Ультразвуковое устройство для контроля структуры материалов

Союз Советскнк налнстическикРеспублик К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 06. 03. 80 (21) 2893378/25-28с присоединением заявки М 5)М. Кл Государствен й 29/ 3)Прнорнте СССР во делам нзебретеннХ к открытнХ(088;8) Дата опубликова сания 30.12,81,В, Шин ельскии А Коврик ес научно-исследов ке нераэрушающи териалов Кишине бьединения "Вол сесоюзн о раэра ачества н ск)тутсредств контроля:водствентннаго(71) Заявител когон 54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРО СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВк нераэрувуковым меэовано для структуры ро выход кот входу сел синхрониэ вход кото енератора . равления,с выходарониэатора импульсов, ко второму нератор строго подключентора, а входтора, делитего подключенстробимпульсвхода котороделителя часцифровой инд тся тра ние отн зо к- о - к выхо ь частот к выходу г ов, блок уп го соединен тоты и синх икатор 121. шающим испытаниям уль этором и может быть испольавтоматического контроляматериалов.Известен ультразвуковой анализатор, содержащий преобразователь, генератор, амплитудный анализатор, детектор огибающей, блок сравнения и детектор 111.Недостатком известного устройства является низкая точность контроля.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое устройство для контроля структуры материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, при .емно-передающий преобразователь, уси литель, селектор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок дисперсии, блок средних значений, вход которого подключен к выходу АЦП, ге 10Недостатком известного устройстваявляется низкая точность и производительность контроля ввиду того, чтоневозможно разграничить изделия нагруппы качества,5Цель изобретения - повышение тоЧности и производительности контроля.Поставленная цель достигается темчто устройство снабжено последова 26тельно соединенными программирующимблоком, блоком сравнения, два входакоторого подключены к выходам блоковсредних значений и дисперсии, формирвателем кода и индикатором.45 Кроме того, устройство содержит селектор 17, включенный между генератором 9 стробимпульсов и делителем 10 частоты, и одновибраторы 18 и 19, включенные последовательно между селектором 17 и делителем 10 частоты. Выход одновибратора 18 подключен к третьему входу блока 11 управления.Блок 7 дисперсии выполнен в виде последовательно соединенных первого коммутатора 20, второй вход которого соединен с выходом блока 11 Управления, квадратора 21, второго коммутатора 22, второй вход которого соединен 50 55 8945Кроме того, устройство снабжено селектором, включенным между генератором стробимпульсов и делителем час тоты, и двумя одновибраторами, включенными последовательно между селек 5тором и делителем частоты, выход второго одновибратора соединен с третьимвходом блока управления.Блок дисперсии выполнен е виде последовательно соединенных первого ком О мутатора, второй вход которого соединен с выходом блока управления, квадратора, второго коммутатора, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, делителя частоты и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом второго коммутатора, а выход с входом цифрового индикатора.На чертеже представлена блок-схема 10 устройстваУстройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь 3, уси литель 4, селектор 5, аналого-цифровой преобразователь (АКП) 6 и блок 7 дисперсии, блок 8 средних значений, вход которого подключен к выходу АЦП, генератор 9 стробимпульсое, выход которого подключен ко второму входу селектора 5, а .вход - к выходу синхронизатора 1, делитель 10 частоты, вход которого подключен к выходу генератора стробимпульсов, блок 11 управле 35 ния, два входа которого соединены с выходами делителя 10 частоты и синхронизатора 1, цифровой индикатор 12, последовательно соединенные программирующий блок 13, блок 14 сравнения, два входа которого подключены к выходам блоков 7 и 8 дисперсии и средних значений, формирователь 15 кода и индикатор 16. 53 4".о вторым выходом блока 11 управления, делителя 23 частоты и реверсивного счетчика 24, второй вход которого соединен со вторым выходом второго коммутатора 21, а выход - со входом цифрового индикатора 12.Ультразвуковое устройство работаетследующим образом.Запускаемый импульсом синхронизатора 1, генератор 2 зондирующих импульсов возбуждает с помощью пьезопреобразователя 3 в изделии ультразвуковыеимпульсыПоследние, отражаясь от задней грани изделия, преобразуютсяпьезопреобразователем 3 в электрические импульсы и вместе с зондирующимиимпульсами после усиления в усилительпоступают на селектор 5, которыйс помощью генератора 9 стробимпульсовиз серии сигналов выделяет только отраженные сигналы, которые с выходаселектора 5 поступают на АЦП б. Последний преобразует значение амплитудпринятого сигнала в соответствующийцифровой код.Объем выборки, по которому судято статистических характеристиках исследуемого материала: среднему значению и дисперсии, определяется количеством зондирований (делителем 10частоты).Блок 7 дисперсии формирует цифровой код, соответствующий значениюдисперсии сигналов в выборке,Автоматическое разграничение контролируемого изделия на четыре группыкачества осуществляется следующим образом,Программирующий блок 13 программирует в цифровом виде определенное койличество среднего х и дисперсии Сдиктуемое потребностью производства.Эти коды поступают на соответствующие входы блока 14 сравнения, на вторые два входа которого поступают текущие значения среднего и дисперсиисигналов на выборку С выхода блока14 сравнения поступают на формирователь 15 кода значения х и С , которыесоответствуют запрограммированнымзначениям в блоке 13.формирователь 15 кода формирует номера сортов путем определенной комбинации значений х и С , диктуемойпотребностью производства. При наличии в поступающих на формирователь15 текущих значениях х и С таких значений, которые соответствуюг определенному, запрограммированному в фор553 ЬФормула изобретения 5 894 мирователе 15 сорту, схема выделения последнего срабатывает и выдает сигнал на соответствующий канал индикатора 16.формирование дисперсии сигналов С . в блоке 7 осуществляется путем реализации формулыУ е1 Кх;- хигде х; - число, пропорциональное текущей амплитуде принятогополезного сигнала;и - объем выборки или коэффициент деления делителей 10и 23Блок 7 дисперсии работает следующим образом: на время одной выборки (и циклов работы устройства) коммутатор 20 с помощью блока 11 управления пропускает на квадратор 21 текущие амплитуды хь, которые после возведения в квадрат поступают через коммутатор 22 на делитель 23, выхода делителя 23 на суммирующий вход реверсивного счетчика 24 поступает количество импульсов, соответ" ствующее значению Ь о 5 20 ы 1. Ультразвуковое устройство для контроля структуры материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, приемно-передающий преобразователь, усилитель, селектор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок дисперсии, блок средних значений, вход которого подключен к выходу АЦП, генератор стробимпульсов, выход которого подключен ко второму входу селектора, а вход - к выходу синхронизатора, делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора стробимпульсов, блок управления, два входа которого соединены с выходами делителя частоты и синхронизатора, и цифровой индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, оно снабжено последовательно соединенными програм" мирующим блоком, блоком сравнения, два входа которого подключены к выходам блоков средних значений и дисперсии, формирователем кода и индикатором.3% о ,4 зо х /и"-1За это же время (за и циклов) в блоке 8 формируется значение х. После завершения и циклов блок 11 управления переключает коммутаторы 20 и 22 и, таким образом, на вход квадратора 21 поступает значение х. С выхода квадратора 21 через коммутатор 22 на вычитающий вход реверсивного счетачика 24 поступает (х) и, таким образом, на реверсивном счетчике форамируется значение СПри этом максимальная частота следования импульсов синхронизации, а следовательно, и производительность контроля определяются суммарным временем, необходимым на возведение в квадрат текущего значения х и среднего х.В данном устройстве увеличение ,производительности достигается за счет исключения иэ и циклов времени возведения в квадрат среднего значения. Для реализации этого необхо" цимые сигналы управления формируются с помощью селектора 17 двух одновибаторов 18 и 19,Устройство позволяет повысить точ ность и производительность контроля. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено селектором, включенным между генератором стробимпульсов и делителем частоты и двумя одновибраторами, включенными последовательно между селектором и делителем частоты, выход второго одновибратора соединен с третьим входом блока управления.3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок дисперсии выполнен в виде последовательно соединенных первого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом блока управления, квадратора, второго коммутатора, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, делителя частоты и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом второго коммутатора, а выход - со входом цифрового индикатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР У 379870, кл. С 01 М 29/04, 1970 2. Патент ФРГ М 2511750,кл. 421 46/06, 1976 (прототип).894553 Составитель Л. ЛущеГришанова Техред А. Бабинец Коррект Ферен едакто аказ 11475/70"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,илиал Тираж 910 НИИПИ Государст по делам изобр 35, Иосква, ЖПодписноеенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4/