Ультразвуковой дефектоскоп

(19) 94 С 01 И 2 ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ЗОБРЕТЕН ОПИС А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ (57) Изобретение отн ствам неразрушающего лий ультразвуковым м быть использовано в лях промышленности, контроле качества то делий. Целью изобрет вышение производите за счет автоматическ оптимальной для глуб ФЕ ОПустройиздеосится к контрол и может ых отра етодо ое объедира де ьство СССР9/04, 1984.тво СССР29/04, 1986(56) Авторское свидетелР 1065768, кл. С 01 И 2Авторское свидетельсР 1364974, кл. С 01 И в частности, при лстостенных изения является польности контроля ого формирования ины обнаружения147 118 дефекта диаграммы направленности. Приотсутствии дефекта через открытыецифровые ключи 13 блока 5 коммутатора импульсы с выхода делителя 21 частоты запускают и генераторов, возбуждающих пьезопреобразователи акустического блока 2, эхо-сигналы с выхода которых через аналоговые ключи14 могут поступать на входы сумматора 6 и далее на индикатор 10, При появлении эхо-сигналов дефекта в временных воротах селектора 22 они через Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделийультразвуковым методом и может бытьиспользовано в различных отрасляхпромышленности, в частности при конт"5роле качества толстостенных изделий,Цель изобретения - повышение производительности контроля за счет автоматического формирования оптимальной для глубины обнаружения дефектадиаграммы направленности,На фиг.1 представлена структурнаясхема ультразвукового дефектоскопа;на фиг.2 - временные диаграммы его 15работы.Дефектоскоп. содержит синхронизатор 1, акустический блок 2, блок 3иэ и генераторов 4, коммутатор 5, последовательно соединенные сумматор 6, 20усилитель 7, автоматический сигнализатор 8 дефектов, исполнительный механизм 9 и индикатор 10, акустический блок 2 содержит (и) кольцевыхпьезопреобразователей 11, центральный дисковый преобразователь 12, соосный с кольцевыми пьезопреобразователями 11, коммутатор 5 содержит(и"1) цифровых ключей 13 и (и) аналоговых ключей 14, первый выход синхронизатора 1 соединен с первыми входами цифровых ключей 13, входы (и)генераторов 4 соединены с выходамицифровых ключей 13, вход и-го генератора 4 соединен с выходом синхронизатора 1, выходы (и) генераторов 4соединены с соответствующими кольце-выми преобразователями 12 и первымивходами аналоговых ключей 14 выход блок 23 задержки переключают датчик24 дефектов в противоположное состояние, Блок 15 памяти запоминает их временное положение относительно зондирующего импульса и оставляет открытыми такое количество цифровых 13 и аналоговых 14 ключей, которое соответствует возбуждению определенного числа пьезопреобразователей акустического блока 2, формирукщего диаграмму направленности требуемого вида. 2 ил. п-го генератора 4 соединен с центральным дисковым преобразователем 12и первым входом сумматора 6, остальные (и) входов которого соединеныс соответствующими выходами аналоговых ключей 14, вторые входы которыхсоединены с соответствующими входамицифровых ключей 12, блок 15 памяти,содержит (и) ячеек 16 памяти,(п) устройств 17 сброса и (п)устройств 18 записи, синхронизаторвыполнен из последовательно соединенных задающего генератора 19 и счетчика 20 и делителя 21 частоты, автоматический сигнализатор 8 дефектов выполнен из последовательно соединенных временного селектора 22, блока 23задержки и датчика 24 дефектов, входделителя 21 частоты соединен с выходом задающего генератора 19, выход.делителя 21 частоты является первымвыходом синхронизатора 1 и соединенс вторым входом датчика 24 дефектов,являющегося вторым входом автоматического сигнализатора 8 дефектов,второй выход временного селектора 22является первым выходом автоматического сигнализатора 8 дефектов, второйвход блока 23 задержки является третьим входом автоматического сигнализатора 8 дефектов и соединен с выходом задающего генератора 19, являющегося вторым выходом синхронизатора 1, второй выход усилителя 7 соединен с входом индикатора 10, первыйвход управления каждого нз (и) устройств 17 сброса объединен.с аналогичным вхопом устройства 1 8 записи исоединен с соответствующим выходомсчетчика 20, вторые входы устройсть17 сброса объединены и подключены кинверсному выходу датчика 24 дефектов, вторые входы устройств 18 записиобъединены и подключены к прямому выходу датчика 24 дефектов, входы сброса и записи ячеек 16 памяти соответственно соединены с выходами соответствующих устройств 17 сброса и устройств 18 записи, а выходы " с соот"ветствующими вторыми входами цифровых ключей 13Дефектоскоп работает следующим образом,Частота следования импульсов задающего генератора 19 (эпюра а,фиг.2),делится делителем 21 частоты на и,где п - общее число пьезопреобразователей в акустичес.ом блоке 2. Импульсы о с делителя 21 поступают на цифровые ключи 13 коммутатора 5, на входдатчика 24 дефектов и непосредственно на запуск генератора 4, возбуждающего центральный дисковый пьезопреобразователь 12 акустического блока 2.Кроме того, импульсы задающего генератора 19 поступают на вход счетчика20,в результате чего на ивыходахего появляются импульсы б, сдвинутыеотносительно друг друга.С приходом импульса О датчик 24дефектов устанавливается таким образом, что на прямом выходе появляетсяпотенциал (эпюра е), разрешающий прохождение импульсов Ь через устройство 18 записи, а на инверсном выходедатчика 24 дефектов нулевой потенциал (начало эпюры ж). Таким образом,через устройство 18 записи проходят40импульсы счетчика 20 и на выходе имеются импульсы ц., которые поочереднонакапливаются в соответствующих ячейках 16 блока 15 памяти (эпюры л).Сформированные потенциалы Л являютсяуправляющими для цифровых 13 и аналоговых 14 ключей коммутатора 4.Таким образом, в течение первогопериода на входах всех цифровых ключей 13 появляются разрешающие сигналы 50для происхождения импульсов о делителя 21 частоты, которые во время прохода на их управляющие входы второгоимпульса делителя 21 (эпюра б) запускают генераторы 4 зондирующих импульсов кольцевых пьезопреобразователей11 акустического блока 2, В это жевремя второй импульс делителя 21 частоты запускает центральный дисковый пьезопреобразователь 12 акустического блока 2. В результате формируется суммарная диаграмма направленности акустического блока для проверки качества всей толщины иэделия вторыми импульсами на эпюре м.При обнаружении дефекта (эпюра г) дефектоскоп определяет расстояние до него и изменяет площадь акустического блока 2 так, чтобы чувствительность его была оптимальной для данной глубины залегания дефекта. Принятый эхосигнал г пьезопреобразователями 11 и 12 акустического блока 2, работающего в режиме приема, проходит через аналоговые ключи 14, так как они открыты импульсами , Эхо-сигналы от кольцевых пьезопреобразователей 11 суммируются сумматором 6, усиливаются усилителем 7 и отображаются на индикаторе 10.Кроме того, эхо-импульс 2 с усилителя 7 проходит через временной селектор 22, который управляется строб- импульсом зоны контроля. Прошедшие импульсы идут на управление исполнительным механизмом 9, например маркиратором, а также в блок 23 задержки, который вырабатывает импульсс передним фронтом, совпадающим во времени с передним фронтом эхо-импульса, а задним - с ближайшим синхроимпульсом генератора 19. Задним фронтом импульсавозвращается датчик 24 дефектов в исходное состояние, т.е. на прямом выходе появляется нулевой потенциал, который запрещает проходить импульсам 1 через устройство 18 записи, а на инверсном выходе появляется разрешающий единичный потенциал, по длительности равный промежутку времени от момента прихода импульсадо конца периода, т.е. импульса Б, и определяющий количество импульсов 5, которые успеют пройти через устройство 1 8 записи и сбросят потенциал с нижележащих ячеек 16 памяти, эпюра Ь - нулевой потенциал, т,е. за претят прохождение импульсов через соответствующие цифровые 13 и анало- говые 14 ключи коммутатора 5.(и) кольцевых пьезопреобразователей 11 соосны с центральным дисковым пьезопреобразователем 12, причем радиусы их выбраны так, чтобы площадь акустического блока 2 соответствова 2ла уравнению Б= Кг, где К - коэф 5 147 фициент пропорциональности, г " глубина слоя и г 1, ,- допус" тимая погрешность измерения диаметра дефекта.Дефектоскоп позволяет повысить производительность послойного контроля за счет автоматического перехода от формирования суммарной диаграммы направленности при отсутствии дефектов к формированию оптимальной для данной глубины залегания дефекта диаграммы направленности путем включения того или иного количества концентрически расположенных пьезопреоб-. разователей в акустическом блоке.Формула изобретенияУльтразвуковой дефе кто скоп, содержащий синхронизатор, акустический блок, блок из и генераторов, коммутатор, последовательно соединенные сумматор, усилитель, автоматический сигнализатор дефектов и исполнительный механизм и индикатор, акустический блок выполнен из (и) кольцевых пьезопреобразователей и соосного им центрального дискового пьезопреобразователя, коммутатор выполнен из (и) цифровых ключей и (и) аналоговых ключей, первый выход синхронизатора соединен с первыми входами цифровых ключей, входы (и) генераторов соединены с выходами цифровых ключей, а вход и-го генератора соединен с первым выходом синхронизатора, выходы (и) генераторов соединены с соответствующими кольцевыми пьезопреобразователями и первыми входами аналоговых ключей, выход и-го ге-. нератора - с центральным дисковым пьезопреобразователем и первым входом сумматора, остальные (и) входов которого соединены с соответствующими 11 18 6выходами аналоговых ключей, вторыевходы которых соединены с соответствующими вторыми входами цифровых ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 5что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен блоком памяти из (и) ячеек памяти, (и)устройств сброса и (п) устройствзаписи, синхронизатор выполнен из последовательно соединенных задающегогенератора и счетчика и делителя частоты, автоматический сигнализатор деФектов выполнен из последовательносоединенных временного селектора,блока задержки и датчика дефектов,вход делителя частоты соединен с выходом задающего генератора, а выходявляется первым выходом синхронизатора и соединен с вторым входом датчика дефектов, являющегося вторимвходом автоматического сигнализаторадефектов, второй выход временного селектора является первым выходом авто 2 я матического сигнализатора дефектов,второй вход блока задержки являетсятретьим входом автоматического сигнализатора дефектов и соединен с выходом задающего генератора, являющегосявторым выходом синхронизатора, второйвыход усилителя соединен с входом индикатора, первый вход управления каждого из (и) устройств сброса соединен с аналогичным входом устройствазаписи и соответствующим выходом 35счетчика, вторые входы устройствсброса объединены и соединены с инверсным выходом датчика дефектов,вторые входы устройств записи объеди О иены и соединены с прямым выходомдатчика дефектов, входы сброса и записи ячеек памяти соединены с выходами соответствующих устройств сбросаи устройств записи; а выходы - с со ответствующими вторыми входами цифровых ключей.рректор О.Кравцова По изобретениям Раушская н омитета и осква, Жагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Заказ 1602/4 ВНИИПИ Госуд Тираж 7 рственного к 113035, М