Ультразвуковой дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 11С 0 1 Х 2 9 / 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ те использ ных изд вляозмож ется раностейчувствиличной ния аз исхопо о тро цевых ба, с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР Иф 675856, кл. С 01 М 29/04, 1979.Авторское свидетельство СССР Р 419784, кл, С 01 И 29/04, 1976. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к област неразрушающего контроля и может быт вано при контроле толсто лий. Целью изобретения я ширение функциональных в рибора за счет выравнива ельности контроля слоев лубины. При контроле про лючение концентрических еобраэователей и сдвиг с хронный с увеличением мощ ти акустического луча, компенсируетзатухание и рассеяние ультразвука вматериале, а строб препятствует влиянию ближней. зоны, отодвигая зонуконтроля. 3 ил.Изобретс ние относится к облас ги нс разрушающего контроля и может быть использовано при контроле толстостенных изделий.Пелью изобретения янляется расширение функциональных возможностей прибора за счет ныравнивания чувствительности контроля слоен различной глубины, 10Па фиг. 1 приведена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы; на фиг. 3 - кривые зависимости размера акустического 15 блока от глубины.Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, коммутатор 2, параллельно включенные и цепей, содержащих и 20 генераторов 3 и и концентрически установленных преобразователей 4,состав;1 яющих акустический блок 5, последовательно соединенные усилитель 6,автоматический сигналиэатор 7 дефектов и 25 ис 11 олнительный механизм 8, индикатор 9, соедш 1 енный с выходом усилителя 6, и генератор 10 строба, включенный между коммутатором 2 и вторым входом уси,1111 теля 6 и соединенный с синхрониза тором 1, иключей 11 и сумматор 12, выход которого соединен с усилителем 6, а вход - с выходами ключей 11,входы ключей 11 соединены с нецентральными преобразователями 4, коммутатор35 2 выполнен н виде делителя 13 частоты, исхем И 14, выходы которых соединены с генераторами 3, дешифратор 15, вход которого подключен к выходу делителя 13 частоты, а вЬ 1 ходы - к 40 входам схем И 14 и управляющим входам ключей 11, одна из и параллельных цепей включена между выходом делителя 13 частоты и входом сумматора 12 и содержит центральный преобразователь 45 4 акустического блока 5, а радиусы преобразователей 4 выбраны так, что площадь акустического блока соотнетстнуат уравнению50з = 1 сги,где 11 - коэффициент пропорциональности;г =г- глубина и-го слоя;допустимая погрешность измерений.Ультразвуковой дефектоскоп работает следу 1 ощим образом. Импульсы синхронизатора 1 с частотой Г, поступают г делитель 13 частоты коммутатора 2, где формируютсясоимпульсы с частотой Г = в ; Гис 1 о 1 о--- и г = в , где и - колии и и.1честно пьезоэлементов в преобразователе 4,При этом частота Г, выбирается нзависимости от величины условногослоя, на которые разбито все сечениеконтролируемого изделия.С делителя 13 частоты первый импульс частотой Г, поступает в дешифратор 15 коммутатора 2 и формирует навыходе прямоугольный импульс (эпюраа) длительностью Т = 1/Г одновременно первый импульс частотой Г 1 запускает генератор 3 зондирующих электрических импульсов (эпюра Г 1), Генератор 3 возбуждает центральный пьезопреобразователь 4, Диаграмма направленности у малого центрального пьезоэлемента круговая (сферическая), направлена в материал изделия и не имеет ближней зоны, Поэтому центральнымпреобразователем 4 проверяется припонерхностная зона изделия (примыкающаяк акустическому блоку 5), Одновременно с импульсом г 1 с третьего выходаделителя 13 частоты поступает импульс Гз на запуск генератора 10строб-импульса (эпюры Г и с), в результате чего вырабатывается прямоугольный импульс с, Длительностьэтого импульса равна периоду следования синхроимпульсов Г , которые поступают на второй вход генератора 10строб-импульсов. Если в период действия строб-импульса в этом условномслое появляется эхосигнал от дефекта(не показан), последний возбуждаетцентральный преобразователь 4, работающий н это время приемником,преобразуется им в электрический сигнал,который поступает на вход в сумматор 12, затем на вход усилителя 6,где он селектируется строб-импульсомгенератора 10, и, если его амплитудапревышает порог срабатывания блокаАСД, включается исполнительный механизм 8,который, например, делает маркиратором отметку на контролируемомизделии (не показаны) или прекращаетперемещение изделия. Визуально эхосигнал отображается на индикаторе9, После этого с первого выхода делителя 13 частоты поступает на дешифратор 15 второй импульс Г в результате чего вырабатывается ца выходе прямоугольный импульс Ь (эпюра Ь) . Одновременно второй импульс Г, поступает на схему И 14 при совпадении их с импульсами Ь, проходит на запуск генераторов 3, которые возбуждают одновременно центральный и первый коль цевой преобразователи 4, в результате чего формируется уже направленный ультразвуковой луч и более мощныйчем точечный, который прозвучивает более глубинный слой материала 15 контролируемого изделия. Одновременно со вторым импульсом Г, с третьего выхода делителя 13 частоты на запуск генератора 10 строб-импуцьсов поступает следующий управляющий импульс Й, 20 который по отношению к второму импуль. су Г, сдвинут на промежуток Т, = 1/Гс (энюры Ь и Г,), т.е. длительность и положение строб-импульса охватывает второй условный слой контролируемого 25 материала. В этом случае фиксируются только дефекты, находящиеся н пределах этого слоя, т.е. выше и циже этого слоя дефекты фиксироваться не будут, дважды один и тот же дефект не 30 будет зафиксирован,(2-й импульс эпюры с).Аналогичным образом возбуждаются, подключаясь, все новые и новые кольцевые пьезоэлементы преобразователей 4, одновременно с этим синфазно по временной развертке индикатора 9 перемещается строб-импульс, который осуществляет сброс выходных импульсов и устанавливает дешифратор в ис ходцое состояние. Тем самым подготовлен новый цикл проверки дефектоскопом по слоям контролируемого изделия, Зто позволяет выравнивать чувствительность дефектоскопа к равновеликим дефектам, находящимся на различной глубине (фиг. 3), с помощью изменения площади преобразователя 4 в режим излучения и приема, Известно, что амплитуда эхосигнала определяется выражениемР з,з-28 гР 3 г ггесгде Р, - амплитуда излученного сигнала;Р - амплитуда принятого сигнала;в, - площадь пьезопреобразонателя; з - площадь отражателя (дефекта);- длина волны;г - расстояние до отражатепя;коэффициент затухания.РЗависимость - = Г(г) определяетсяРоизвестной АРД-диаграммой, но можно с изменением расстояния г изменять вРтак что - = соизС, Такой случай при 1Роведен на фиг. 3, где з = 3 мм залегает на глубинах от 100 до 500 мм, а размер пьезопреобраэователя меняется от 1,5 до 10 мм для частоты 2,5 МГц, или от 2 до 14 мм для частоты 1,8 Мгц.Ероме того, изменение радиуса пьезопреобразователя 4 влияет не только на чувствительность дефектоскопа, но и определяет ближнюю зону преобразоа 2вателя которая равна г - в . Та)иеким образом, для контроля оценки размеров дефектов на больших глубинах радиус а увеличивается, но и увеличивается ближняя зона г , которая не оказывает влияния на результаты контроля. С уменьшением а (для близкорасположенных дефектов) уменьшается и г, т.е, неравномерность акустического поля данной зоны опять не оказываетвлияния на амплитуды эхосигнала(фиг. 3), что позволяет проводитьконтроль изделий большой толщины безподстройки, расширяя функциональныевозможности прибора.формула и э о б р е т е н и яУльтразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, коммутатор, параллельно включенные и цепей, содержащих и генераторов и и концентрически установленных преобразователей, составляющих акустический блок, последовательно соединенные усилитель, автоматический сигнализатор дефектов и исполнительный механизм, индикатор,соединенный с выходом усилителя, и генератор строба, включенный между коммутатором и вторым входом усилителя, и соединенный с синхронизатором, о т л и ч а ю щ н й ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен иключами и сумматором, выход которого соедицсц с усилителем, а,вход - с выходами ключей, входы ключей соединены с нецен.т1364974 ральными преобразователями, коммутатор выполнен в виде делителя частоты,исхем И, выходы которых соединеныс генераторами, дешифратора, вход которого подключен к выходу делителячастоты,а выходы - к входам схем И иуправляющим входам ключей, одна из ипараллельных цепей включена между выходом делителя частоты и входом сумма тора и содержит центральный преобразователь акустического блока, а радиусы преобразователей выбраны так, чтобы плошадь акустического блока соответствовала уравнениюв= 1 сг где 1 - коэффициент пропорциональности; г - глубина слоя; гр., 1 ю- допустимая погрешность измерений.364974 Составитель А, Олохтонов Техред Л,Сердюкова Эрдейи Редактор оррек ньк Заказ 6591/ 3/ Тираж 84 Б 11 ИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подписное го комитета ССС й и о ытиинаб д. 4/5 ушска 1 роизно;н тн нн полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная