Ультразвуковой дефектоскоп

Изобретение относится к ультразвуковому контролю и может быть использовано преимущественно для выявлениялокальных дефектов в материалах сбольшим затуханием. 5Известен ультразвуковой дефектоскопсодержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор, излучатель, приемник, усилитель и индикатор 1 .10Недостатком данного дефектоскопаявляется низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что контрольосуществляется по одному параметруультразвукового сигнала - его амплитуде,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий соединенные последовательно генератор опорнойчастоты, делитель частоты, первыйключ и регулятор длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа перестраиваемый генератор,25соединенные последовательно блок выбора сигнала, усилитель, усилительмощности, излучатель, приемник, предварительный усилитель, измеритель затухания, соединенный вторым входом ЗОс выходом усилителя мощности, и индикатор и включенный между предварительным усилителем и вторым входом индикатора измеритель задержки сигнала 121.Недостатком известногодефектоско"па является низкая достоверность конт-роля, обусловленная тем, что о наличии дефекта судят по одному параметру ультразвукового сигнала - его амплитуде, что не позволяет уверенновыявлять локальные дефекты, особеннов материалах с большим затуханием.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.Указанная цель достигается тем,что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий соединенные последовательногенератор опорной частоты, целительчастоты, первый ключ и регулятор длительности импульсов, соединенный с 50вторым входом первого ключа перестраиваемый генератор, соединенные последовательно блок выбора сигнала, уси-.литель, усилитель мощности, излучатель, приемник, предварительный усилитель, измеритель затухания, соединенный вторым входом с выходом усилителя мощности, и индикатор и включенный между предварительным усилителем и вторым входом индикатора измеритель задержки сигнала, снабжен бло.ком управления, выполненным в видесоединенных последовательно с регулятором длительности импульсов второгоключа, соединенного вторым входомс выходом делителя частоты, первогопереключателя, первого счетчика итретьего ключа, соединенного вторымвходом с выходом второго ключа, выходом - с блоком выбора сигнала,соединенных последовательно с делителем частоты первым триггером и формирователем непрерывного сигнала, подключенного вторым входом к выходуперестраиваемого генератора, выходомк второму входу блока выбора сигнала,и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором второго переключателя, подключенного вторымвходом к выходу делителя частоты, ивторого счетчика, соединенного стретьим входом индикатора, и нелинейным функциональным преобразователем,выполненным в виде соединенных последовательно с предварительным усилителем вспомогательного усилителя, политрона, основного усилителя и интегратора, подключенного к четвертому входуиндикатора,Измеритель затухания ультразвукового дефектоскопа выполнен в виде соединенных последовательно с усилите"лем мощности аттенюатора, первогопреобразователя напряжение-частота итретьего счетчика, подключенного кпервому входу индикатора, и соединенных последовательно с предусилителемвторого преобразователя напряжениечастота и четвертого счетчика, подключенного к пятому входу индикатора,а измеритель задержки сигнала выполнен в виде соединенных последовательно второго триггера, подключенноговторым входом к выходу первого преобразователя напряжение-частота, четвертого ключа, соединенного вторым входом с выходом делителя частоты, ипятого счетчика.На чертеже представлена структурная схема дефектоскопа.Ультразвуковой дефектоскоп содержит соединенные последовательно генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, первый ключ 3 и регулятор 4 длительности импульсов, соединенный с вторым входом первого ключа 35807 55 з 110 перестраиваемый генератор 5, соединенные последовательно блок 6 выбора сигнала, усилитель 7, усилитель 8 мощ. ности, излучатель 9, приемник 10, предварительный усилитель 11, измеримери тель 12 затухания и индикатор 13 и включенный между предварительным усилителем 11 и вторым входом индикатора 13 измеритель 14 задержки сигнала блок 15 управления, выполненный в ви де соединенных последовательно с регу лятором 4 длительности импульсов второго ключа 16, соединенного вторым входом с выходом делителя 2 частоты, первого переключателя 17, первого 15 счетчика 18 и третьего ключа 19, соединенного вторым входом с выходом второго ключа 16, выходом - с блоком 6 выбора сигнала, соединенных последовательно с делителем 2 частоты первым триггером 20 и формирователем 21 непрерывного сигнала, подключенного вторым входом к выходу перестраиваемого генератора 5, выходом - к второму входу блока 6 выбора сигнала, 25 и соединенных последовательно с перестраиваемым генератором 5 второго переключателя 22, подключенного вторым входом к выходу делителя 2 часто. ты, и второго счетчика 23 соединен 9 30 ного с третьим входом индикатора 13, и нелинейный функциональный преобразователь 24, выполненный в виде соединенных последовательно с предварительным усилителем 11 вспомогательного усилителя 25, политрона 26,35 основного усилителя 27 и интегратора 28, подключенного к четвертому входу индикатора 13.Измеритель 12 затухания выполнен40 в виде соединенных последовательно с усилителем 8 мощности аттенюатора 299, первого преобразователя 30 напряжение-частота и третьего счетчика 31 подключенного к первому входу индика 45 тора 13, и соединенных последовательно с предварительным усилителем 11 второго преобразователя 32 напряжение-частота и четвертого счетчика 33, подключенного к пятому входу индикатора 13.50 Измеритель 14 задержки сигнала выполнен в вице соединенных последо. вательно второго триггера 34, подключенного вторым входом к выходу первого преобразователя 30 напряжение-частота, четвертого ключа 35, соединенного вторым входом с выходом делителя 2 частоты, и пятогосчетчика 36.ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.После включения ультразвукового дефектоскопа все триггеры и счетчики,входящие в его состав, обнуляются .С генератора 1 опорной частоты (например, кварцевого генератора) поступает в делитель 2 частоты непрерывная последовательность прямоугольныхимпульсов строго определенной частоты. С выхода делителя 2 частоты последовательность импульсов частотыв и раз ниже поступает на вход первого триггера 20 блока 15 управления,на первый вход первого ключа 3, навторой вход второго ключа 16 и навторой вход четвертого ключа 35 измерителя 14 задержки сигнала,Если для испытания изделия необходимо применить непрерывный сигналФто второй переключатель 22 устанавливают в первое положение (второй счетчик 23 подключают к выходу перестраиваемого генератора 5). Второй счетчик 23 преобразует синусоидальныйаналоговый сигнал в последовательность прямоугольных импульсов такойже частоты и подсчитывает их. С выхода второго счетчика 23 результатизмерения поступает в индикатор 13,где он дешифрируется и вЫсвечиваетсяна цифровом табло. Вращая ручку настройки перестраиваемого генератора 5по показаниям цифрового табло индикатора 13, устанавливают на выходеперестраиваемого генератора 5 требуемую частоту. При установке второгопереключателя 22 во второе положениеконтролируют стабильность частотыгенератора 1 опорной частоты, зтообычно делают перед началом испытаний. С выхода перестраиваемого генератора 5 сигнал поступает в формирователь 21 непрерывного сигнала, выполненный, например, в виде электронногоключа, который осущесТвляет формирова"ние посылки таким образом, чтобы можно было измерить задержку распростра- .нения сигнала в испытываемом изделии(или измерить скорость распространения сигнала в испытываемом изделии),формирование посылки в формирователе21 непрерывного сигнала производитсяследующим образом. С выхода первоготриггера 20 сигнал поступает на первый вход (эмиттер транзистора) фов 1105801мирователя 21 непрерывного сигнала, а с выхода перестраиваемого генератора 5 - на второй вход (баэу транзистора). Таким образом, на время действия сигнала на первом входе фор мирователя 21 непрерывного сигнала синусоидальный сигнал (с коллектора транзистора) поступает в блок б выбо ра сигнала, Длительность посыпки ( 1; ) можно изменять, выбирая различные ко 1 О эффициенты деления делителя 2 частоты,Если для испытания изделия необходимо применить непрерывную последовательность импульсов, то блок 6 выбора сигнала подключают к выходу третьего ключа 19, при этом сигяалы с выхода делителя 2 частоты поступают.яа первый вход первого ключа 3. На второй его вход, поступает синусоидальный сигнал с выхода перестраиваемого генератора 5. Йа выходе первого ключа 3 формируется последовательность прямоугольных импульсов с высокочастотным заполнением, поступающая в ре гул:,тор 4 длительности импульсов,25 который позволяет производить дополнительно регулировку длительности импульсов (ь ). Регулятор 4 длительности импульсов может применяться в случаях, если необходимо, чтобы в импульсе укладывалось четное или нечеткое число периодов несущей частоты, или требуется незначительно удлинить (уменьшить) длительность импульсов. С выхода регулятора 4 дли тельности импульсов сигнал проходит через второй 1 б и третий 19 ключи в блок 6 выбора сигнала, при этом если первый переключатель 17 находится в положении Включено", то в зави симости от того, какое число занесено в первый счетчик 18 такое же число импульсов поступит в блок 6 выбо" ра сигнала, Если требуется выдать в блок 6 выбора сигнала непрерывную 45 последовательность импульсов, то вход первого переключателя 7 отключают от выхода второго ключа 16. Если для испытания изделия яеобхо димо излучить несколько прямоугольных импульсов или один, то первый счетчик 18 через первый переключатель 17 подключают к выходу второго ключа 16, при этом второй вход первого 55 ключа 3 отключается от выхода перестраиваемого генератора 5 и заземляет ся. Таким образом, импульсы с выхода первого ключа 3 поступают на вход регулятора 4 длительности импульсов, где они подстраиваются по длительности, а затем с его выхода на первый вход второго ключа 16. В такт с опорными импульсами, поступающими на второй вход второго ключа 16, сфор мированные импульсы поступают на первый вход третьего ключа 19 и через первый переключатель 17 в первый счетчик 18. В первом счетчике 18 предо варительно устанавливается количество импульсов, которое должно быть выдано в блок 6 выбора сигнала. Импульсы с выхода второго ключа 16 поступают через третий ключ 19, открытый сигналом с выхода первого счетчика 18, в ячейку блока 6 выбора сигнала, одновременно с этим первый счетчик 18 считает занесенное в него число импульсов, а затем снимает напряжение с второго входа третьего ключа 19, ко. торый закрывается, и поступление импульсов в блок 6 выбора сигнала прекращается.С выхода блока 6 выбора сигнала сформированньй сигнал поступает в усилитель 7, а затем в усилитель 8 мощности, где осуществляется усиление сигнала по мощности до требуемой величины. С выхода усилителя 8 мощности сформированный сигнал поступает в излучатель 9, а затем в испытываемое изделие. Пройдя испытываемое изделие (не показано), сигнал посту" пает в приемник 10, а затем в предварительный усилитель 11, где происходит его предварительное усилеяие дотребуемой величины, С выхода предварительного усилителя 11 сигнал поступает в измеритель 14 задержки сигнала,нелинейный функциональный преобразователь 14 и измеритель 12 затухания.С выхода усилителя 8 мощности сигнал поступает в аттенюатор 29, гдеослабляется до заранее установленной величины а затем в первый преобразователь 30 напряжение-частота измерителя 12 затухания, где аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код,С выхода первого преобразователя 30напряжение-частота сигнал поступаетв третий счетчик 31, где запоминается,а также на вход второго триггера 34измерителя 14 задержки сигнала, данный триггер устанавливается в положение "1" и подает положительное откры"11 О 58 О 23 Подни см нающее напряжение на первый вход четвертого ключа 35, Счетные импульсыс делителя 2 частоты, поступающиена второй вход четвертого ключа 35,начинают проходить в пятый счетчик 536 и фиксироваться в нем. Как талькана выходе предварнтельнага усилителя11 появляется передний фронт принятога сигнала, второй триггер 34 устанавливается в положение "0", четвер в 10тый ключ 35 закрывается и на пятыйсчетчик 36 прекращают поступать счетные импульсы. Таким образом, происходит измерение задержки сигнала в кспы.тываемом изделии. Сигнал, поступающий 15но второй преобразователь 32 напряжение-частота с выхода предварительногоусилителя 11, преобразуется в цифровойкод и фиксируется в четвертом счетчике 33, Сигнал с выхода предварительного усилителя 11 также поступает навход вспомогательного усилителя 25 иусиленный да требуемой амплитуды поступает в палктран 26 нелинейного функциальнаго преобразователя 24. Политрон 26 представляет собой электроннуюлампу, например, ЛФ 9 Г, предназначенную для использонания в качестве основного элемента нелинейных функциональных преобразавателек с рабочими 30частотами до 1 МГц. С коллектарныхпластин палктрона 26 сигналы поступаютв основной усилитель 27, где происходит их окончательное усиление, и эаВНИИПИЗиивн 5593/3 тем в интегратор 28, где полученныйрезультат интегрируется и запоминается в счетчике, входящем в состав интегратора 28. Зятем путем опроса вводных цепей (например, при помощи переключателя), подключенных к индикатору,считывают; кзлученную частоту, поступающую с выхода второго счетчика 23;амплитуду излученного сигнала с учетам коэффициента ослабления в аттенюатаре 29, поступающую с выхода счетчика 31; амплитуду принятого сигнала,поступающую с выхода четвертого счетчика 33, с учетом коэффициента усиления в предварктельнам усилителе 11,величину адержки распространения сигнала в испытываемом изделии с выходапятого счетчика 36; результат вторичной обработки сигнала с выхода счетчика, входящего в состав интегратора2 Я нелинейнага функционального преобразователя 24,Использование изобретения позволяет повысить достоверность ультразвукового контроля. Предлагаемый блокуправления обеспечивает ныбар оптимальнага режима контроля, а нелинейный функциональный преобразовательг,озваляет с более высокой, чем в известных устройствах, вероятностьювыделять сигнал иэ помех, что особенно важно при Выянлснки локальныхдефектов в материалахбольшим зат ханкем