Устройство для ультразвукового контроля листов

(71) Всесоюзный нтельский институтнеразрушающих метконтроля качестваского производств(53) 620.179.16( 3 овалов сследоваработкесредствала Кишиневобъединения аучно-и по раз одов и матер енного 8роваки 08 8)(56 ) 1, Акимов А. А., Альпауль Е.А., Любшиц Б. Н. и др. Система ультразвукового контроля полосы для производства многослойных труб. - "Автоматизация металлургического производства", 1980, Р 9, с.67-72.2Ультразвуковая автоматизи иная установка для контроля кром листа "Прокат". Сб.реф.НИР и ОКР, 4 с, сер. 13, Р 22, 17. ВНИИНК, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЛИСТОВ, содержащее последовательно соединенные синхро- низатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов,и 91 ЯО ан А временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности конт роля, оно снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором Формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя строб-импульсов основного канала, схемы КПИсоединенной вторым входом с выходом пикового детектора основного канала, схемой запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором, счетчика и регист ратора, и вторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, и регист ратора, схема запрета основного кана ла соединена вторым входом с выходом временного селектора первого дополнительного канала, а второй вход пикового детектора основного канала соединен с выходом Формирователя строб-импульсов того же канала.Изобретение ОТНосится к нераэрушаещему контролю иэделий и может быть использовано для ультразвуковогоконтроля листов, полос.Известно устройство для ультра звукового контроля полос методом нормальных волн, содержащее ультразвуковой преобразователь и дефектоскоп 11 .Недостатком данного устройства является низкая достоверность контро. ля, обусловленная недостаточной чувствительностью нормальных волн к наиболее опасным дефектам типа расслоения кромки полосы. 15Наиболее близким к изобретению по технической .сущности и достигаемому результату является устройство для, ультразвукового контроля листов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором Формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с выходом усилителя, и пикового детектора и регистратора 2Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что не обеспечивается разделение влияния дефекта и акустического контакта на сигнал, поступающий на приемный преобраэо ватель.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Эта цель достигается тем, что устройстно для ультразвукового конт роля листов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, и основной измерительный канал, выполненный в виде соединенных последовательно с синхронизатором Формирователя строб-импульсов, временного селектора, сОединеняого ВтОРым ВхОдом с Вы ходом усилителя, и пикового детектора и регистратора, снабжено схемой запрета, включенной между пиковым детектором и регистратором основного канала, первым дополнительным каналом,вы,олненным н виде соединенных последовательно с синхронизатором Формирователя строб-импульсов, врем ного селектора, соединенного вторым входом с усилителем, пикового детектора, соединенного вторым нходом с выходом Формирователя строб-импульсов основного канала, схемы ИЛИ, соединенной вторым входом с выходом пикового детектора основного канала, схемы запрета, соединенной вторым 65 входом с синхронизатором, счетчикаи регистратора, и нторым дополнительным каналом, выполненным в виде соединенных последовательно с синхронизатором формирователя строб-импульсов, временного селектора, соединенного вторым входом с усилителем ирегистратора, схема запрета основного канала соединена вторым входом свыходом временного селектора первогодополнительного канала, а второйвход пикового детектора основного канала соединен с выходом формирователя строб-импульсов того же канала,На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ультразвукового контроля листов; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний,излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4 н усилитель 5,основной измерительный канал б, выполненный н виде соединенных последовательно с синхронизаторОм 1 Формирователя 7 строб-импульсов, временногоселектора 8, соединенного вторымвходом с усИлителем 5, пикового детектора 9, соединенного с выходомвременного селектора 7, схемы 10запрета и регистратора 11, первый дополнительный канал 12, выполненный вниде соединенных последовательно ссинхронизатором 1 Формирователя 13строб-импульсов, временного селектора 14,. соединенного вторым входомс усилителем 5, пикового детектора15, соединенного ьторым входом с выходом Формирователя 7 строб-импульсон, схемы 1 б ИЛИ, соединенной вторымВходом с Выходом пикового детектора9, схемы 17 запрета, соединенной вторым входом с синхронизатором 1,счетчика 18 и регистратора 19, ивторого дополнительного канала 20,выполненного в виде соединенных последовательно с синхронизатором 1формирователя 21 строб-импульсов,Временного селектора 22, соединенноговторым входом с выходом усилителя 5и регистратора 23, а второй входсхемы 10 запрета соединен с выходомвременного селектора 14.Временные диграммы (Фиг. 2) содержат импульсы 24 синхронизатора 1; импульсы 25 с выхода усилителя 5; прошедший "теневой" сигнал 2 б, эхо-сигнал 27 от кромки листа, либо от других препятствий, расположенных в зоне от места ввода колебаний в лист до его противоположной кромки; импульсы 28 с выхода формирователя 7 строб- импульсов основного канала б; импульсы 29 с выхода формирователя 13 строб- импульсов перного дополнительногоканала 12; импульсы 30 с выхода формирователя 21 строб-импульсов второгодополнительного канала 20; теневойсигнал 31 с выхода временного селектора 8 основного канала б; импульсы 32 с выхода пикового детектора 10основного канала 6; эхо-сигнал 33 свыхода временного селектора 14 первого дополнительного канала 12; импульс 34 с выхода схемы 10 запретаосновного канала 6; импульсы 35 с 10выхода пикового детектора 15 первогоцополнительнОго канала 12; суммарныйсигнал 36 с выхода схемы 16 ИЛИ;сигнал 37 на выходе схемы 17 запретапервого дополнительного канала 12. 15Устройство работает следующимобразом.Импульсы 24 синхронизатора 1включают генератор 2 ультразвуковыхколебаний и Формирователи 7, 13, 21, 20строб-импульсов, Генератор вырабатывает электрические импульсы, которыеизлучающим преобразователем 3 преобразуются в акустические импульсы,вводимые в изделие 38 (лист). Излучающий и приемный преобразователи 3и 4 расположены симметрично относительно плоскости листа 38. Угол наклона преобразователей обеспечиваетвозбуждение и прием нормальной волны, З 0распространяющейся от зоны расположения преобразователей у кромки листа до противоположной кромки. В зонерасположения преобразователей возбуждается также объемная волна, т.е.создаются усилия для контроля кромкитеневым методом. Ввиду того, чтопреобразователи подобраны для эффективного возбуждения нормальных волн,объемная волна возбуждается не оптимальным образом, но ее интенсивностидостаточно для прозвучивания листовнебольшой толщины - до б мм,Приемный преобразователь 4 в различные моменты времени принимает колебания, непосредственно прошедшие 45от излучающего преобразователя 3через толщину листа 38 (прошедший"теневой" сигнал), колебания, прошедшие через всю ширину листа 38 и отразившиеся от его края (эхо-сигнал 50кромки), а также колебания, отрезанные от дефектов, расположенных междупреобразователями.и кромкой листаэхо-сигналы дефектов).Акустические колебания, принятыеприемным преобразователем 4, преобразуются им в электрические, усиливаются усилителем 5 и с его выхода ввиде импульсов 25 поступают на входывременных селекторов 8, 14, 22 (усилитель 5 может иметь несколько выходов с различными коэффициентами усиления, в этом случае каждый из выходов подключается к одному из временных селекторов 8, 14 или 22), на 65 другие входы которых поступают строб- импульсы 28-30 с выходов формирователей 7, 13, 21 строб-импульсов."Теневой" сигнал 31, выделенный временным селектором 8, и эхо-сигнал 33, отраженный от любого препятствия (дефект, кромка или другие неоднородности), выделенный временным селектором 14, поступают соответственно на заряд пиковых детекторов 9 и 15 основного и первого дополнительных каналов 6 и 12. Разряд пиковых детекторов 9 и 15 осуществляется передним Фронтом строб-импульсов 28. Сигнал 32 с выхода пикового детектора 9 основного канала б, соответствующий "теневому" сигналу 26, поступает на инверсный вход схемы 10 запрета, на неинверсный вход которой поступает сигнал 33. Импульс 34 на выходе схемы 10 запрета будет только в том случае, если при наличии сигнала 33 импульс 32 будет отсутствовать.Таким образом, если в листе 38 между преобразователями 3 и 4 появится дефект, например расслоение, то "теневой" сигнал не сможет пройти на приемный преобразователь 4, а эхо-сигнал, отраженный от препятствия ,кромки, дефекта и т,д.) будет принят этим преобразователем, если акустический контакт не нарушен, Импульс 34 включает регистратор 11, который фиксирует дефект по "тени", т.е. признаком дефекта по "тени" является отсутствие прошедшего "теневого" сигнала и наличие эхо-сигнала в первом дополнительном канале, Кроме того, импульс 32 с выхода пикового детектора 9 поступает на вход схемы 16 ИЛИ, на второй вход которой поступает импульс 35 с выхода пикового детектора 15, соответствующий эхо-сигналу, отраженному от кромки, либо другого препятствия, Суммарный сигнал Зб с выхода схемы 16 ИЛИ по" ступает на инверсный вход схемы 17 запрета, на неинверсный вход которой поступают импульсы 24 с выхода синхронизатора 1, Сигнал 37 на выходе схемы 17 запрета, соответствующий нарушению акустического контакта, будет только в том случае, если при наличии импульса 24 сигнал 36 отсутствует. Так как синхроимпульсы поступают регулярно, то сигнал 37 о нарушении акустического контакта формируется только тогда, когда отсутствуют как прошедший "теневойф сигнал, так и эхо-сигнал 27 в первом дополнительном канале, отраженный от препятствия. Сигнал 37 поступает на вход регистратора 19, который фиксирует потерю акустического контакта, через счетчик 18, последний вводится для того, чтобы регистратор 19 мог реагировать на потерю акустического1099272 г 1 37 Фиа 2 ВНИИПИ Заказ 4365/37 Тираж 823 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4/контакта как в одном такте, так и в нескольких подряд в зависимости от заданного коэффициента пересчета счетчика 18).Эхо-сигналы от дефектов, выделенные селектором 22 н фиксируемые регистратором 23, на временной диаграмме не показаны.Использование изобретения позволяет повысить достоверность контроля листов за счет введения первого дополнительного канала, позволяющегоразграничить ситуацию наличия дефекта от нарушения акустического контак.та. При этом одним акустическимблоком осуществляется контроль всейширины листа нормальными волнами иконтроль кромки теневым методом,т.е. достигается упрощение конструкции акустического блока.