Ультразвуковой дефектоскоп

(51)4 С 01 Н 29/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский электротехнический институт им, В.И, Ульянова(56) Авторское свидетельство СССРВ 024828, кл. С О 1 Я 29/04, 1982.(57) Изобретение относится к областинеразрушающего контроля и испытания материалов ультразвуковым методом и может быть использовано для контроляизделий в металлургической имашиностроительной промышленности. Целью иэоб ре тения являе тся повьппение достоверности контроля изделий большой толщины и сбольшим поглощениемзвука засчет компенсациидифракционных потерь.Данная компенсация происходит в сумматоре 5 при подаче на его третийвход сигнала генератора пилообразного напряжения, прошедшего через масштабный усилитель 13 переменного токаи дополнительный логарифмический усилитель 14. Величина этого сигналапропорциональна дифракционным поте"рям, Сигнал с выхода сумматора 5 пропорционален величине амплитуды отраженных эхо-импульсов от дна и дефек-та исследуемого изделия и не зависитот его размеров и коэффициента поглощения звука. 2 ил.Изобретение относится к областинеразрушающих испытаний ультразвуковым методом, может быть использованодля контроля иэделий в металлургичес 5кой, машиностроительной и других отраслях промышленности и являетсяусовершенствованием изобретения поосновному авт. св. Р 1024828.Целью изобретения является повыше Оние достоверности контроля изделийбольшой толщины и с большим поглощением звука за счет компенсации дифракционных потерь.На фиг.1 представлена структурная 15схема дефектоскопа; на фиг. 2 - временные диаграммы.Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 высокочастотных импульсов, ультразвуковой преобразователь 3, логарифмический усилитель 4 с детектором, сумматор 5,пиковый детектор 6, коммутатор 7,.параллельно соединенные два блока 8 25и 9 памяти, компаратор 1 О и блок 11анализа. Вторые входы пикового детектора 6, коммутатора 7 и блока 11 анализа соединены с вторым и третьим выходами синхронизатора 1. Дефектоскоп 30,также содержит последовательно соединенные генератор 12 пилообразного напряжения, масштабный усилитель13 переменного тока и дополнительныйлогарифмический усилитель 14, причемвход генератора 12 пилообразного напряжения соединен с первым выходомсинхронизатора 1, а выходы генератора 12 пилообразного напряжения и логарифмического усилителя 14 подключены к второму и третьему входам сумматора 5,Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образомСинхронизатор 1 вырабатывает тактовые импульсы с определенной частотой следования (фиг.2 а), которыезапускают генератор 2 высокой частоты. Высокочастотные импульсы, вырабатываемые генератором 2 (фиг.2 б), воз- .10буждают ультразвуковой преобразователь 3, который связан с контролируемым изделием (не показано) и возбуждает в нем ультразвуковой импульс.Отраженные от. дефекта и дна изделия55ультразвуковые колебания воспринимают тем же преобразователем 3 в совмещенном режиме (или другим - раздельном режиме), преобразуются в электрические колебания и поступаютна вход логарифмического усилителя 4(фиг.2 в). Амплитуда напряжения на выходе логарифмического усилителя 4Ц зависит от амплитуды напряжениялогна его входе по закону 11=11 п Ув,где Е - коэффициент пропорцйональности; 11 - напряжение на преобразователе 3.С выхода логарифмического усилителя 4 сигналы поступают на первыйвход сумматора 5.Амплитуда напряжения на преобразователе 3 зависит от амплитуды принятого ультразвукового импульса А следующим образом: О =Х,7 А, где ,коэффициент электромеханическогопреобразования при приеме;- коэффициент акустической связи, учитывающий качество акустического контакта.Глубина залегания дефекта Ь и толщина изделия Н связаны с временемраспространенияи 1 ультразвукового импульса зависимостямиЬ: .,У и Н.2 2где С - скорость ультразвука в материале иэделия,а амплитуда возбужденного в изделииультразвукового импульса А равнаА=1 П где Б - амплитуда электрического напряжения, вырабатываемого генератором 2 высокочастотныхимпульсов (фиг,2 б); 3 - коэффициентэлектромеханического преобразованияпри излучении,Одновременно с генератором 2 синхронизатор 1 запускает генератор 12пилообразного напряжения, которыйформирует линейно убывающее во време-.ни напряжение компенсации поглощениязвука в материале изделия (фнг.2 г)Б=00 в ,Ю, где 0 - постоянная составляющая; о - коэффициент пропорциональности. Постоянная составляющая Б этого напряжения определяется масштабным усилителем 13 переменного тока, а переменная составляющая изменяется до требуемой величины и подается в логарифмический усилитель 14. В результате формируется напряжение компенсации дифракционных потерь (фиг,2 д) 11= = 1 пС. Оба напряжения компенсации, сумма которых показана на фиг,2 е, поступают на второй и третий входы сумматора 5.14568В результате напряжение на выходесумматора 5 оказывается равнымБ =1 с 1 пуБ - " --1 с 1 пе-.йС й+Е+2 БКЕ " 3 С,+1 п 1-0. Устанавливая с помощью органов регулировки=к и ы,=ОС можно обеспе-чить независимость результатов конт роля от глубины залегания дефектов.При этом0=1 с 1 с Б,СНапряжение с выхода сумматора 5 В поступает на вход пикового детектора ,6, который формирует постоянное напряжение, пропорциональное только положительным значениям напряжения. Изменяя величину напряжения 0 , можно 20 изменять тем самым и чувствительность контроля.Пиковый детектор 6 и коммутатор 7 управляются стробирующими импульсами (фиг.2 ж,и,з), которые вырабатываются 25 синхронизатором 1В отсутствии стробирующих импульсов блоки 8 и 9 памяти отключены от выхода пикового детектора 6 и хранят содержащуюся в них информацию; пико- ЗО вый детектор 6 находится в состоянии "Сброс". При подаче строба дефекта (фиг.2 ж) иэ синхронизатора 1 пиковый детектор 6 включается в рабочий режим, и его выход через коммутатор 7 подключается к блоку 8 памяти, в котором запоминается максимальное значение импульса, отраженного от дефекта (фиг.2 и), В паузе между стробом дефекта (фиг.2 ж) и стробом дон ного (фиг.2 з) импульса пиковый детектор 6 возвращается в состояние "Сброс", а стробом донного импульса 74 4(фиг2 з) подключается к блоку 8 памяти, в котором запоминается максимально е значение эхо-импульса о т дна изделия (фиг.2 к).Напряжение выходов блоков 8 и 9 памяти поступает на входы компаратора 1 О, который находит разность этих напряжений (фиг,2 л) и подает ее на вход блока 11 анализа. На второй вход этого блока подается пороговое напряжение.Если дефект мал или отсутствует, то разность напряжений на выходе компаратора 10 велика, и на выходе блока 11 анализа сигнал принимает " значение "О", что является признаком отсутствия дефекта. Если дефект значительный, то разность напряжений на выходе компаратора мала, и на выходе блока 11 анализа сигнал принимает значение "1", что является признаком наличия дефекта.Предлагаемый ультразвуковой дефектоскоп обеспечивает независимость результатов контроля как от глубины залегания дефектов, так и от качества акустического контакта.Формула и э о б р е т е н и яУльтразвуковой дефектоскоп по авт, св. У 1024828, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными масштабным усилителем переменного тока, входом подключенным к выходу ге- . нератора пилообразного напряжения, и дополнительным логарифмическим усилителем, выходом подключенным к третьему входу сумматора.1456874 иг Составитель Б. ШустрБугренкова Техред М.Ходанич орректор Л, Пата т акаэ 7 ВНИИПИ водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн 43 Тираж дарственного комите113035, Москва 8 Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС Ж, Раушская наб., д, 4/5