Устройство ультразвукового контроля

, 4 фь,уе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Ермолов И,Н. Физические основы эхо-теневого варианта методом ультразвукОвой дефектоскопии, М.; Машиностроение, 1970, с,22 - 24.Авторское свидетельство СССРМ 1617356, кл, О 01 К 29/06, 1988.(54) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к автоматическому Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к ультразвуково-.му (УЗ) автоматическому контролю свизуализацией типа С,Известно устройство УЗ контроля изде-лий в теневом варианте, реализующее операции облучения контролируемого объектаУЗ колебаниями при перемещении преобразователей по заданной траектории, сбораполученной информации и визуализацйидефектов в виде разверток типа С,Устройство содержит излучатель и приемник ультразвука, смонтированные на системе сканирования, систему сканированияи блок визуализации (визуализатор).Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройствоультразвукового контроля, содержащее УЗ.,Ж 1748047 А 1 контролю с визуализацией типа С, Целью изобретения является повышение информативности УЗ контроля за счет определения площади дефектов, Для решения этой задачи устройство ультразвукового контроля снабжено последовательно соединенными и подключенными к выходу блока накопления информации преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определений- порогового уровня, задающего пороговйй уровеньсигналадля дефектов, а выходом -с третьим входом визуализатора, отображающим информацию о площади дефектов, 1 ил. дефектоскоп с излучателем и приемником УЗ колебаний, механически связанный с ними блок сканирования, подключенный к последнему блок йакопления информации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), включенный между выходом дефектоскопа и вторым"входом блока 1 накопления информации,соединенные с его вь 1 ходом последовательно соединенныеблок расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня (ПРВ), вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации,Однако известное устройство характериз тся невозможностью оценить пло5 10 150 информации щадь обнаруженных дефектов иначе, как пополученному УЗ изображению обьекта контроля, т.е, вручную, Это является трудоемкой операцией, к тому же не гарантирующейточность определения площади дефектов,поскольку форма естественных дефектов,как правило, достаточно произвольна,Цель изобретения - повышение информативности ультразвукового контроля эасчет определения площади дефектов,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство УЗ контроля, содержашее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем иприемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ними блок сканиро вания, аналого-цифровой преобразователь,включенный между выходом дефектоскопаи вторым входом блока накопления информации, соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчетафункции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, вторым входом соединенныйс выходом блока сканирования, и визуализато. вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации,снабжено подключенными к выходу блоканакопления информации последовательносоединенными преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычлсленияплощади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функцииплотности распределенля вероятности первого порядка и определения пороговогоуровня, а третий вход вйзуализатора соединен с выходом блока вычисления площадидефекта.Н а чертеже при в еде н а блок-схема устройство УЗ контроля для теневого варианта,Устройство содержит УЗ дефектоскоп 1,выход которого соединен с излучателем 2"УЗ колебаний, а вход - с выходом приемника 3 УЗ колебаний, Излучатель 2 и приемник3 вь 1 полнены с возможностью перемещенияпо заданной траектории относительно контролируемого объекта 4 с помощью блока 5сканирования. В качестве последнего в данном случае может быть использована система управления станком с числовымпрограммньил управлением,Выход приемника 3 ультразвука черезУЗ дефектоскоп 1 соединен с входом п-разрядного аналого-цифрового преобразователя 6, предназначенного для оцифровкиамплитуды УЗ сигнала, Выход АЦП 6 соединен с входом данных блока 7 накопленияинформации, второй вход которого подключен к позиционирующему выходу блока 5сканирования, Выход блока 7 накопления соединен с входом данных блока 8 расчета уровня сигнала Д и последовательно соединенными между собой преобразователем 9 разрядности исходного УЗ изобракения, блоком 10 расчета матрицы смежности уровней амплитуды ЧЗ сигнала и блоком 11 вычисления площади дефектов в заданной зоне, Пусковой вход блока 8 соединен с выходом блока 5 сканирования, на котором возникает сигнал по окончании сканирования изделия и формирования исходного УЗ изобракения, Выход блока 8, дающий пороговое значение уровня дефектов Д, соединяется с пусковыми входами блока 11 вь 1 числения площади дефектов и визуализатора 12 УЗ информации, Выход блока 11 соединен с третьим входом визуализатора 12, отображающего информацию о площади дефектов, второй вход данных которого соединен с выходом блока 7 накопления УЗ Функция ПРВ первого порядка исходного ЧЗ изображения и матрица смежности уровней амплитуды преобразованного в блоке 9 изображения формируются в запоминающем устройстве (ЗУ), Так как в любой системе числового программного управления выполнение сканирования осуществляется под управлением ЭВМ с ЗУ, то и блоки накопления 7, расчета 8 функции ПРВ перного порядка и.определения порогового уровня, преобразователь 9 разрядности УЗизображения, блоки расчета 10 матрицы смежности и вычисления 11 площади дефектов в данном устройстве могут быть выполнены на базе той же ЭВМ, В качестве такой ЭВМ целесообразно использовать микро- ЭВМ класса "Электроника" или персональную ЭВМ,Устройство работает следующим образом,Контролируемое изделие 4 устанавливается на крепежное приспособление (не показано), Излучатель 2 и приемник 3 ЗУ колебаний устанавливаются в исходное положение и выполняется сбор УЗ данных в ходе сканирования изделия 4 по заданной траектории под управлением блока 5 сканирования, В результате в блоке 7 накопления формируется исходное УЗ изображение контролируемого объекта 4, Сбор данных УЗ контроля осуществляется обычным путем: УЗ дефектаскоп 1 возбуждает излучатель 2;УЗ колебания, прошедшие через изделие 4, воспринимаются приемником 3 ультразвука и передаются для наблюдения в виде развертки типа А н дефектоскоп 1 и для квантования амплитуды и аналого-цифровой преобразователь 6, После оцифровки в АЦП 6 величина квантованного УЗ сигналапередается в ЗУ блока 7 накопления информации, откуда сформированное УЗ иэображение поступает на вход блока 8, где рассчитывается функция ПРВ первого порядка этого изображения и определяется пороговый уровень дефектов Д, и на вход преобразователя 9 разрядности, где исходное изображение преобразуется в изображение с меньшим динамическим диапазоном УЗ сигнала, соответствующим применению. АцП меньшей разрядности, В данном случае имитируется 5-битовый АЦП с динамическим диапазоном 0-31 А, При необходимости исходное УЗ изображение из блока 7 может быть передано в блок 12 для визуализации, После преобразования исходного изображения в блоке 9 модифицированные данные поступают на вход блока 10 для расчета матрицы смежности уровней амплитуды Сг(А, ч)1. Наиболее простой способ создания такой матрицы состоит в ее формировании в ЗУ ЭВМ в виде таблицы частот повторения пэр амплитуди Ч для точек изображения Р и О, находящихся в некотором, заранее заданном отношении г, Например, здесь было использовано отношение г такое, что точка С 1 является соседом справа для точки Р, Возможны и другие типы отношений, При завершении формирования матрицы смежности в блоке 10 эти данные поступают в блок 11, где площадь дефектов вычисляется по формуле с учетом значения дефектного порогового уровня Д, полученного из блока 8. Результать вычисления передаются в визуализатор 12 для отображения на внешних терминальных устройствах этого блока.Устройство реализовано в теневом варианте в составе системы автоматического УЗ контроля, которая рключэет в себя подсистему механического сканирования с 9-ю степенями свободы перемещения излучате-" ля и приемника ультразвука, управляемую от микроЭВМ класса "Электроника", УЗ дефектоскоп с цифровым интерфейсом .и программным управлением от ЭВМ усиления сигнала, положением и длительностью селектирующего строб-импульса окна), коммутацией УЗ каналов и побайтным съемом величины УЗ сигнала, а также миниЭВС20 30 35 40 50 дефекта. 51015 класса СМи терминальные устройства визуализатора - цветные графический дисплей и графопостроитель. Разработано специальное математическое обеспечение. Для таблиц матриц смежности уровней амплитуды УЗ сигнала выделен всего 1 блок ЗУ (16 х 16 - 256 целочисленных машинных слое),Устройство позволяет повысить информативность УЗ контроля за счет автоматического определения площади дефектов, а также пбднять производительность контроля серийных изделий за счет автоматизации этой процедуры и воэможности их отбраковки по величине допустимой площади дефектов без обязательной визуализации ультразвукограмм объектов контроля,Формула изобретения Устройство ультразвукового контроля,содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ним блок сканирования, подключенный к последнему блок накопления информации,аналого-цифровой преобразователь, вклюценный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накопления информацли, и соедийенные с его выходом последова- тельнО соединенные блок расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации, о т л и ч э ющ е е с я тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения площади дефекта, оно снабжено подключенными к выходу блока накопления инфоомации последовательно соединенными преобразователем разрядности ультразвукового изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефекта, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, а третий вход визуализатора соединен с выходом блока вычисления площади1748047 оставитель И,Арйашеваехред М,Моргентал Корректор А.Ворови Редактор М,Банд Заказ 2500 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 ельский комбинат "Патент", г, Ужго