Способ ультразвукового контроля качества материалов и устройство для его осуществления

(и 1957099 Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву 5 т)М, Кл, ( 018 29/О(22) Заявлено 16,03.81 (2 ) 3260219/25-2с присоединением заявки,В Ьсударстюиый комите СССР ав делам изобретеиий и открытий(53) УДК 620.17 .16 (,088.8 опубликования оп ия 09.09,8 2) Автор атаки к В. С.Омшккак 1-;,"к -.,а:а лВ. И. Колесов, В. тения как,и х(фный инститф"нинского комСомола дена Трудового индустриальный Московскийт Тюменск асного Зн титут им. Заявите 1 ОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, КАЧЕСТ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(5 териалов, заключающийся в том, что в изделие кзлучают упругие колебания, принимаютпрошедшие через изделке ко лебания и сравнивают характеристики к лученных и принятых колебаний.Ультразвуковое устройство для контлроля качества материалов, содержащее последовательно соединенные генератор возбуждающих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразова тель и усилитель, а также блок вычитания, дешифратор и измеритель време ни С 2.Недоста х сп з ИЗмя ка тком известны является низк особа и очность, ге- пилостройс лияния по- ному срапомехозашищенность кз-эа в мех, которые приводят к лож батыванию устройства.Цель изобретения - повыш ти и помехозашищенности усПоставленная цель достиг ние точнос тройствааетсяс собом ульт , материаловв изделие заключающемся злучают упругие том, что лебация,1Изобретение относится к неразрушающим испытаниям ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностро ительной и другкх отраслях промышленности,Известен способ ультразвукового контроля качества матеркалов, заключающийся в том, что в изделие получают упругие колебания, принимают прошедшие колебания и определяют характеристик лученных и принятых колебаний.Известно устройство для контрол чества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор нератор,ультразвуковых колебаний и образователь, усилитель, генератор сбразного напряжения и блок обработки 1.Недостатком известных способа и устройства является низкая точность и помехозащищенность устройства.Наиболее близким к изобретению по технической сушностк является способ ультразвукового контроля качества маазвукового контроля качества9 4корреляторов, и сумматор 14 по модулю два, два входа которого и выход соединены с регистром 13 сдвига, Два входа блока 5 вычитания соединены с выходами блока 8 корреляторов.Дешифратор 6 включен между регистром 13 сдвига и измерителем. времени.Способ осуществляют следующим образом.С помощью генератора 1 возбуждаю,дих импульсов вырабатывается последовательность тактовых импульсов 15 (фиг. 2), период Т. следования которых зависит от управляюпего напряжения 16, подаваемого на вход генератора 1.На каждый тактовый импульс регистр 13 сдвига с обратной связью через сумматор 14 по модулю два формирует один элемент длительностьюБПКП, Каждый период БПКП содержит И эле- ментов На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные эпюры, поясняющие работу схемы.Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов, излучающий преобразователь 2, приемный преобразователь 3 и усилитель 4, и блок 5 вычитания, дешифратор 6, измеритель 7 времени, последователь 45 но соединенные блок 8 корреляторов, входы которого подключены к выходу усилителя 4, пороговый каскад 9, гене ратор 10 пилообразного напряжения и сумматор 11, выход которого подключен ко входу генератора 1 возбуждающих импульсов. Кроме того, устройство содержит ключ 12, включенный между сумматором 11 и блоком 5 вычитания и соединенный с выходом порогового каскада 9, регистр 13 сдвига, включенный фф между генератором 1 возбуждающих импульсов и излучающим преобразователем 2 и соединенный с входами блока 8 3 95709 принимают прошедшие через изделие колебания и сравнивают характеристики излученных и принятых колебаний, излучают упругие колебания в виде бинарной псевдослучайной кодовой последовательности БПКП), изменяют период излученных упругих колебаний так, чтобы рассожасование между ним и временем задержки последовательности импульсов в контролируемом материале стало рав ным О, и по периоду иэлученных колебаний судят о качестве изделий.Ультразвуковое устройство для контро ля качества материалов снабжено после" ,довательно соединенными блоком корре- И ляторов, входы которого подключены к выходу усилителя, пороговым каскадом, генератором пилообразного напряжения и сумматором, выход которого подключен к входу генератора возбуждающих 2 п импульсов, ключом, включенным между сумматором и блоком вычитания и соединенным с выходом порогового каскада, регистром сдвига, включенным между генератором воэбуждаюаих импульсов 2 З и излучающим преобразователем и соединенным с входами блока корреляторов, дешифратором, включенным между регистром сдвига и измерителем времени и соединенным с выходом порогового каскада, и сумматором по модулю два, два входа которого и выход соединены с регистрам сдвига, а два входа блока вычитания - с выходами блока корреляторов.3 где и - число ячеек в регистре 13 сдвига.Рассмотрим случай, когда и =4, Электрический импульс 17, посредством излучающего преобразователя 2 преобразуетсяв акустический сигнал н вводится в контролируемый материал,С помощью приемного преобразователя 3 импульс 18, задержанный в материале на время С, преобразуется и электрический. Далее с помощью усилителя4 сигнал усиливается и подается на входы блока 8 корреляторов. Каждый иэкоррелятороввходящий в состав блока 8,вычисляет функцию взаимной корреляпиимежду принятым импульсом 18 и импульсом, снятым с первого, второго и третьего выходов регистра 1,3 сдвига,Пока период Т иэлученйого сигналаотличается от времени 1 задержки иконтролируемом материале на величину,большую, чемвыходное напряжение,19 блока 8 корреляторов близко нулю.В результате на выходе порогового каскада 9 поддерживается постоянный низкий уровень напряжения 20, ключ 12 закрыт и на генератор 1 через. сумматор11 поступает только управляющее линейно изменяющееся напряжение 16 с генера-"тора 10 пилдобразного напряжения. Управляющее напряжение 16 непрерывно изменяет период Т следования тактовых имнульсов 15, изменяя соответственно периодиэлученного сигнала.Выходное напряжение 19 блока 8 корреляторов тем больше, чем меньше Т от5 . 95709 лкчается от. При выполнении условия Т = С З на выходе блока 8 корреляторов фиксируют максимум функции взаимной корреляции.Выходное напряжение .19 блока 8 кор- % реляторов подается на пороговый каскад 9, порог которого задан так, что на его выходе появляется импульс напряжения 20, только при выполнении условия,1 ОС.,: т+ -" т, (1)Ъ -ъ эТаким образом, на выходе порогового каскада 9 фиксирует я факт равенства времени задержки С периоду Т с точностью до половины длительности эле мента БПКП.Как только условие. ( 1) выполняется, импульс напряжения 20 останавливает генератор 10 пилообразного напряжения, на выходе которого "запоминается" напряжение 16 достигнутое к моменту выполнения условия (,1). Импульс выходного напряжения 20 порогового каскада 9 открывает также ключ 12, в результате чего на сумматор 11, кроме на пряжения 16 с генератора 10 пилообразного напряжения, поступает напряжение рассогласования Ор, пропорцианальное разности 1. Способ ультразвукового контролякачества материалов, заключающийся втом, что в изделие излучают упругиеколебания, принимают прошедшие черезизделке колебанкя и сравнивают характеристикк излученных и принятых колебаЗ 0 ний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности контроля ипомехозащищенности, излучают упругиеколебания в виде бинарной псевдослучайной кодовой последовательности, изменяютпериод напученных упругих колебанийтак, чтобы рассогласование между ним ивременем задержки последовательностиимпульсов в контролируемом материалестало равным О, к по периоду излученныхколебаний судят о качестве иэделий.2. Ультразвуковое устройство для кон-етроля качества материалов, содержащеепоследовательно соединенные генераторвозбуждающих импульсов, излучающий. преобразователь, приемный преобразователь и усилитель, а также блок вычитания, дешифратор и измеритель времени,о т л и ч а ю ш.е е с я тем, что оноснабжено последовательно соединеннымиблоком корреляторов, входы которогоподключены к выходу усилителя, пороговым каскадом генератором пилообразного напряжения и сумматором, выходкоторого подключен к входу генераторавозбуждающих импульсов, ключом, вклюфф чанным между сумматором и блоком вычитания и соединенным с выходом порогового каскада, регистром сдвига, включенным между генератором возбуждюших Напряжение рассогласования фор мируется блоком 5 вычитания из выходных ,сигналов блока 8 корреляторов,ИС помощью блока 8 корреляторов формируется функция взаимной корреляциимежду принятым импульсом 18 и импульсом, снятым с первого выхода регистра13 сдвига и опережающим зондируюшкйР40 импульс 17 на время , а такжемежду принятым импульсом 18 и импульсом, снятым с третьего выхода регистра 13 сдвига к отстающим от зондиругффюшего импульса 17 на время 0 . Да 4 лее с помощью блока 5 вычитания в эави.симости от Ь= С- Т формируется . напряжение рассогласования Ор 1С порогового каскада 9 дается раз- Р ешение,на работу дешкфратора 6, кото 30 рый формирует временной интервал, равный Т. Время между выходными импульсами дешкфратора 6, измеренное с помощью измерителя 7 времени, является временем распространения упругих колебаний между кзлучаюшим преобразователем 2 и приемным преобразователем. 3. 9 СВ случае поступления некоррелированной с полезным скгналом помехи на при емный преобразователь 3, вследствие отсутствия корреляцки между зондирующим к принятым импульсамк 17 и 18, напряженке на выходе блока 8 корреля-. тора близко к О, значит не проксходкт срабатывание схемы.В случае поступления коррелированной с полезным сигналом помехи, уровень боковых лепестков функции взаимной корреляцкк меньше порога срабатывания порогового каскада 9, а значит отслеживается только полезный сигнал.Изобретение позволяет с высокой точностью и помехозащищенностью цроизводкть контроль качества материалов.Годовой экономический эффект составляет 5 тыс. руб. на одно изделие,формула изобретения7 957099 вимпульсов и излучаккцим преобразовате- . Источники информации,лем и соединенным с входами блока кор- принятые во внимание при экспертизереляторов, дешифратором, включенныммежду реристром сдвига и измерителем 1 Авторское свидетельство СССРвремени и соединенным с выходом поро- з М 887394, кл. б 01 Й 29/04,гового каскада, и сумматором по модулю 1976,два, два входа которого и выход соединены с регистром сдвига, а. два входа . 2,. Авторское свидетельство СССРблока вычитания - с выходами блока .кор- по заявке % 29.82949/28,реляторов.ф кл. ( 018 29/04, 1980 прототип).