54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИА жащее последователь генератор и излучаю тель, последователь приемный преобраэов работки и индикатор щ е е с я тем, что ния достоверности к последовательно соединенными ыми и третьими генераторами и чающими-преобразователями, рым и третьим приемными преобразолями, схема обработки выполнена рех узлов,. каждый из которых ржит блок вычисления модуля и канала из последовательно соедиых блока задержки, коррелятора ока вычисления косинуса, выходы еляторов каждого узла подсоедик входам блока вычисления моду- выход которого соединен с вторыми ами блоков вычисления косинусов, ды каждого генератора соединены одами блоков задержки соответстего узла, а выходы каждого приемф преобрааователя - с вторыми вхо. корреляторов соответствующего а каждого узла, выходы блоков ления модуля, блоков вычисле,- осинусов и блрков задержки соеы с индикатором. рИзобретение относится к неразруша"ющим методам контроля и может бытьиспользовано для исследования структуры горных пород.Известно устройство для контролякачества материалов, содержащеепоследовательно соединенные синхронизатор, генератор. ультразвуковых колебаний и преобразователь, усилитель,генератор пилообразного напряженияи блок обработки1. 10Недостатком известного устройстваявляется низкая точность контроля,связанная с отсутствием помехоэащиты.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство ультразвукового контроля ка-.чества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор иизлучающий преобразователь, последо-.,вательно соединенные приемный преобразователь, схему обработки и индикатор 2,Недостатком известного устройстваявляется низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что относитель 5ные изменения фазовых, частотных и, амплитудных информативных признаковмогут быть незначительными, .а характеристики интенсивных производственных помех могут быть близки к характеристикам зондирующего сигнала, чтозатрудняет обеспечение номехозащиты.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Поставленная цель достигается тем,что .устройство ультразвукового конт- З 5. роля качества материалов, содержащеепоследовательно соединенные генератори излучающий преобразователь, последовательно соединенные приемный преобразователь,схему обработки и инди" 40катор,снабжено последовательно соеди-.ненными вторыми и третьими генераторами и излучающими преобразователями,вторым и третьим приемными преобразо.вателями, схема обработки выполнена 45из трех узлов, каждый из которых содержит блок вычисления модуля и триканала из последовательно соединенныхблока задержки, коррелятора, и блокавычисления косинуса, выходы корре 1 - 50ляторов каждого узла подсоединены квходам блока вычисления модуля, выход которого соединен с вторыми входами блоков вычисления косинусов,Ъыщоды каждого генератора соедииеныс входами блоков задержки соответствующего узла, а выходы каждого при- .емного преобразователя - с вторымивходами корреляторов соответствующегоканала каждого узла, выходы блоковвычисления модуля, блоков вычисления 60косинусов и блоков задержки соединеныС индикатором.На чертеже представлена:блок-схема устройства ультразвукового контроля качества материалов, 65 Устройство ультразвукового контроля качества материалов содержит последовательно соединенные первые, вторые к третьи генераторы 1-3 и излучающие преобразователи 4-6, первый, второй и третий приемные преобразователи 7-9, схему 10 обработки, выполненную из трех Узлов 11-13, каждый из фкоторых содержит блок 14-16 вычисления модуля и три канала из последовательно соединенных блока 17-25 задержки, коррелятора 26-34 и блока 35-43 вычисления косинусов, выходы корреляторов 26-.34 каждого узла 11-13 подсоединены к входам блоков 14-16 вычисления моду. ля, выходы которых соединены с вторыми входами блоков 35-43 вычисления косинусов, выходы каждого генератора 1-3 соединены с входами блоков 17-25 задержки соответствующего узла 11-13, а выходы каждого приемного преобразователя 7-9 соединены с вторыми входами корреляторов 26-34 соответствующего канала каждого узла .11-13, выходы блоков 14-16 вычисления модуля, блоков 35-43 вычисления косинусов и блоков 17-25 задержки соединены с индикатором 44.Устройство работает следующим об" разЬм.Генераторы 1-3 вырабатывают некор, релированные друг с другом шумовые сигналы, амйлитуда, частота и фаза которых являются случайными функциями времени, Генератор 1 .нагружен на продольно поляризованный излучающий преобразователь 4, акустически связанный через контролируемую среду с продольно подяриэованньм приемным преобразователЕм 7.Генератор 2 нагружен на поперечнополяриэованный излучающий преобразователь 5, акустически связанный через контролируемую среду с приемным преобразователем 8, направление поляризации которого совпадает с направлением поляризации преобразователя 5.Генератор 3 нагружен на поперечно поляризованный излучающий преобраэо" .ватель б, акустически связанный чеРез контролируемую среду с приемным преобразователем 9, направление поляризации которого, совпадая с нап равлением поляризации преобразователя б, перпендикулярно направлению поляризации преобразователей 7 и 8.При распространении в контролируемой среде линейно поляризованной упругой волны будут происходить свя" ванные с дефектами изменения ее интенсивности (затухание) поляризации и задержка во времени, Укаэанные изменения приведут и к соответствуке щим изменениям принимаемого преобра" зователями 7-9 сигнала. Учитывая некоррелированность излучений в каждом канале, а также однотипностьвсех трех узлов, рассмотриМ работуодного узла 11.ШУмовой сигнал, снимаемый с гене-.ратора 1, преобразуется излучающимпреобразователем 4 в линейно поляризованные шумовые упругие колебания,которые, пройдя контролируемуюсреду, принимаются тремя приемнымипреобразователями 7-9. Указанныеколебания могут быть ,представленывектором, проекции которого на оси 10координат будут однозначно связаны. с напряжениями на входе приемныхпреобразователей 7-9 соответственно.Численные значения каждой проекцииопределяются соответствующими корреляторами 26-28.Так, коррелятор 26 вычисляет функцию взаимной корреляции между излу- .ченним (снятым с генератора 1 ). и принятым (снятым с преобразователя 7)сигналами. Максимальное значение .напряжения на выходе коррелятора 26достигается тогда, когда задержка,во времени; созданная в блоке 17задержки, равна задержке сигнала вконтролируемой среде,1Аналогично с использованием коррелятора 27 и блока 18 задержки, а также коррелятора 28 и блока 1930 задержки вычисляются соответствующие лроекции сигналов с приемных преобразователей 8 и 9 на ось, параллельную . Направлению поляризации приемного Ьреобразователя 7. Блок 14 вычисления модуля определяет значение модуля вектора сигнала, блоки 35-37 вычисления косинусов вычисляют угол поворота поляризации продольных волн.На индикатор 44 поступает информация о значении модуля, пропорцио-. нального затуханию, о задержке сигнала, определяемой скоростью распространения волны, и о повороте вектора поляризации, сигнала.Аналогично получают информацию о скоростях, затухании и изменениях направления поляризации для поперечно поляризованных волн.. Отмеченные информативные признаки связаны с качественными показателями контролируемого материала, су дитьо которых можно либо с помощью " полученных теоретически или экспериментально корреляционных зависимос- ." тей, либо путем. сравнения этих информативных признаков с полученными на материалах с известными характеристиками.Изобретение позволяет повысить достоверность контроля качества.материалов путем использования новых информативных признаков, а также обеспечения помехозащищенности за счет отсеивания корреляторами статистически не связанных с зондирующими сигналами помех.1037162 Составитель О.ТуйкинРедактор С.Патрушева Техред И.Гайду Корректор И.Ват илиал ППП патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Заказ 6001/46 Тираж 87 ВНИИПИ ГОсударственного по делам изобретений 113035, Москва, %-35, Ркомит и отк ушска Подписиа СССРтийнаб., д.4/