Ультразвуковой дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН д) С 01 й 29/О ННЫЙ КОМИТЕТ СС Ю.(54)(57) УЛ содержащий ные синхро рующих им преобразов управляемы довательно ЕФЕКТОСКОП, о соединен-. тор зондизвуковойвторой ния, послеетий упЬТРАЗВУКОВОЙ последователь изатор, генер ульсов, ультр тель, первый каскады усил соединенные т(прототип),равляемый каскад усиления и индикатор и последовательно соединенные ,генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, о т .л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен подключенными к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом - с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу щ второго каскада усиления, а вход - к его выходу.С:Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для контроля многослойных сред или в медицинской диагностике.Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий синхронизатор, генераторы зондирующих и стробирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, усилитель, основной и дополнительный блоки временной регулировки чувствительности (ВРЧ), сумматор и индикатор ЦНедостатком устройства является невозможность получить правильные соотношения эхо-сигналов, поскольку 15 не обеспечивается компенсация потерь ультразвуковой энергии, возникающих при прохождении сигнала через ряд неоднородностей исследуемой среды.Наиболее близким к изобретению 2 О по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскод, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, 25 ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления ииндикатор и последовательно соединенные генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, В известном дефектоскопе обеспечивается компенсация потерь ультразвуковой энергии, обусловленных отражением на неоднородностях среды 2 аНедостатком известного устройства является низкая точность измерений, поскольку не учитывается, что амплитуда следующих после первого эхо-сигнала уже искажена изэа предыдущих отражений. 50 Цель изобретения - повышение точности контроля.Поставленная целЬ достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, первый и второй управляемые каскады усиления, последовательно соединенные третий управляемый каскад усиления и инди катор и последовательно соединенные генератор П-образных импульсов и интегратор, включенные между синхронизатором и управляющим входом первого каскада усиления, снабжен 6 р подключенными к синхронизатору блоками калибратора и цифровой коррекции, вторым входом соединенным с блоком калибратора, выходом - с управляющим входом третьего каскада усиления, линией задержки, включенной между вторым и третьим каскадами усиления, выход блока калибратора подключен к управляющему входу второго каскада усиления, а входк его выходу.На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа.Ультразвуковой дефектоскоп содержит ультразвуковой преобразователь 1, генератор 2 зондирующихимпульсов, синхронизатор 3, генера=тор 4 П-образных импульсов, управляемые каскады 5-7 усиления, интегратор 8, блок 9 калибратора, блок 10цифровой коррекции, индикатор 11,линию 12 задержки. Синхронизатор 3,генератор 2 зондирующих импульсов,ультразвуковой преобразователь 1,первый и второй управляемые каскады 5 и 6 усиления, линия 12 задержки, третий управляемый каскад7 усиления и индикатор 11 соединеныпоследовательно. Кроме того, последовательно с синхронизатором 3 соединены генератор 4 П-образных импульсов и интегратор 8, а выходинтегратора 8 подключен к управляюцему входу первого каскада 5усиления.С синхронизатором 3 последовательно соединены блок 9 калибратораи блок 10 цифровой коррекции, выходкоторого подключен к управляющемувходу третьего каскада 7 усиления.Второй вход блока 9 калибратора подключен к выходу второго каскадаб усиления, а второй выход - кего управляющему входу.Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом,Синхронизатор 3 управляет частотой повторения ультразвуковых зондирующих импульсов и синхронизирует работу блока 9 калибратора и блока 10 цифровой коррекции. Под действием импульсов синхронизатора 3 генератор 2 формирует электрические импульсы, возбуждающие зондирующие ультразвуковые импульсы, излучаемые ультразвуковым преобразователем 1 в исследуемую среду. С преобразователя 1 на каскад 5 поступают отраженные сигналы Генератор 4 формирует импульс напряжения прямоугольной формы, передний фронт которого по времени совпадает с моментом излучения ультра. звукового зондирующего импульса, а длительность равна длительности развертки.Полученный на выходе генератора 4 прямоугольный импульс интегрируется интегратором 8 и подается на управляющий вход каскада 5 усиления,коэффицент усиления которого изгленяется экспоненциально в1062599 10 20 45 зависимости от управляющего напряжения. При этом, поступающие сультразвукового преобразователя 1,отраженные сигналы усиливаютсяво времени по экспоненциальномузакону, тем самым компенсируется уменьшение сигнала, вызванноезатуханием н среде,С каскада 5 усиления сигналпоступает на каскад 6 усиления,коэффициент усиления которого зависит от состояния управляющего выхода калибратора 9 и может изменяться с пульта управления дефектоскопаДалее сигнал проходит линию 12 задержки и поступает на входкаскада 7, коэффициент усилениякоторого зависит от корректирующегосигнала Г с выхода блока 10 цифровой коррекции. Скорректированныйсигнал с каскада 7 усиления поступает на индикатор 11,Описанная схема ультразвуковогодефектоскопа позволяет корректировать искажения и получать истинные значения амплитуд сигналов,отраженных от неоднородностей следующим образом.Границы раздела с различнымиплотностями обозначим числами1, 2, 3,,и охарактеризуемэти границы параметрами Т, Тй,8 ц, где Т, Т 1 - коэффициентыи опрохождения ультразвуковой волнычерез И -ую границу в прямом и обратном направлениях соответст-венно, 1 п - коэффициент отраженияот и -ой границы, п = 1,Н,При услонии,что коэффициенты отражения от неоднородностей малы посравнению с коэффициентами прохождения, можно пренебречь многократными отражениями. ИмеемЧ,=ей,Ч=0 Т", й, Т;2 ф М1 1 2Мгде Ч, , Чц, - амплитуда отраженных от неоднородностей эхосигналов.Используя известную зависимостьТ Т = 1- Й . находимВ 6й,= - 1 (2)Чг 4 Ч 7 42 О фУв Тл - О7 1Ч,Ч,Ъ О Ч", Т Т" Т П Р-")Чф д оТОф1" "1г "м 1 кроме того, Ч =ОЙ ; ч 2, = ОЯ 2 ,Ч, Чч 31 О ЙЗ НЧ=ОД(3)н Н Чгде Ч Ч 21Ч, - истинные амплитуды отраженных сигналов, которые подлежат определению,Определим отношения соответствующих амплитуд в выражениях (1) и (3) .н нГ= =;ЧЧ 2, 1 (4ЧЧ 1-й,Чнвд 72ФНй Ч Р 2а Величины Г, Г , ГЧ являются 75 поправочными коэффициентами, на которые необходимо умножить наблюдаемые значения отраженных сигналов, чтобы получить их истинные значения.30 Нетрудно заметить из выражения(2), что при известном О могут быть вычислены нсе коэффициенты 8 Й 3В, которые позволяют вычислять попраночные коэффициенты Г, Г 2, .., Г по формулам (4), Величина В, т.е. амплитуда ультразнукового импульса, прошедшего в исследуемый объект, определяется в процессе калибровки при помощи блока 9 ка либратора по формуле О=Ч,К,где Чо - амплитуда сигнала, отраженного от границы изделиями известный коэффициент, зависящий от акустических свойств границы преобразователь - изделие, который устанавливается на пульте 50 управления. На вход блока 10 цифровой коррекции с калибратора подается в цифровой форме сигнал; 0 и амплитуды 55 отраженных эхо-сигналов. В блоке ;10осуществляется вычисление поправочных коэффициентов Г,Гнкоторые преобразуются затем в аналогоную форму и поступают за управ ляющий вход третьего каскада 7 усиления. Линия 12 задержки обеспечивает задержку сигнала за .время,необходимое для вычислениятекущего поправочного коэффициен1062599 Составитель М.НаумовРедактор Н.Бобкова Техред Л.Пилипенко Корректор Г.Огар Заказ 10210/45 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патентф. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Использование изобретения позво.ляет повысить точность контроля многослойных сред за счет компенсации потерь ультразвуковойэнергии при отражении от неоднородностей.