Устройство для ультразвукового контроля материалов

(46) 07.08.91. Бю л,%29политехнический инсти ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1179208, кл. СЗ 01 И 29/18, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использованодля определения качества материала по скорости прохождения в нем ультразвука. Цель изобретения - повышение точности эа счет повышения отношения сигнал/шум в приемном блоке устройства. Импульсы с генератора 1 поступают на прозвучивающий излучатель 3 через аттенюатор 2. Счетчик 9 управляет его работой до изменения амплитуды зондирующего импульса, позволяющей отстроиться от шумов. Настройка на зти шумы производится при калибровке в компараторе 7. Повышение отношения сигнал/шум достигается тем, что излучатель возбуждается наименьшим импульсов, поэтому усилитель 5 не перегружается, что уменьшает шумы на его выходе. 3 ил,Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю материалов и может быть использовано для определения качества исследуемых образцов,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повышения отношения сигнал/шум в приемном блоке устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для ультразвукового контроля материалов; на фиг. 2 - структурная схема блока управления; на фиг, 3 - временные диаграммы,Устройство для ультразвукового контроля материалов (фкг, 1) содержит последовательно соединенные генератор 1 высокой частоты, управляемый аттенюатор 2, акустический излучатель 3 и приемник 4, усилитель 5, детектор 6, компаратор 7, блок 8 управления. Кроме того, оно содержит счетчик 9, выход которого соединен с индикатором 10. Выходы блока 8 управления соединены с генератором 1 высокой частоты и счетчиком 9,Блок 8 управления (фиг, 2) содержит ВЯ- триггер 11, мупьтивибратор 12, формирователи 13 - 15 коротких импульсов, элемент ИЛИ - НЕ 16. Триггер 11, Я-вход которого является пусковым, включен в последовательную цепь из мультивибратора 12, первого формирователя 13 коротких импульсов, выход которого связан с счетным входом счетчика 9, и второго формирователя 14 коротких импульсов, выход которого подключен к входу генератора 1. Входы элемента ИЛИ - НЕ 16 подключены соответственно к выходу компаратора 7 и выходу переноса счетчика 9, Вход элемента ИЛИ - НЕ 16 подключен к входу Я К 8-триггера 11, инверсный выход которого через формирователь 15 коротких импульсов подключен к входу "Сброс" счетчика 9.Устройство работает следующим обоазом.При нажатии кнопки "Пуск" в блоке 8 управления последний формирует импульс сброса, устанавливающий счетчик 9 в нулевое положенкс, что переводит аттенюатор 2 в режим максимального ослабленкя, После этого блок 8 управления формирует импульс запуска генератора 1 высокой частоты, который генерирует импульс высокочастотных колебаний. Эти импульсы, ослабленные аттенюатором 2, возбуждают в излучателе 3 зондирующий акустический сигнал, который принимается приемником 4, усиливается усклителем 5, детектируется детектором 6 и поступает на вхоп компаратора 7, Если усиленный сигнал меньше заданного порога О, блок 8 управления 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вырабатывает импульс управления счетчиком, его содержимое увеличивается, что приводит к Уменьшению ослабления аттенюатора, Далее блок 8 управления запускает генератор высокой частоты и на передающий преобразователь поступают сигналы большой амплитуды, что способствует повышению напряжения на входе компаратора 7. Цикл повторяется до тех пор, пока напряжение на входе компаратора не превысит напряжения Оо и компаратор вырабатывает импульс остановки. Для исключения ошибки в случае переполнения счетчика 9 выход переноса счетчика 9 также соединен с блоком 8 управления и при переполнении счетчика 9 он останавливается, Таким образом, на вход усилителя поступает увеличиваемый в каждом цикле измерения информационный сигнал.Мупьтивибратор 12 представляет собой управляемый мультивибратор и работает следующим образом. Если на вход мультивибратора подается сигнал "0", мульти- вибратор находится в ждущем режиме. При поступлении сигнала "1" (с выхода КЯ-триггера 11) мультивибратор начинает генерировать импульсы с периодом повторения Т, определяемым по формуле Т = ОС, где- толщина образца, С - скорость ультразвука.Максимальное число генерируемых импульсов определяется числом разрядов аттенюатора 2, Например, при восьмиразрядном аттенюаторе максимальное число импульсов 256, При переполнении счетчика 9 сигнал переноса (переполнения) поступает на один из входов блока 8 управления, перебрасывает триггер 11 в состояние "0" и работа устройства прекращается.Во время работы устройства при нажатии кнопки "Пуск" (фиг. За) на выходе 0 ЙЯ-триггера 11 появляется сигнал "1" (фиг. Зб) и мультивибратор 12 начинает генерировать импульсы с периодом Т (фиг. Зг). Эти импульсы поступают на формирователь 13 коротких импульсов (фиг. Зд) и далее на формирователь 14 коротких импульсов (фиг. Зж). Одновременно в,результате перехода триггера 11 в состояние "1" в формирователе 15 коротких импульсов формируется импульс (фиг, Зз), поступающий на выход блока 8 управления, т,е, сброс счетчика 9. Блок 8 управления запускает генератор 1 высокой частоты, с выхода которого импульсы высокой частоты поступают на управляемый аттенюатор 2. На выходе аттенюатора 2 формируются импульсы высокой частоты возрастающей амплитудой (фиг, Зк). Рост амплитуды происходит дотех пор, пока напряжение на входе компаратора 7 не превысит Оо. При этом формируется импульс остановки блока 8 управления (фиг. Зл), а на вход В триггера 11 поступает импульс (фиг, Зм), переводящий триггер в состояние "0". С помощью индикатора 10 однозначно определяется число циклов, а для калибровки применяются тестовые образцы,Повышение отношения сигнал/шум достигается тем, что передающий преобразователь возбуждается наименьшим импульсом, необходимым для контроля, материала. Усилитель 5 не перегружается, что уменьшает "мертвую зону" и шумы на выходе усилителя. Все это позволяет исключить влияние различных флуктуаций и помех, повышается отношение сигнал/шум, а также достоверность результатов.Период повторения импульсов зависит от скорости распространения ультразвуковых колебаний, толщины образца. Показания индикатора пропорциональны коэффициенту ослабления ультразвуковых колебаний в образце и его толщине, Опорное напряжение компаратора определяется этими параметрами и должно превышать уровень структурных шумов. фоомула изобре генияУстройство для ультразвукового контроля материалов, содержащее последовательно соединенные генератор и5 акустический излучатель, последовательно соединенные акустический приемник,усилитель, детектор и компаратор и последовательно соединенные счетчик и индикатор, отличающееся тем,что,сцелью1 О повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными ВЯ-триггером,мультивибратором, первым формирователем коротких импульсов, выход которогоподключен к.счетному входу счетчика, и вто 15 рым формирователем коротких импульсов, выход которого связан с входомгенератора, третьим формирователем коротких импульсов, включенным между инверсным выходом ГЯ-триггера и входом20 "Сброс" счетчика, элементом ИЛИ - НЕ,включенным входами межлу выходом компаратора и выходом переноса счетчика иподключенным выходом к В-входу ВЯ-триггера, и аттенюатором, включенным меМ25 ду выходом генератора и акустическимизлучателем, а управляющий вход аттенюатора подключен к разрядным выходамсчетчика,. Палий каз 2653 Тираж ЛП Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ С ХО зводственно-издательскцц комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1