Ультразвуковой дефектоскоп

,вЯ А 1 4906 1)4 С 01 И 29/О ЕЕР 1" Ы 3ГАТБ,. . ь:.",сЯ Г НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ью изоепер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР ВТОРСНОЮЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработкенеразрушающих методов и средств контроля качества материалов(56) Авторское свидетельство СССРВ 542135, кл. С 01 И 29/04, 1974.(57) Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля качества материалов и может быть использовано в эхоимпульсной ультразвуковой дефектоспокии. Цел Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля качества материалов и может быть использовано в эхоимпульсной ультразвуковой дефектоскопии труб.Цель изобретения - повьппение достоверности контроля за счет различе ния наружных и внутренних дефектов в тонкостенных трубах.На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.На фиг.1 последовательно соединены генератор-синхронизатор 1, пьезопреобразователь 2, усилитель 3, первый селектор-формирователь 4, вым входом соединенный с первым входом второго селектора в формировате 5, пиковый детектор 6, аналого-цифбретения является повьппение достоверности контроля за счет различения наружных и внутренних дефектов в телескопических трубах. Принятые эхосигналы от сканируемой контролируемой трубы поступают в два селектора-формирователя 4 и 5, настроенных по эталонной трубе. Если возникает сигнал дефекта на наружной поверхности, то величина этого сигнала записывается в регистр 8 с различителем в цифровом коде, вырабатываемым логическими схемами И 9 и НЕ 10. Если дефект на внутренней поверхности, то его величина и код внутреннего дефекта записываются также вфЭ этот регистр 8. Элемент 11 задержки управляет записью в регистр 8, 2 ил. ровой преобразователь (АЦП) 7 и ргистр 8, Второй выход генераторасинхронизатора 1 соединен с вторымивходами первого селектора-формирователя 4, второго селектора-формирователя 5 и с вторым входом схемы И 9,первый вход которой соединен с выходом первого селектора-формирователя4.Выход логической схемы И 9 соеди нен с входом логической схемы НЕ 10выходом соединенной с входом элемента 11 задержки и вторым входом регистра 8. Выход второго селектораформирователя 5 соединен с 8-входомКБ-триггера 12, выход которого соединен с третьим входом регистра 8.Выход элемента 11 задержки соединен с К-входом Ю-триггеры 12, вторым входом пикового детектора 6 ивторым входом АЦП 7.Кроме этого, на Фиг.1 схематично показан акустический тракт для случая выявления дефектов в виде продольных рисок на внутренней поверхности (.Ь) и на наружной поверхности (8,Ь) трубы 13. Прозвучиваемый участок стенки трубы 13, используемый для выявления дефектов, показан в виде заштрихованной области сечения трубы.На фиг.2 в виде ряда последовательных временных диаграмм показан процесс выявления дефектов (каждая диаграмма изображает импульсы в течение одного периода синхросигнала Т): а - соответствует случаю выявления наружного дефекта (д.Ь); б - внутреннего дефекта (8.Ь).Диаграмма 14: ОС - основной строб, формируемый первым селектором-формирователем 4; СР - строб-различи- тель, формируемый вторым селектором-формирователем 5; с - время задержки стробов относительно переднего фронта синхроимпульса, "8,Ь- сигнал" - эхосигнал от дефекта в виде продольной риски на наружной поверхности трубы. Диаграммы 15, 16, 71, 18 аналогичны диаграмме 14, но при относительном смещении я.Ь в пределах прозвучиваемого участка сечения трубы (фиг.1) .Диаграмма 19 (фиг.2,б): ".-Ь-сигнал" - эхосигнал от дефекта в виде продольной риски на внутренней поверхности трубы; 20, 21 и 22 - то же, что и 19, но при относительном смещении дефекта .Ь в пределах прозвучиваемого участка сечения трубы. Одной пунктирной линией отмечен момент полного исчезновения "д.Ь-сигнала", а другой линией отмечен момент полного исчезновения "8.Ь-сигнала". Время между этими моментами обозначеноУстройство работает следующим образом.Импульсный пучок ультразвука, излучаемый пьезопреобраэователем 2, падает на наружную поверхность трубы под некоторым углом так, что эхосигнал от этой поверхности не принимается. При этом пьезопреобразователь 2 вращается вокруг трубы 13 с частотой Я (на Фиг, направление вращения показано стрелкой с обозначением й ). Когда дефект 8.Ь входит в прозвучиваемый участок стенки трубы (нафиг. 1 этот участок заштрихован),т. е.дефект я.Ь попадает в зону стробаОС (фиг.2 а, диаграмма 14), на выходепервого селектора-формирователя 4появляется ".Ь-сигнал". На первыйвход первого селектора-формирователя 4 и на первый вход второго селектора-формирователя 5 эхосигналыпоступают с выхода усилителя 3.При смещении дефекта к.Ь в пределах прозвучиваемого участка стенки трубы 13 имеет место смещение момента появления ".Ь-сигнала" относительно переднего фронта строба ОС.Этот процесс смещения показан нафиг2 а в виде ряда последовательных диаграмм 14-18.В случае, когда дефект 8.Ь проходит прозвучиваемый участок сечения трубы, на выходе первого селектора 5 также, появляется серия ",Ь сигналов" (фиг,2 б, диаграммы 19-22).Кроме основного строба ОС, формируемого первым селектором-формирователем 4, имеется строб-различитель СР, формируемый вторым селектором-формирователем 5. При этом пе-,редние фронты стробов совпадают изадержаны на время й относительнопереднего фронта синхроимпульса.Длительность строба ОС и стробаСР устанавливается оператором. При 35 этом строб ОС определяет величину полезно используемого прозвучиваемого участка стенки трубы, а строб СРустанавливается оператором так, чтобы в него при перемещении пьезопреобразоателя 2 вокруг трубы обяза"тельно попадал ЯеЬ сигнал до момента его полного исчезновения (этотмомент на фиг.2 отмечен пунктирнойлинией), но не попадал "ф.Ь-сигнал"(момент исчезновения "8.Ь-сигнала"показан пунктирной линией) .Возможность такой настройки обу"словлена тем, что между моментомполного исчезновения ".Ь-сигнала" 50 и моментом полного исчезновения ""8.Ь-сигнала" имеется промежутоквремени в , пропорциональный величине 2 Б/С,где 8 - толщина стенкитрубы, С - скорость сдвиговой вол ны в металле стенки трубы. Если выявляется дефект в.Ь, то на выходе селектора-Формирователя 4 появляется полная серия "8.Ь-сигналов",490630 1 О 15 5 1 а на выходе второго селектора-форьярователя 5 появляются только некоторые "8.Ь-сигналы", поступающие на Б-вход КБ-триггера 12 и обеспечивающие установку " 1" на его выходе и, следовательно, установку специального разряда регистра 8 (третий вход регистра 8) . Полная серия "8.Ь-сигналов" поступает на вход пикового детектора 6, на выходе которого формируется напряжение, равное амплитуде огибающей амплитуд этой серии. С помощью АЦП 7 амплитуда огибающей преобразуется в двоичный цифровой код, поступающий на первый вход регистра 8.Кроме этого, "8.Ь-сигналы" с выхода первого селектора-формирователя 4 поступают на первый вход схе мы 9, на второй вход которой поступают синхроимпульсы с второго выхода генератора-синхронизатора 1. При несовпадении "8.Ь-сигнала" и синхро.импульса, т.е. когда дефект я.Ь вышел из зоны контроля, на выходе схемы 9 формируется ",0", который логической схемой НЕ 10 преобразуется в "1", поступающую на вход элемента 11 задержки и в качестве сигнала "Запись" на второй вход регистра 8. С выхода блока эадерлцси "1" в качестве сигнала "Сброс", поступает на К-вход КБ-триггера 12 и на второй вход АЦП 7. Величина эадеркки определяется временем, необходимым для записи данных регистром 8. Таким образом, в регистре 8 оказывается записанной амплитуда огибающей, а в специальный разряд-различитель установлена "1", показывающая, что выявлен дефект я.Ь.Если выявляется дефект я.Ь, то на выходе первого селектора-формирователя 4 также появляется полная серия "8.Ь-сигналов", однако на выходе второго селектора-форьврователя 5 не появляются "8.Ь-сигналы" и, следовательно, не срабатывает КЗ- триггер 12, т.е. в разряде-различи- теле регистра 8 сохраняется "0", показывающий, что выявлен дефект я.Ь. Слова с выхода регистра 8 посту 20 25 30 35 40 45 50 пают на ЭВИ сдя накопления, оГработки и регистрации.Амплитуда огибающей амплитуд 8.Ь-сигналов" запоминается пиковым детектором 6, преобразуется в двоичный цифровой код АЦП 7 и записывается в регистр 8 также, как и в случае выявления дефекта 8.Ь. Использо- вание второго строба малой длительности, соизмеримого с временем прохождения волны в стенке трубы по толщине, позволяет различить выявленные дефекты на внутренние и наружные, т,е. повысить достоверность контроля. Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп, содерлащий последовательно соединенные генератор-синхронизатор и пьеэопреобразователь, последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к выходу пьеэопреобразователя, первый селектор-формирователь, второй вход которого связан с выходом генератора-синхронизатора, схему И и схему НЕ, второй селектор- формирователь, вход которого связан с выходом генератора-синхронизатора, и элемент задержки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности,он снабжен последовательно соединеннюею пиковым детектором, вход которого подключен к выходу первого селектора-формирователя, аналого-цифровым преобразователем и регистром и КБ-триггером, Я-вход которого подключен к выходу второго селектора-формирователя, соединенного вторым входом с выходом усилителя, выход схемы НЕ подключен к второму входу аналогоцифрового преобразователя и входу элемента задержки, выход которого связан с К-входом КЬ-триггера и управляющими входами пикового детектора и аналого-цифрового преобразователя, выход КБ-триггера подключен к третьему входу регистра, а выход генератора-синхрониэатора соединен с вторым входом схемы И.1490630 Составитель Л.КондрыкинскаяМ.Андрушенко Техред М,Ходанич Корре Максимищинец Тираж 789 Подписи каз 3750/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужго 101 Проиэводственно-и л. Гага ИИПИ Государственн 1130комитета по Москва, Жбретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5