Устройство для контроля качества материалов ультразвуковым методом

(19) (11) А 1 ц 1) 4 С 01 И 29/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аюОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРыти(71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) Л.Н.Шутенко, М.С.Золотов и Я.А.Сериков(56) Авторское свидетельство СССР У 317968, кл. С 01 В 29/00, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устроиствам для неразрушщего контроля качества материаловультразвуковым методом, и может бытьиспользовано в строительстве, геологии, химии, машиностроении. Цельюизобретения является повышение эффективности контроля качества материалов в изделиях за счет осуществления сплошного контроля качестваматериалов и изделий, расширение области применения устройства за счетисключения необходимости прокладывания кабельных линий для передачи сигналов к регистрирующей аппаратуре.1288588 15 Устройство состоит из передающей 1 и приемной 2 частей, Оператор включает приемную часть 2, которая находится, например, в лаборатории, Схе.мой 7 сброса передающей части 1 уста- навливаются в исходное состояние первый 24, второй 26 и третий 28 триггеры, триггер 16 длительности, счетчик 18. Передающая часть 1 выносится на место контроля, На таймере 8 задается необходимое время индикации результатов контроля. Выходной импульс генератора 3 зондирующих импульсов, пройдя через исследуемый материал, принимается преобразователем 4, усиленный входным усилителем 5 поступает на вход усилителя 13 мощности и излучается антенной 14. Таймер 8 генерирует два отметочных импульса. Первый поступает одновременно с приходом информациониого сигнала и обеспечивает закрывание ключа 10 передатчика, второй, вырабатываемый по оконИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для неразрушающего контроля качества материалов. ультразвуковым методом, и может быть использовано в строительстве, геологии, химии, машиностроении.Цель изобретения - повышение эффективности контроля качества материалов в изделиях за счет осуществления возможности введения сплошного контроля качества материалов и изделий, расширение области применения устройства эа счет исключения необходимости прокладывания кабельных линий для передачи сигналов к регистрирующей аппаратуре.На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля качества материалов ультразвуковым методом.Устройство состоит из двух частей: передающей 1 и приемной 2. Передающая часть 1 состоит из последовательно соединенных генератора 3 зондирующих импульсов, ультразвукового преобразователя 4 и входного усилителя 5,чании необходимого отрезка времени,открывает ключ 10, В результате передающая часть 1 обеспечивает излучениетрех сигналов: импульса, управляющегоприемной частью 2; импульса, синхронного с зондирующим сигналом; импульса, синхронного с информационным сигналом. Первый импульс передатчикаобеспечивает сброс счетчика 18 импульсов, второго 26 и третьего 28триггеров в исходное состояние. Последующие два импульса измеряют и регистрируют время распространенияультразвука в исследуемом материале.Предлагаемое устройство позволяетповысить эффективность контроля качества материалов в изделиях за счетобеспечения оперативного сплошногоконтроля, снизить трудовые и материальные затраты на внедрение нераэрушающего контроля качества впроизводственных условиях.1 ил. задающего генератора 6, последовательно соединенных схемы 7 сброса передающей части, таймера 8, вторым входом соединенного с выходом входногоусилителя 5, триггера 9, вторым входом подключенного к второму выходусхемы 7 сброса передающей части, ключа 10, вторым входом подключенногок выходу задающего генератора 6, блока 11 задержки, усилителя-формирователя 12, вторым входом подключенногок выходу ключа 10, усилителя 13 мощности, соединенного вторым входом свыходом входного усилителя 5, и передающей антенны 14, усилителя 15, входом подключенного к выходу блока 11задержки, а выходом - к входу генератора 3 зондирующих импульсов. Приемная часть состоит иэ последовательносоединенных григгера 16 длительности,селектора 17 и счетчика 18 импульсов,генератора 19 опорной частоты, соединенного с вторым входом селектора,последовательно соединенных приемнойантенны 20 приемного усилителя 21,первого Формирователя 22, блока 23задержки, первого триггера 24 и ключа 25, выходом соединенного с вторымвходом счетчика 18 импульсов, а вто рым входом подключенного к второмувыходу первого формирователя 22,последовательно соединенных второготриггера 26, входы которого подключены к второму выходу блока 23 задержки, первого дифференцирующегоблока 27, третьего триггера 28, второго дифференцирующего блока 29 ивторого формирователя 30, первымвыходом подключенного к второму входу первого триггера 24, а вторым выходом соединенного с входом триггера 1516 длительности, схемы 31 сброса приемника, первым выходом подключеннойк третьему входу первого триггера24, а вторым выходом подсоединеннойк входам сброса счетчика 18 импульсов, второго триггера 26, третьеготриггера 28 и триггера 16 длительности, третьего формирователя 32, входомсоединенного с вторым выходом первого дифференцирующего блока 27, а выходом подключенного к третьему входутриггера 16 длительности, второй выход ключа 25 подсоединен к третьемувходу второго триггера 26 и третьемувходу третьего триггера 28, и регистратора 29, подключенного к выходусчетчика 18 импульсов.Устройство работает следующим образом.Оператором включается приемнаячасть, которая находится, например,в лаборатории.При этом схема 7 сброса передающей части вырабатывает импульс, устанавливающий первый, второй и третий 40триггеры 24-28 приемной части 2,триггер 16 длительности в исходноесостояние и сбрасывающий информациюсчетчика 18 импульсов на "0". В результате этого первый триггер 24 своим выходным потенциалом воздействуетна ключ 25 приемной части, удерживаяего в открытом состоянии. Передающая часть 1 устройства вы носится на место контроля.Выбирается переключателем необходимое время индикации результатов контроля на таймере 8.Ультразвуковые преобразователи 4 устройства устанавливаются на контролируемом изделии. Включается напряжение питания. Схема 7 сброса передающей части устанавливает триггер 9 передатчика и таймер 8 в исходноесостояние, При этом ключ 10 передающей части находится в открытом состоянии, благодаря воздействию потенциала триггера 9. Импульсы задающегогенератора 6 поступают через открытый ключ 10 на вход блока 11 задержки передающей части и усилителя-формирователя 12. На второй вход усилителя-формирователя 12 поступает задержанный импульс задающего генератора 6 от блока 11 задержки, которыйодновременно поступает через усилитель 15 на вход генератора 3 зондирующих .импульсов, Усиленные и сформированные сигналы от усилителя-формирователя 12 поступают на вход усилителя 13 мощности и излучаются.Выходной импульс генератора 3зондирующих импульсов вводится в исследуемый материал и принимается ввиде информационного сигнала ультразвуковыми преобразователями 4, Усиленный входным усилителем 5 информационный сигнал поступает на один извходов усилителя 13 мощности и, всвою очередь, излучается антенной 14.Одновременно выходной сигнал входного усилителя 5 воздействует на таймер 8. Этот блок при выработке необходимого отрезка времени генерируетдва отметочных импульса, поступающихна триггер 9 передающей части. Причемпервый импульс поступает от таймера8 одновременно с приходом информа-.ционного сигнала и обеспечивает закрывание ключа 10 передатчика посредством обеспечения необходимого запи"рающего потенциала от триггера 9,Второй импульс таймера 8, вырабатываемый по окончании необходимогоотрезка времени, вторично воздействует на триггер 9 и обеспечивает открывание ключа 10.Таким образом, на протяжении времени ичдикации схемы формированияи передачи импульсов устройства нефункционируют, так как импульсы задающего генератора 6 перекрыты ключом 10 передающей части,В результате описанного цикла пе-.редающая часть 1 обеспечивает излучение трех сигналов, принимаемых приемной частью: управляющего приемнойчастью; импульса, синхронного с зондирующим сигналом; импульса, синхронного с информационным сигналом.Первый сигнал через антенну 20,усилитель 21 приемной части и форми"1288588 5 10 15 20 Устройство для контроля качества материалов ультразвуковым методом, содержащее последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь и входной усилитель, последовательно соединенные триггер длительности, селектор и счетчик импульсов, генератор опорной частоты, соединенный с вторым входом селектора, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности контроля и расширения области применения, оно состоит из передающей и приемной частей, при этом передающая часть выполнена из задающего генератора, последовательно соединенных схемы сброса передающей части, таймера, вторым входом соединенного с выходом входного усилителя, триггера, второй вход которого подключен к второму выходу схемы сброса передающего канала, ключа, вторым входом подключенного к выходу задающего генератора, блока задержки, усилителя-формирователя, второй вход которого подключен к выходу ключа, усилителя мощности, соединенного вторым входом с выходом входного усилителя, и передающей антенны, усилителя, включенного между выходом блока задержки и входом генератора зондирующих импульсов, а приемная часть выполнена из последовательно соединенных приемной антенны, приемного усилителя, первого формирователя, блока задержки, первого триггера и ключа, выходом соединенного с вторым входом счетчика импульрователь 22 поступает иа блок 23 задержки приемной части, а также иаключ 25. Так как ключ 25 благодаряначальной установке первого триггера24 приемной части находится в открытом состоянии, то первый принятыйсигнал, поступающий на ключ 25 с выхода формирователя 22, подтверждаетисходное состояние триггеров 26 и 28,а также нулевое состояние информациисчетчика 18 импульсов. Этот же, нозадержанный блоком 21 задержки приемной части импульс поступаеч навход первого триггера 24, опрокидывает его и тем самым закрывает ключ 25.При этом последующие принятые сигналычерез ключ 25 не проходят. Второй принятый сигнал, соответствующий моменту генерирования зондирующего импульса, проходит через антенну 20, усилитель 21, формирователь 22 и блок 23 задержки приемнойчасти, воздействует на триггер 26.Выходной перепад напряжения второготриггера 26 преобразуется в положительный импульс первым дифференцирующим блоком 27, формируется третьим,формирователем 32 и опрокидываеттриггер 16 длительности. При этомимпульсы частоты заполнения от генератора 19 опорной частоты через открытый селектор 17 поступают иа входсчетчика 18 импульсов.Третий принятый сигнал, соответствующий моменту прихода на ультразвуковой преобразователь 4 информационного сигнала, проходит через антенну 20, усилитель 21 приемной части, формирователь 22, блок 23 задержки, устанавливает второй триггер 26в исходное состояние.При этом выходной перепад второготриггера 26 дифференцируется первымдифференцирующим блоком 27, воздействует на третий триггер 28, черезвторой диффереицирующий блок 29 ивторой формирователь 30 поступает нтриггер 16 времени и первый триггер 24,В результате этого прекращаетсяпоступление импульсов частоты заполнения от генератора 19 через селектор 17 на вход счетчика 18 импульсов,который индицирует величину временираспространения ультразвука междуультразвуковыми преобразователями,происходит открывание ключа 25. Регистратор 33 обеспечивает запись из 25 30 35 40 45 50 55 мереиной величины, таким образом, первый импульс передатчика из следующей серии, которая излучается после времени индикации, обеспечивает сброс информации счетчика 18 импульсов, а также установку второго и третьего триггеров 26 и 28 в исходное состояние. Последующие два импульса обеспечивают измерение и индикацию следующей величины времени распространения ультразвука в исследуемом материале,Устройство позволяет повысить эффективность контроля качества материалов в изделиях за счет обеспечения оперативного сплошного контроля, снизить трудовые и материальные затраты на внедрение неразрушающего контроля качества в производственных условиях. формулаизобретеиияЗаказ 7801/42 Тираж 799 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, Ж, Раушская наб., д, 45Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.11 роектная, 4 сов, а вторым входом подключенногок второму выходу первого формирователя, последовательно соединенныхвторого. триггера, входы которогоподключены к второму выходу блоказадержки, первого дифференцирующегоблока, третьего триггера, второгодифференцирующего. блока и второгоформирователя, первым выходом подключенного к второму входу первоготриггера, а вторым выходом соединенного с входом триггера длительности,схемы сброса приемной части, первымвыходом подключенной к третьему входу первого триггера, а вторым выходом подсоединенной к в"одам сбросасчетчика импульсов, второго триггера,третьего триггера и триггера длительности, третьего формирователя, входомсоединенного с вторым выходом первого дифференцирующего блока, а выходом подключенным к третьему входутриггера длительности, второй выходключа подсоединен к третьему входувторого триггера и третьему входутретьего триггера, и регистратора,подключенного к выходу счетчика импульсов.