Способ ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций и устройство для его осуществления

)5 6 01 й 29/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ельство ССС29/04, 1975, ельство ССС29/04, 1980. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ТРЕХСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области аку стических методов неразрушающего конт роля. Целью изобретения является повышение достоверности определения1633354 глубины залегания дефектов в конструкциях переменной толщины благодаря измерению толщины конструкции в зоне прозвучивания и учету измеренной толщины при стробировании прошедших через конструкцию импульсов ультразвуковых (УЗ) колебаний, Излучающие преобразователи 3, 4 и приемные преобразователи 5, 6 устанавливают на фиксированном расстоянии один от другого по разные стороны конструкции 43 так, что пары преобразователей 3 - 5 и 4 - 6 акустически соосны, Синхронизатор 1 возбуждает генератор 2 УЗ-импульсов и генераторы 11 и 10 строб - импульсов дешифратора 9. Под действием генератора 2 преобразователи 3 и 4 излучают импульсы УЗ-колебаний в конструкцию 43, которые, пройдя через нее, поступают на преобразователи 5 Изобретение относится к области акустических методов нераэрушающего контроля и может быть использовано при теневой ультразвуковой(УЗ) дефектоскопии трехслойных конструкций.Цель изобретения - повышение достоверности определения глубины залегания дефектов в конструкциях переменной толщины путем исключения ошибок при определении стороны залегания дефекта между слоями конструкции переменной толщины следствие измерения толщины конструкции в зоне прозвучивания и учета измеренной толщины при стробировании прошедших через конструкцию импульсов УЗ-колебаний,На чертеже представлена блок-схема устройства для УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций.Устройство для УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и генератор 2 УЗ - импульсов, Устройство также содержит пару излучающих преобразователей 3 и 4, пару приемных преобразователей 5 и 6, пару усилителей 7 и 8 и четырехканальный дешифратор 9 с двумя управляемыми генераторами 10 и 11 строб- импульсов. Кроме того, устройство содержит датчик 12 толщины, соединенный с его выходом формирователь 13 управляющих сигналов и регистратор 14, входы которого соединены с выходами дешифратора 9. Акустические оси преобразователей 3 и 4 параллельны, а преобразователи 3, 5 и 4, 6 установлены акустически соосно. Входы преобразователей 3 и 4 соединены с выхо 5 10 15 20 25 30 35 и 6. Одновременно датчик 12 измеряет толщину конструкции 43 в зоне контроля и через формирователь 13 управляет местоположением строб - импульсов, вырабатываемых управляемыми генераторами 11 и 10. Регулируемое положение непересекающихся строб-импульсов позволяет отдельно фиксировать дешифратором 9 для каждого преобразователя 5 и 6 принятые импульсы прямого прохождения от соответствующего соосного преобразователя 3 и 4 и импульсы перекрестного прохождения от несоосного преобразователя 4 и 3. Измеряют дешифратором 9 амплитуду принятых зафиксированных импульсов, по ней с помощью регистратора 19 определяют наличие и местоположение дефекта. 2 с. и. ф - лы, 1 ил. дом генератора 2, а выходы преобразователей 5 и 6 - с входами усилителей 7 и 8 соответственно. Каналы дешифратора 9 включают последовательно соединенные схему совпадений, обозначенную для каналов с первого по четвертый позициями 15 - 18 соответственно, пороговую схему 19 - 22, одновибраторы 23 - 26 и триггеры 27 - 30, В регистратор 14 входят пять схем И 31 - 35, две схемы ИЛИ 36 и 37, два триггера 38 и 39, два индикатора 40 и 41 и схема 42 задержки, Позицией 43 на чертеже обозначена контролируемая конструкция. Входы схем 15 и 16 совпадений дешифратора 9 соединены с выходом усилителя 7, а входы схем 17 и 18 совпадений дешифратора 9 - с выходом усилителя 8. Основные входы генераторов 10 и 11 дешифратора 9 соединены с выходом синхронизатора 1, а их управляющие входы - с выходом формирователя 13.Способ УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций осуществляется следующим образом,На контролируемой конструкции устанавливают две пары акустически соосных излучающих и приемных преобразователей так, что излучающие и приемные преобразователи располагаются на противоположных сторонах конструкции на фиксированном расстоянии один от другого, Соответствующими преобразователями излучают и принимают импульсы УЗ - колебаний и сканируют ними конструкцию, В ходе сканирования в зоне прозвучивания преобразователями измеряют толщину конструкции и фиксируют принятые импульсы колебаний в двух непересекающихся интервалах вре 16333545 10 50 55 мени, положение которых соответствует прямому и перекрестному прохождению импульсов УЗ-колебаний в конструкции и измеренной ее толщине. Амплитуду зафиксированных принятых импульсов колебаний измеряют и с ее помощью определяют наличие и местоположение дефекта,По оазные стороны контролируемой трехслойной конструкции 43 устанавливают две пары соосных УЗ-преобразователей 3, 5 и 4, 6 таким образом, чтобы излучающие преобразователи 3 и 4 находились по одну сторону конструкции 43, а приемные преобразователи 5 и 6 - по другую сторону. Установленные преобразователи 3 - 6 жестко закрепляются на фиксированных расстояниях один от другого таким образом, чтобы в процессе сканирования их взаимное расположение не менялось, В месте расположения преобразователей 3 - 6 устанавливают датчик 12 толщины, в качестве которого могут быть использованы, например, потенциометрические датчики, датчик альбедного гамматолщиномера АГАТ - 1, датчик вихретокового толщиномера 54-362, используемый совместно с электропроводящей металлической подложкой, или датчик электромагнитного толщиномера ЭМТ - 4,Датчик 12 толщины может быть установлен в непосредственной близости от одного из преобразователей 3 - 6 в направлении сканирования, Синхронизатор 1 запускает генераторы 1 О и 11 строб - импульсов дешифратора 9, выполненные, например, в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения, компаратора и одновибратора, причем основным входом в этом случае является вход генератора пилообразного напряжения, а управляющим входом - второй вход компаратора, Синхронизатор 1 запускает также генератор 2, который возбуждает УЗ-преобразователи 3 и 4. Последние излучают в конструкцию 43 импульсы УЗ - колебаний. Прошедшие через конструкцию 43 импульсы УЗ-колебаний принимаются преобразователями 5 и 6, преобразуются ими в электрические сигналы, усиливаются усилителями 7 и 8 и поступают на первые входы схем 15 - 18 совпадений дешифратора 9, на вторые входы которых поступают стробирующие импульсы генераторов 10 и 11,Сигнал, пропорциональный толщине конструкции 43, с выхода датчика 12 поступает на вход формирователя 13, выполняемого, например, для сигнала переменного напряжения (датчик вихретокового толщи- номера или электромагнитного толщиномера) в виде последовательно соединенного детектора и согласующих каскадов или для 15 20 25 30 35 40 45 сигнала постоянного напряжения (потенциометрический датчик или датчик альбедного гамма-толщиномера) в виде только согласующих каскадов. Формирователь 13 обеспечивает получение на выходе электрического сигнала, амплитуда которого пропорциональна толщине конструкции 43 в зоне контроля. С выхода формирователя 13 управляющие сигналы поступают на соответствующие входы генераторов 10 и 11. С помощью этих сигналов при изменении толщины конструкции 43 осуществляется соответствующий временной сдвиг строб - импульсов на выходах генераторов 10 и 11.Схемы 15 - 18 совпадения пропускают сигналы, поступающие на их первые входы с усилителей 7 и 8 при поступлении на их вторые входы стробирующих импульсов с выходов генераторов 10 и 11, При отсутствии стробирующих импульсов на вторых входах схем 15 - 18 на их выходах устанавливается сигнал с нулевой амплитудой, Сигналы с выходов схем 15 - 18 поступают на пороговые схемы 19 - 22, где осуществляется их сравнение с пороговыми уровнями сигналов. При превышении сигнала на входе порогового уровня на выходе схемы 19 - 21 или 22 формируется сигнал логического нуля, в противном случае - сигнал логической единицы. Сигналы с выходов пороговых схем 19 - 22 поступают на одновибраторы 23 - 26, которые при переходе логической единицы в логический нуль формируют на выходе импульс положительной полярности длительностью, равной длительности стробирующих импульсов, На первые входы триггеров 27 - 30 поступают сигналы с одновибраторов 23 - 26, а на вторые входы - стробирующие импульсы генераторов 10 и 11.Триггеры 27 - 30 при переходе сигнала на втором входе из логического нуля в логическую единицу обеспечивают запись и хранение логического сигнала, поступающего на их первый вход. Сигналы с выхода триггера 28 поступают одновременно на первые входы схем И 31,35 схемы 42 задержки и вторые входы схем И 32 и 34. Сигнал с первого выхода триггера 27 поступает одновременно на вторые входы схем И 33 и 35. Сигнал с второго инверсного выхода триггера 27 поступает на второй вход схемы И 31, Сигнал с инверсного выхода триггера 29 поступает на третьи входы схем И 31 - 35, Сигнал с первого выхода триггера 30 поступает одновременно на четвертые входы схем 31 и 35. Сигнал с второго инверсного выхода триггера 30 регистратора 14 поступает на четвертый вход схемы И 33. При этом при обнаружении дефекта парой соосно уста 16333545 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 новленных преобразователей 3 и 5 в случае его нахождения со стороны излучающего преобразователя 3 на выходе схемы И 31 формируется сигнал логической единицы, а на выходах схем И 33 и 35 формируется сигнал логического нуля. В случае нахождения дефекта со стороны приемного преобразователя 5 на выходе схемы И ЗЗ формируется сигнал логической единицы, а на выходах схем И 31 и 35 формируется сигнал логического нуля.В случае нахождения дефекта как со стороны излучающего преобразователя 3, так и со стороны приемного преобразователя 5 на выходе схемы И 35 формируется сигнал логической единицы, а на выходах схем И 31 и 33 формируется сигнал логического нуля. Сигналы с выходов схем И 31 - 35 через схемы ИЛИ 36 и 37 поступают на первые входы триггеров 38 и 39, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода схемы 42 задержки, которая обеспечивает задержку сигнала, поступающего на ее вход на время срабатывания схем И 31 - 35 и схем ИЛИ 36 и 37. При изменении сигнала на втором входе триггеров 38 и 39 из логического нуля в логическую единицу триггеры 38 и 39 обеспечивают запись и хранение логических сигналов, поступающих на их первые входы. С выходов триггеров 38 и 39 сигналы через схемы И 32 и 34 поступают на входы индикаторов 40 и 41, которые обеспечивают индикацию наличия и стороны залега ния дефекта между слоями контролируемой трехслойной конструкции 43,Управление датчиком 12 толщины конструкции 43 генераторами 10 и 11 позволяет получить в ходе контроля не совпадающие во времени стробируемые диапазоны фиксирования прямого и перекрестного прохождения УЗ - импульсов, т. е. фиксирование сигнала, прошедшего от преобразователя 3 к преобразователю 5, а также от преобразователя 4 к преобразователю 6 одним строб - импульсом и фиксирование сигнала, прошедшего от преобразователя 3 к преобразователю 6, а также от преобразователя 4 к преобразователю 5 другим строб-импульсом при любой изменяющейся толщине конструкции 43, что исключает ошибки при определении стороны залегания дефекта между слоями конструкции 43 переменной толщины.Формула изобретения 1. Способ ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций, заключающийся в том, что устанавливают на контролируемой конструкции две пары акустически соосных излучающих и приемных преобразователей так, что излучающие и приемные преобразователи располагаются на противоположных сторонах конструкции на фиксированном расстоянии один от другого, излучают и поринимают соответствующими преобразователями импульсы ультразвуковых колебаний, сканируют преобразователями конструкцию, измеряют амплитуду принятых импульсов колебаний в двух интервалах времени и с ее помощью определяют наличие и местоположение дефекта, отличающийся тем,что,сцелью повышения достоверности определения глубины залегания дефектов в конструкциях переменной толщины, в ходе сканирования дополнительно измеряют толщину конструкции в зоне прозвучивания преобразователями, по измеренной толщине определяют два непересекающихся интервала времени, соответствующих прямому и перекрестному прохождению импульсов ультразвуковых колебаний в конструкции, а определение наличия и местоположения дефекта определяют по амплитуде принятых импульсов колебаний, измеренных в двух определенных непересекающихся интервалах времени. 2. Устройство для ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций, со- . держащее соединенные последовательно синхронизатор и генератор ультразвуковых импульсов, пару излучающих преобразователей, вход которых соединен с выходом генератора ультразвуковых импульсов, а их акустические оси параллельны, пару приемных преобразователей, установленных акустически соосно излуЧающим преобразователям, пару усилителей, входы которых соединены с выходами приемных преобразователей, четырехканальный дешифратор с двумя генераторами строб-импульсов и регистратор, выходы которого соединены с выходами дешифратора. вход каждой пары каналов дешифратора соединен с выходом одноо из усилителейвходы генераторов строб - импульсов дешифратора соединены с выходом синхронизатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения глубины залегания дефектов а конструкциях переменной толщины, оно снабжено датчиком толщины, установленным между парой преобразователей, и формирователем управляющих сигналов, вход которого соединен с выходом датчика толщины, генераторы строб - импульсов дешифратора выполнены управляемыми. а их управляющие входы соединены с выходами формирования управляющих сигналов,