Устройство для неразрушающего контроля объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 82 150 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ НИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ С 8 И ЬСТВ т Бюл. У 24й государственныйВ,И.Лениначук и Н,Н,Скриган(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГОКОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и можетнайти применение для обнаружения ираспознавания объектов, отличающихся по своим электрическим свойствамот окружающей среды, а также для об,801490 наружения внутренних неоднородностейдиэлектрических объектов (т.е. можеиспользоваться в качестве системэлектровидения). Целью изобретенияявляется повышение помехоустойчивости, Достижение цели обеспечиваетсяиспользованием в устройстве контураавтоматического регулирования усиления, образованного усилителем 19,сумматором 20, источником 2 электрического поля, системой приемных элементов 3, сумматором 16, режекторнымфильтром 17, фазовращателем 18 и детектором 21 и обеспечивающего оптимальную установку уровня сигнала,противофазного помехам, при которомдостигается минимальный средневзвешенный уровень помех на входе всехэлементов 3. 2 ил.149061 2 15 Изобретение относится к средствамнераэрушающего контроля, может найтиприменение для обнаружения и распознавания объектов, отличающихся посвоим электрическим свойствам от окружающей среды, а также для обнаружения внутренних неоднородностей диэлектрических объектов (т,е, можетиспользоваться в качестве систем 10электровидения) и является усовершенствованием устройства по авт.св.У 1436055,Цель изобретения - повышениепомехоустойчивости путем активнойкомпенсации помех в зоне приемныхэлементов,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу 20устройства,Устройство для неразрушающегоконтроля объектов содержит генератор 1 переменного тока, источник 2электрического поля, систему приемных элементов 3, полосовые фильтры4, коммутатор 5, причем каждый приемный элемент 3 системы подключен через соответствующий полосовой фильтр4 к входу коммутатора 5, последовательно соединенные первый детектор6, подключенный к выходу коммутатора 5, блок 7 выборки-хранения, первыйсумматор 8 и индикатор 9, последовательно соединенные задающий генератор 1 О.и счетчик 11, первый и второйцифроаналоговые преобразователи 12и 13, входы которых, а также управляющие входы коммутатора 5 подключены к выходам счетчика 11, генератор 4014 линейно изменяющегося напряженияи второй сумматор 15, включенный между вторым цифроаналоговь 1 М преобразователем 13 и вторым входом индикатора 9, Выход задающего генератора 4510 подключен к второму входу блока 7выборки-хранения и к входу генератора 14, выход которого соединен свторым входом второго сумматора 15.Устройство содержит также последовательно соединенные третий сумматор16, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов 3,режекторный фильтр 17, фазовращатель 18, усилитель 19 с регулируеиым коэффициентом усиления и четвертый сумматор 20, к второму входу которого подключен генератор 1, а еговыход соединен с источником 2 электрич еск ог о поля, и в торой детек тор21, включенный между выходом режекторного фильтра 27 и вторым входомусилителя 19,Устройство работает следующим образом,Источник 2 электрического поляпод воздействием генератора 1 создает в зоне контроля переменное электрическое поле, напряженность которого в каждой точке пространства изменяется по заданному закону, в частности как гармоническая функция времени с частотой, равной частоте сигнала генератора 1. Система приемныхэлементов 3 преобразует величинунапряженности поля в точках пространства, соответствующих местам установки отдельных приемных элементов 3 вэлектрические сигналы. При этом вкаждой точке пр странства, соответствующей точке установки приемногоэлемента 3 Р(где- номер эле 1мента в строке;- номер элемента3 в столбце матрицы приемных элементов 3), с выхода приемного элементаполучаем электрический сигналЯ (С) = а соз(ЯС +Ч ) ++ К (С),где а - амплитуда полезного элект 11рического сигнала на выходе элемента 3 РУ(С) - помехи создаваемые внен 119ними источниками;Ы - частота сигнала генератора 1;1 - фазовый сдвиг, вносимыйисточником 2 электрического поля и системой приемных элементов 3.К выходу каждого приемного элемента 3 системы подключен полосовой фильтр 4, настроенный на частоту О сигнала генератора 1. Таким образом, на выходе полосовых фильтров 4 имеем гармонические сигналы с частотой, равной частоте сигнала генератора 1, и амплитудой а ", пропорциональной11 Фнапряженности поля, создаваемого источником 2 в окрестности соответствующих приемных элементов 3, т.е.Б (С) = а; сов(Ю +1 ),а сигнал помехи д (С) подавляетсяв фильтре 4. Выходные сигналы фильт 1490612рон 4 периодически опрашиваются коммутатором 5, причем номер опрашиваемого приемного элемента 3 из системы задается двоичным кодом на выходах счетчика 11, Во время опроса очередного приемного элемента 3 выход соответствующего полосового Фильтра 4 подключается коммутатором 5 к входу детектора 6, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное амплитуде выходного сигнала Фильтра 4, которое поступает на входы цифроаналоговых преобразователей 12 и 13, Выходные сигналы приемных элементов 3 поступают также на входы сумматора 16, ца выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный сумме выходных сигналов всех приемных элементов 3+ р; (С)где К ( 1 - коэффициент передачисумматора 16.Сигнал 9(С) поступает на вход режекторного Фильтра 17, который настроен на частоту Ы сигнала генератора 1. С выхода Фильтра 17 получаем сигналя (С) = К . г,; (С),который представляет собой средневзвешенную сумму всех помех на входеустройства, На выходе детектора 21Формируется напряжение, пропорциональное среднему уровню сигналад(С) на выходе Фильтра 17, Крометого, сигнал о(С) через фазонращатель 18 и усилитель 19 поступаетна вход сумматора 20, причем величина фазового сдвига Фазовращателяь /18 выбирается так, что сигнал 9 (С),Формируемый на его выходе и передаваемый на вход источника 2 электрического поля, находится н противофазе с сигналом внешних помех на входах приемных элементов 3 устройства.Контур автоматической регулировкиусиления, образованной усилителем19, сумматором 20, источником 2электрического поля, системой приемных элементов 3, сумматором 16,фильтром 17 и детектором 21, обеспечиваетоптимальную установку уровня сигнала, протинофазного помехам, при котором обеспечивается минимальноетемы,На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняюние работу регистрирующего устройстна на примере, когда система приемных элементов 3представляет собой матрицу размером4 х 4. Выходной сигнал задающего генератора 10 (фиг.2 а) поступает на входсчетчика 11, формируя номер очередного опрашиваемого приемного элемента 3 системы. С приходом очередногоимпульса генератора 1 О значение двоичного кода на выходах счетчика 11увеличивается на единицу. Когда опрошены все элементы 3 системы, счет"чик 11 сбрасывается в исходное состояние и опрос начинается сначала,На чертеже Фиг,2 б представлена диаграмма изменения напряжения на выходедетектора 6 в процессе опроса приемных элементов 3, В момент приходаочередного импульса генератора 10это напряжение запоминается блоком7 выборки-хранения (Фиг,2 в),Выходыстарших разрядов счетчика 11 (длярассматриваемого примера это двастарших разряда из четырех) поступают на входы цифроаналогового преобразователя 12, формируя на выходепоследнего напряжение, пропорциональное номеру просматриваемой строки вматрице приемных элементов 3 системы(фиг,2 д). Это напряжение складывается в сумматоре 8 с выходным напряжением блока 7 и поступает на первыйвход индикатора 9. Выходы младшихразрядов счетчика 11 (для рассматриваемого примера это дна младших разряда из четырех) поступают на входы цифроаналогового преобразователя 13, Формируя напряжение, пропорциональное номеру приемного элемента в строке системы элементов 3(Фиг2 г), Это напряжение складынается в сумматоре 15 с выходным напряжением генератора 14 линейно изменяющегося напряжения, Запуск генератора 14 осуществляется по сигналугенератора 1 О, а пиковое значениеамплитуды его выходного сигнала выбирается равным кванту выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 13 (Фиг,2 ж). таким образом, навыходе сумматора 15 имеем сигнал,представляющий собой пилообразнуюфункцию времени (фиг.2 з). 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 средневзвешенное значение уровня помех на входе всех элементон 3 сис1490612 Фие Сос тави тель И . Р екуновРедактор С,Лисина Техред М,яндык Корректор М.Максимишинец 3749/52 Тираж 789 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 ри ГКНТ СССР роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 Совокупность выходных сигналов сумматоров 8 и 15 обеспечивает Формирование на индикаторе 9 изображения объекта 22, полученного разверткой по строкам системы приемных элементов 3 со ступенчатой интерполяцией сигнала в пределах строки. Однако изображение объекта 22 Формируется только в том случае, если электри О ческие характеристики объекта 22 отличаются от характеристик среды,т.е.устройство может быть использовано для обнаружения неоднородностей в сплощных средах, поиска объектов в 15 оптически непрозрачных средах. Если имеется эталонный образ (иэображение) какого-либо класса объектов 22, то предлагаемое устройство может быть использовано для контроля отклонений 20 параметров исследуемого объекта (геометрических и Физических) от эталонного,ФормулаизобретенияУстройство для неразрущающегоконтроля объектов по авт,св,Ф 1436055, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, оно снабжено последовательно соединенными третьим сумматором, входы которого подключены квыходам соответствующих приемных элементов, режекторным Фильтром, фазовращателем и усилителем с регулируемым коэФФициентом усиления, четвертымсумматором и включенным между выходомрежекторного Фильтра и вторым входомусилителя с регулируемым коэФФициентом усиления вторым детектором, агенератор переменного тока подключенк источнику электрического поля через четвертый сумматор, второй входкоторого подключен к выходу усилителя с регулируемым коэФФициентом усиления,