Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

Изобретение относится к неразрушакщим испытаниям материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества матерка"лов .Известно ультразвуковое устройст"во для контроля качества материалов,содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний и преобразователь,усилитель, генератор пилообразного1напряжения.и блок обработки 11,Недостатком этого устройства является его низкая точность, связаннаяс отсутствием помехозащиты,Наиболее близким к изобретению по 5технической сущности и достигаемомурезультату является ультразвуковоеустройство для контроля качества материалов, содержащее генератор возбуждающих импульсов, подключенный к 20нему излучающий преобразователь, пос"ледовательно соединенные приемныйпреобразователь, усилитель, времяиз"мерутельный блок и индикатор, синхро.низатор, соединенный через блок за-. 25дер:хки с вторым входом времяизмери.тельного блока 21.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность и разрешающая способность контроля из-за боль- шой длительности переходных цроцессов в пьезопреобразователях.Цель изобретения - повышение точности и разрешающей способности контроля35Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковое устройство для контроля качества материалов, содержащее генератор.возбуждающих импульсов, подключенный к нему излучакщий 40 преобразователь, последовательно соединенные приемный преобразователь, усилитель, времяизмерительный блок и индикатор, синхронизатор, соединенный через блок задержки с втоРым вхо"45 дом времяизмерительного блока, снабжено последовательно соединенными импульсным генератором, первый вход .которого подключен к выходу синхронизатора, и регистром сдвига, выходы 0которого подключены к генератору возбуждающих импульсов и ко второму итретьему входам импульсного генера"тора.Кроме того, генератор возбуждающих импульсов выполнен в виде двухтранзисторных ключей, эмиттер первого из которых подключен к аноду первого тиристора и параллельно соеди"ненному с ним сопротивлению нагруз"ки, а,эмиттер второго через защитный 60диод " к эмиттеру первого транзистор",ного ключа и аноду второго тиристоракатод которого соединен с коллектором второго транзисторного ключа, ауправлякщий электрод через диод - с 65 базой второго транзисторного ключаколлекторы транзисторных ключей сое-динены с источниками питания, абазы транзисторных ключей и управляю.щие электроды тиристоров подключенык выходам регистра сдвига.На Фиг, 1 представлена блок-схемаультразвукового устройства для контроля качества материалов; на Фиг. 2 -схема генератора возбуждающих импульсов; на фиг. 3 - временные эпюры,поясняющие работу устройства,Ультразвуковое устройство дляконтроля качества материалов содержит генератор 1 возбуждающих импульсов, подключенный к нему излучающийпреобразователь 2, последовательносоединенные приемный преобразователь3, усилитель 4, времяизмерительныйблок 5 и индикатор 6, синхронизатор7, соединенный через блок 8 задержки с вторым входом времяизмерительно.го блока 5, последовательно соединенные импульсный генератор 9, первыйвход которого подключен к выходу синхронизатора. 7, и регистр 10 сдвига,выходы которого подключены к генератору 1 возбуждающих импульсов и ковторому и третьему входам импульсного,генератора 9, а генератор 1 возбуждающих импульсов выполнен в видедвух транзисторных ключей 11 и 12,эмиттер первого из которых подключенк аноду первого тиристора 13 и параллельно соединенному с ним сопротивлению 14 нагрузки, а эмиттер второго, через защитный диод 15 - к эмит.теру первого транзисторного ключа 11и аноду второго тиристора 16, катодкоторого соединен с коллектором второго транзисторного ключа 12, а управлякщий электрод черездиод 17 - сбазой второго транзисторного ключа12, коллекторы транзисторных ключей11 и 12 соединены с источниками О,и Цз. питания, а базы транзисторных,ключей.11, 12 и управляющие электроды тиристоров 13, 16 подключены квыходам регистра 10 сдвига.Устрдйство работает следукщим образом,Импульс 18 (Фиг. 3) с выхода синхРонизатора 7 поступает на вход импульсного генератора 9 с регулируе"мой скважностью импульсов, на выходекоторого Формируется импульс 19, поступакщий на вход регистра 10 сдвига.При этом на одном из выходов регистра 10 сдвига, подключенном к базетранзисторного ключа 12 генератора 1возбуждающих импульсов и управлякщему входу импульсного генератора 9,появится напряжение 20,.а на остальных выходах Регистра 10 сдвига напряжение бУдет равно нулю. Появление по.ложительного напряжения 20 на входежение источника питания О через за- сигнала через контролируемый материцитный диод 15 будет приложено к со- ал. С приходом следующего импульса противлению 14 нагрузки, параллельно 27 синхронизации на вход импульсного которому подключен излучающий преоб- генератора 9 на его выходе формируетразователь 2. Напряжение на излучаю- ся импульс 28, под воздействием котощем преобразователе 2 скачком изме-рого на выходе регистра 10 сдвига, нится до уровня 21. Напряжение 20, соединенного с управляющим электро- поступающее также на управлявхаий дом тиристора 16 и через диод 17 с вход импульсного генератора 9, при- базой транзисторного ключа 12, покладывается к имеющейся в этом гене- явится напряжение логической единираторе времязадающей цепочке, посто- О .цы 29. В результате закроется ключ янная Т времени которой .выбирается 11 и откроется ключ 12 и тиристор, равной половине периода Т собствен- а на сопротивлении 14 нагрузки и изных колебаний. излучающего преобразо- лучающем преобразователе 2 напряжевателя 2.Г=Т/2. В результате че- ние 23 скачком изменится до напряже(рез время Г с выхода импульсного 15 ния 30, пропорционального напряжению генератора 9 на вход регистра 10, питания О . Тнристор 16 включен в сдвига поступит импульс 22. В регист- схему для уменьшения времени переклюре 10 сдвига произойдет единичный . чениясдвиг информации и навходе транзис- После формирования импульса 31 торного ключа 12 напряжение станет ф импульсным генератором 9 напряжение равным нулю, а на выходе регистра 10 логической единицы появится на управ- сдвига соединенном с базой транзис- ляющем электроде,тиристора 13, чтоРторного ключа 11, - равным напряже- ,вызовет его открывание, и напряжение нию 22 логической единицы Транзис- на сопРотивлении 14 нагрузки станет .торный ключ 12 закроется, а ключ 11 -" р 5 Равным нУлю. Возбуждение излучающего откроется. Напряжение на излучающем пРеобРазователя 2 ступенчатым напряпреобразователе 2 скачком изменится жением обеспечит получение короткогодо;Уровня 23, пропорционального на- импульса 32 на выходе приемного препряжению питания П транзисторного обраэователя 3. С приходом следующе" ключа 11, причем П =2 П . для предот-ЗО г импульса синхронизации на вход вращения пробоя ключа 12 обратным на- импульсного генератора 9 все описанпряжением введен защитный диод 15. ные процессы повторятся:,двухступенчатое напряжение, приклады- Прошедшие контролируемый материваемое к излучающему преобразовате- ал Упругие колебания, преобразованлю 2 позволяет сформировать корот- ные пРеобразователем 3 в электрический импульс на выходе приемного пре-. кий сигнал в виде коротких импульсов35образователя 3. При воздействии пер- вида 26 и 32, поступают на усилитель вой ступени уровня напряжения 21 пре. 4 и далее на времяизмерительный блок обраэователь 2 излучает первый акус- . 5. Разница Гз во времени между прихотический импульс с длительностью Г , дом на втоРой вход времяизмерительравной половине периода собствейных 40 ного блока 5 сигнала с синхронизатоколебаний преобразователя, .а при воэ" Ра 7, пРошедшего блок 8 задержки действии второй ступени уровня напря- (блок 8 задержки компенсирует задержжения 23 -,второй акустический им- . ку сигнала, вносимую электронными пульс такой же длительности и поляр блоками .9, 10, 4, 1 и преобразоватености, В приемном преобразователе 3 45 лями 2, 3), и приходом на первый вход такой сложный акустический сигнал блока 5 сигнала с усилителя 4 инднцивозбуждает два экспоненциально-вату- .Руется индикатором 6, Величинатз предхакщие синусоидальные колебания 24 ставляет собой искомое время распрости 25 соответственно, сдвинутые отно- ранения упругих колебаний между пресительно друг друга на времяГ, Иэ О обраэователями 2 и 3, по которому опза взаимной компенсации этих колеба- Ределяют качество контролируемого маний на выходе приемного преобразова - териала.теля 3 получаем электрический импульс Так как осуществляют прозвучива с длительйостью Т=Т, /2, т.е. толь- .ние контролируемого материала коротко пеРвую полуволну сигнала, 5 кими импульсами, благодаря возбуждению иэлучакщего преобразователя 2 им.пульсами специальной формы, устройстНа фиг, 3 условно не показай сдвиг, во обеспечивает высокую точность и25во времени принятых колебаний 24, разрешающую способность контт контроля ма 26 относительно иэлученных кола- териалов за счет уменьшения мертбаний, обусловленный прохождением 60 вой зоныф контроля.103771АЗ ИПИ Заказ 6001/4 бПодписное илиал ППП "ПатеУжгород, ул. Проектная,