Приемо-передающее устройство ультразвукового дефектоскопа

первый резистор 5 к управляющему входу первого тиристора 8, первый выводчетвертой обмотки 13 подключен черезвторой резистор б к управляющему вхо 5ду второго тиристора 9, а вторые выводы четвертой 13 и пятой 14 обмотокподключены соответственно к первомуи второму выводам входа усилителя 4.Симметричный параллельньп ограничитель может быть выполнен, например,из двух встречно-параллельно соединенных цепочек, состоящих из последовательно соединенных диодов.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 зондирующих импульсоввырабатывает затухающие зондирующиеимпульсы с высокочастотным заполне-,нием, определяющим частоту работы преобразователя, которые выделяются напервой обмотке 10 трансформатора 2.В состав генератора 1 зондирующих импульсов может входить, например, задающий мультивибратор, 25За счет индуктивной связи междупервой 10 и второй 11 обмотками трансформатора 2 колебания ультразвуковой частоты возбуждаются во вторичном контуре, состоящем из индуктивности второР обмотки 11 трансформатора 2, емкости преобразователя 3 исимметричного параллельного ограничителя 7, состоящего например из ипоследовательно соединенных диодов,включенных встречно-параллельно,Присоединение преобразователя 3 кгенератору 1 зондирующих импульсовчерез трансФорматор 2 обеспечиваетполучение зондирующего импульса ультразвуковых колебаний с узкии.спектром частот,В результате воздействия на обкладки преобразователя 3 переменногонапряжения ультразвуковоР частоты он 45возбуждает в контролируемом изделии(не показано) импульс ультразвуковыхколебаний. Отраженный от дна дефектов или иных неоднородностеР иэделияэхо-сигнал принимается тем же преоб 50разователем 3, работающим в совмещенном режиме, и возбуждает во .вторичном контуре электрические колебания той же частоты, амплитуда которыхпропорциональна величине принятогоэхо-снгнала.При протекании через симметричныйпараллельный ограничитель 7 малоготока падение напряжения на нем прямо пропорционально току. При увеличениипоследнего зависимость падения напряжения от протекающего тока приобретает нелинеРный характер и, достигнувпорога ограничения (зависит, например, от числа и типа используемыхдиодов) устанавливается на уровнепрактически не зависящем от величинытока,Эхо-сигналы от малых или глубокорасположенных дефектов, принятые преобразователем 3, возбуждают во вторичном контуре трансформатора 2 электрические колебания ультразвуковой частоты малой амплитуды, Если величинапоследней меньше указанного порогаограничения, то все напряжение этихсигналов как положительной, так и отрицательной полуволн, выделяется насимметричном параллельном ограничителе 7, а следовательно, и на входеусилителя 4, Колебания с большеР амплитудоР, т.е, возбуждаемые во вторичном контуре эхо-сигналами от крупных или близкорасположенных дефектов,на входе усилителя 4 ограничиваютсяна этом же уровне, а напряжение, соответствующее разности между абсолютными величинами амплитуд этих колебаний и уровнем ограничения, падает навторой обмотке 1 1 трансформатора 2При этом зондирующий импульс ограничивается в значительной мере. Для увеличения добротности вторичного контура во время возбуждения преобразователя 3 генератором 1 зондирующих импульсов, т.е, для уменьшения суммарного последовательного сопротивления вторичного контура и уменьшения напряжения, поступающего на вход усилителя 4 во время зондирующего,импульса, параллельно диодным цепочкам ограничителя 7 включены два встречно-параллельных тиристора 8 и 9, управляющие входы которых через резисторы 5 и 6 и третью 12 и четвертую 13 обмотки трансформатора 2 соответственно подключены.к их катодам, Причем начала второй 11, третьей 1 2 и четвертой 13 обмоток трансФорматора 2 должны быть сфазированы таким образом, что если начало второй обмотки 11 подключено непосредственно к параллельно включенным диодным цепочкам ограничителя 7, то начало третьей обмотки 1 2 подключено к катоду первого тиристора 8, а начало четвертойобмотки 13 через резистор 6 - к управляющему входу второго тиристора 9.Если при возбуждении преобразователя 3 высокочастотным напряжениемгенератора .1 зондирующих импульсовв первом положительном полупериодеколебании во второй обмотке .11 трансформатора 2 наводится электродвижущая сила (ЭДСОН такой полярности,что вывод А обмотки оказывается более положительным, чем вывод Р, тов течение этого полупериода открытойоказывается диодная цепочка, потенциал анода которой выше потенциала катода, а вторая диодная цепочка за- .крыта. Одновременно за счет индуктивной связи между первой 10 и третьей12 обмотками в последней наводитсяЭДС такой полярности, что управляющийвход первого тиристора 8 приобретаетболее положительный потенциал, чемего катод, что приводит к открытиюпервого тиристора 8 и шунтированиюим открытой диодной цепочки ограничителя 7. В то же время, ЭДС, на"водимая в четвертой обмотке 13, имеет такую полярность, что управляющийвход второго тиристора 9 оказываетсяболее отрицательный, чем его катод,что препятствует его открытию, Аналогично для второго отрицательногополупериода колебаний во вторичномконтуре открыта вторая диодная цепочка и закрыта первая цепочка ограничителя 7. Кроме того, за счет ЭДСв четвертой обмотке 13 открываетсявторой тиристор 9, шунтирующий открытую диодную цепочку. Первый тиристор8 закрыт за счет ЭДС обратной полярности в третьей обмотке 12 трансформатора 2. В следующем полупепиодевновь открыта первая диодная цепочкаограничителя 7 и первый тиристор 8,а закрыты вторая диодная цепочкаограничителя 7 и второй тиристор 9и т.д,Так как прямое сопротивление пере- хода управляющий электрод тиристора - его катод мало, то чтобы не происходило шунтирования обмоток 12 и 13 трансформатора малым сопротивлением перехода при включении тиристоров 8 и 9., используются резисторы 5 и б соответственно, задающие необходимый ток включения.При работе преобразователя 3 на прием амплитуда колебаний возбуждае 5 10 15 20 25.30 35 мых во вторичном контуре эхо-сигнала -ми от дефектов меньше суммарного порога ограничения п последовательносоединенных диодов ограничителя 7,поэтому они полностью выделяются напоследнем и, следовательно, на входеусилителя 4, а в обмотку 11 не проходят, тем самым ЭДС в обмотках 1 2 и13 не наводится и тиристоры не открываются, что исключает шунтированиевхода усилителя 4 во время работыустройства на прием,Таким образом, включение двухвстречно-параллельных тиристоров 8 и9 параллельно диодным цепочкам ограничителя 7 позволяет уменьшить суммарное последовательное сопротивление вторичного контура за счет поочередного шунтирования в каждом полупериоде, открытой диодной цепочки малым сопротивлением открытого тиристора, гораздо меньшим, чем прямое сопротивление п последовательно соединенных диодов, что увеличивает добротность вторичного контура в моментвозбуждения преобразователя 3 напряжением генератора 1 зондирующих импульсов независимо от частоты заполнения и длительности зондирующего импульса, а следовательно, увеличиваетамплитуду и мощность зондирующегоимпульса. Это повышает чувствительность приемопередающего устройстваультразвукового дефектоскопа и, следовательно, достоверность контроля. Вместе с тем, шунтирование не происходит во время работы устройства на прием, что исключает искажение принимаемых эхо-снгналов на входе усилителя 4.Кроме того, это уменьшает напряжение, поступающее на вход усилителя 4 во время зондирующего импульса, за счет шунтирования входа усилителя в каждом полупериоде малым сопротивлением открытого тиристора гораздо меньшим, чем суммарное сопротивление п последовательно соединенных диодов.При излучении зондирующего импульса максимальная амплитуда как положительной, так и отрицательной полу- волн остаточного синусоидального на" пряжения высокой частоты между второйобкладкой преобразователя 3 и вторымвыводом второй обмотки 11 трансформатора 2 равна, напряжению на открытомтиристоре. Для более полного подавления остаточного напряжения зондирую 1555663щего импульса на входе усилителя 4 и увеличения чувствительности приемо- передающего устройства ультразвукового дефектоскопа к близкорасположенным к поверхности ввода ультразвуковых колебаний деФектам, сокращения мертвой зоны, последовательно с вторым выво" дом входа усилителя 4 включена пятая обмотка 14 трансформатора 2 таким образом, что ее начало подключено к началу второй обмотки 11, а конец - к второму выводу входа усилителя 4.В момент зондирующего импульса за счет индуктивноР связи обмоток 10, 11 и 14 трансформатора 2 в обмотке 14 наводится ЭДС, направленная встречно ЭДС обмотки 11, и суммируясь с остаточным синусоидальным напряжением на тиристорах 8 и 9, подавляет его, причем количество витков этой обмотки должна быть достаточным, чтобы наводимая в ней ЭДС максимально подавляла остаточное напряжение зондирующего импульса на входе уси лителя 4. Вместе с тем, деРствие пятой обмотки 14 не сказывается во время эхо-сигналов, так как послед, ние, выделяясь на диодных цепочках ограничителя 7, не проходят в обмот ку 11 и не наводят встречно-направленную ЭДС в обмотке 14. Таким образом, изобретение позволяет устранить прохождение остаточного напряжения зондирующего импульса на вход усилителя в совмещенном режиме работы преобразователя, улучшить согласование усилителя с приемопередающим преобразователем в режиме 40 приема слабых сигналов, что повышает достоверность контроля. формула изобретения Приемопередающее устройство ультразвукового дефектоскопа, содержащеегенератор зондирующих импульсов,трансформатор с тремя обмотками, приемопередающий преобразователь, усилитель и первый и второй резисторы,выход генератора связан с первой обмоткой трансформатора, первая обкладка приемопередающего преобразователя -с первым выводом второй обмотки трансформатора, а первый вывод входа усилителя подключен к второР обкладкеприемопередающего преобразователя,отличающееся тем, что,с целью повьппения надежности устройства, оно снабжено симметричным параллельным ограничителем, первым ивторым тиристорами, трансформаторснабжен четвертой и пятой обмотками,симметричный параллельный ограничитель включен между вторым выводомвторой обмотки трансформатора и второй обкладкой приемопередающего преобразователя, первый и второй тиристоры соединены встречно параллельномежду собой и Параллельно с симметричным параллельным ограничителем,второй вывод второР обмотки соединенс первыми выводами третьей и пятойобмоток, второй вывод третьей обмотки подключен через первый резисторк управляющему входу первого тиристора, первый вывод четвертой обмоткиподключен через второР резистор куправляющему входу второго тиристора,а вторые выводы четвертой и пятой обмоток подключены соответственно кпервому и второму выводам входа усилителя,1555 ббЭСоставитель С, Ховинская Редактор Н. Бобкова Техред А.Кравчук Корректор С.йевкунЗаказ 553 Тираж 502 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101