Ультразвуковой дефектоскоп

(5 Н 5 С) ОСУДАРСТ В Е ННЫ ИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ апа, всем САНИЕ ИЗОБ(71) Всесоюзн ый научно-исследовател ьский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля и качества материалов(56) Авторское свидетельства СССР М 1024828, кл. С 01 К 29(04. 1983.Авторское свидетельство СССР Я 1385064, кл. 6 01 й 29(04, 1988.(54) УГЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП Изобретение относится к области не- разрушающих испытаний ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля материалов и иэделий в машиностроении, энергетике и других ограслях промышленности, например, при контроле плит, труб, элементов конструкций различных сооружений, энергетического оборудования и т.д.Целью изобретения является повышение достоверности, контроля за счет учета фактической амплитудной характеристики приемного тракта дефектоскопа. На фиг. 1 представлена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа, на фиг, 2 - временные диаграммы. поясняющие его работу.Ультразвуковой дефектоскоп содержит фиг. 1) синхронизатор 1, распределитель 2 импульсов, генераторно-приемный блок 3,57) Изобретение а)носл 1 ся к области керазрушающих исг 1 ытаний ультразвуковым методам и макет быть использована для контроля ма гериа/1 ав и иэде.ий, Цель изобретения - павышечие дастаьгрности контроля за счет учета фактической амплитудной арактеристики приемнага тракта дефектоск Цифровое преобразование сигналов во требуемом динамическом длапаэоне амплитуд с адновре;)е 1 чным г)р.ведением реальной амплитудной характер;",стихи приемного тракта де:рехтоскопа к расчетной амплитудной харакЕристике в реальном масштабе времени позволяет повысить достоверность и пааиэвадительнасть кон-, - роля, 2 ил. аналсга-цифровой преобразователь (АЦП) 4, первое и второе аг)ера 1 нв)-ь 1 е запоминающие устройства 5 и б сумл)агар (, первый блок 8 сравнения, элемен) 9 совпадения, ф регистр 10, кварцевый генератор 11, счетчик 12 импульсов, второй блск 13 сравнения, ф третье оперативное запоминающее устройство 14 и цифровой преобразователь 15.Выход кварцевого генератора 11 соединен с первыми входами АЦП 4. счетчика 12 импульсов, элемента 9 совпадения и с входом синхронизатора 1, выход которого подключен к второму входу счетчика 12 импульсов, к первому входу регистра 10 и кваяй входу распределителя 2 импульсов, подсоединенного выходами к первым п входам оперативных запоминающих устройств 5, 6 и 14 и. цифрового преобразователя 15 и к входам генератооно-приемнога блока 3, выход которого соединен с втарыл 1 входамГенерэторно-приемный блок 3 состоит из п генераторов 16-18 зондирующих импульсов, л ультразвуковых преобразователей 19-21, коммутатора 22 и усилителя 23, выход которого является выходом блока. Генераторы 16-18 зондирующих импульсов, входы которых являются входами блока, подсоединены входами к первым и входам коммутатора 22 и выходами - к входам соответствующих и ультразвуковых преобразователей 19-21, вьходы которых соединены с остальными 2 л входами коммутатора 22, подключенного выходом к входу усилителя 23,Ультразвуковой дефектоскоп работаетследующим образом,Кварцевый генератор 11 вырабатывает высокостабильные высокочастотные импульсы (фиг, 2 а), из которых в синхронизаторе 1 формируются синхроимпульсы. Поступая на первый вход счетчика 12 импульсов, они служат импульсами отсчета координаты (времени распространения), поступая на первый вход АЦП 4; служат импульсами анолого-цифрового преобразования, а проходя через элемент 9 совпадения на пятый вход регистра 10, они являются 35 40 45 Счетчик 12 импульсов подключен выходом к (и+1)-му входу первого оперативного запоминающего устройства 5 и к второму входу регистра 10, Выход АЦП 4 соединен с (и+1)-м входом цифрового преобразователя 5 15, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков 8 и 13 сравнения и к третьему входу регистра 10. Второй блок 13 сравнения подсоединен вторым входом к выходу оперативного зало минающего устройства 5 и выходом - к (л+1)-му входу оперативного запоминающего устройства 14, к второму входу элемента9 совпадения и к четвертому входу Регистра 10, подключенного пятым входом к выходу элемента 9 совпадения, первым выходом - к (и+2)-му входу третьего оперативного запоминающего устройства 14 и к (л+1)-му входу оперативного запоминающего устройства 6 и вторым выходом - к первому входу сумматора 7 и к второму входу блока8 сравнения, выход которого соединен с третьим входом элемента 9 совпадения. Сумматор 7 подсоединен вторым входом к выходу второго оперативного запоминающего устройства 6 и выходом - к (л+3)-му входу третьего оперативного запоминающего. устройства 14, выходная шина которого является выходом дефектоскопа и соединена с регистратором (на фиг. 1 не обозначен), информационная шина которого предназначена для подключения к датчикам пространственных координат,импульсами записи в регистр 10 текущих параметров сигнала. Синхроимпульсы с выхода синхронизатора 1(фиг, 2 б) распределяются распределителем 2 (фиг. 2 в) по каналам генераторно-приемного блока 3, например, циклически последовательно и определяют начало циклов прозвучивания, запуская соответствующий генератор 16 - 18 зондирующих импульсов, который, в свою очередь, возбуждает соответствующий ультразвуковой преобразователь 19-21. Этими же импульсами сбрасывается в ноль счетчик 12 импульсов по второму входу и регистр 10 по первому входу,Распространяющиеся,в контролируемый объект ультразвуковые колебания отражаются от его неоднородностей и принимаются соответствующим ультразвуковым преобразователем. Эхо-сигналы поступают через открытый канал коммутатора 22 на вход логарифмического усилителя 23, в котором они усиливаются и производится двухполупериодное детектирование сигнала. Видеосигнал с выхода генераторно-приемного блока 3 поступает на второй вход АЦП 4, где оцифровывается с частотой импульсов кварцевого генератора 11. Цифровой код текущего значения амплитуды принимаемого оцифровываемого сигнала с выхода АЦП 4 одновременно преобразуется в цифровом преобразователе 15 (фиг. 2 г, сигнал) по заранее записанной в него функции преобразования, Данная функция записывается в цифровой преобразователь 15 перед началом контроля с помощью известного программатора (не показан) и рэссчитыватся из условия получения требуемой (расчетной амплитудной характеристики приемного тракта из его Реальной (фактической) амплитудной характеристики.Преобразованный код текущего значения амплитуды сигнала поступает на вход регистра 10 по третьему входу, а также на вход второго блока 13 сравнения, в котором в текущем времени сравнивается в цифровом виде с кривой уровня регистрации, Кривая уровня регистрации поступает с выхода первого оперативного запоминающего блока 5 (фиг. 2 г, сигнал 1), куда записывается перед началом контроля с помощью известного программатора, При превышении в такте преобразования принятым сигналом уровня регистрации на выходе второго блока 13 сравнения (фиг. 2 д) появляется высокий логический уровень. В первом блоке 8 сравнения сравниваются текущее значение амплитуды сигнала с выхода цифрового преобразователя 15 и содержимое регистра 10, куда записывается наибольшее текущее5 10 15 20 25 30 45 50 55 значение амплитуды обрабатываемого сиг нала.Низкий логический уровень на выходе первого блока 8 сравнения появляется во время превышения текущим значением амплитуды обрабатываемого сигнала значения амплитуды, содержащегося в данном такте преобразования в регистре 10. Этим логическим уровнем стробируется работа элемента 9 совпадения, который при наличии низкого логического уровня на его третьем (стробирующем) входе работает как логический элемент И по его первому и второму входам. Поэтому при превышении обрабатываемым сигналом уровня регистрации и до достижения сигналом своего максимума импульсы с выхода кварцевого генератора 11 будут проходить через элемент 9 совпадения и поступать на вход регистра 10 в качестве импульсов записи.При снижении амплитуды обрабатываемого сигнала от зарегистрированного в регистре 10 максимума до уровня регистрации текущее значение амплитуды сигнала меньше амплитуды, записанной в регистре 10, и высокий логический уровень с выхода первого блока 8 сравнения (фиг. 2, е) блокирует элемент 9 совпадения, В регистре 10 параметры максимума обрабатываемого сигнала сохраняются до момента записи их в третье оперативное запоминающее устройство 14. С первого выхода регистра 10 (фиг. 2 ж) код координаты максимума извлекает из второго оперативного запоминающего устройства б соответствующее значение коррекции амплитуды сигнала, учитывающее фактическую чувствительность преобразователя, Кривая учета фактической чувствительности преобразователя записывается во второе оперативное запоминающее устройство б перед началом контроля с помощью программатора.Скорректированное на сумматоре 7 значение зарегистрированного максимума амплитуды сигнала поступает с его выхода на вход оперативного запоминающего устройства 14, куда также поступают значения его координаты (времени распространения) с первого выхода регистра 10 и информация в виде цифрового кода от датчиков пространственных координат положения преобразователей 19-21. При снижении амплитуды обрабатываемого сигнала ээ уровень Регистрации фронтом изменения уровня на , выходе блока 13 сравнения (фиг. 2 д, сигнал 1) производится запись параметров дефекта в третье оперативное запоминающее устройство 14, затем производится сброс в ноль регистра 10 (фиг 2 д, сигнал 11), чем подготавливается схема дефектоскопз к регистрации следующего эхо-сигнала, Третье оперативное запоминающее устройство 14 выполнено с последовательной записью (выборкой), т.е. после очередной записи параметров открывается следующая ячейка для новой записи. Объем третьего оперативного запоминающего устройства 14 определяется необходимым количеством регистрируемых дефектов, а также воэможностями оперативного считывания иэ него информации на регистратор. В качестве регистратора может выступать, например, ЭВМ со своими периферийными устройствами, которая одновременно может также являться и программатором при записи кривых в цифровой преобразователь 15 и оперативные запоминающие устройства 5 и б. В случае одноканального варианта дефектоскопа (при п=1) его схема упрощается, а также отпадает надобность в распределителе 2 импульсов и коммутаторе 22,Использование изобретения позволяет повысить достоверность и производительность контроля за счет цифрового преобразования сигнала с одновременным приведением реальной амплитудной характеристики приемного тракта дефектоскопа к расчетной в реальном масштабе времени. Формула изобретения. Ул ьтразву ко вой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор и распределитель импульсов, аналого-цифровой преобразователь, первое и второе оперативные запоминающие устройства, сумматор, первый блок сравнения, элемент совпадения, регистр и генераторно-приемный блок, и входов которого подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет учета фактической амплитудной характеристики приемного тракта дефектоскопа, он снабжен счетчиком импульсов, вторым блоком сравнения третьим оперативным эапоминзющим устройством, цифровым преобразователем и кварцевым генератором, выход которого соединен с входом синхронизатора и с первыми входами элемента совпадения, аналогоцифрового преобразователя и счетчика импульсов, подключенного вторым входом к выходу синхронизатора и к первому входу регистра. выходом - к второму входу регистра и к (и+1)-му входу первого оперативного запоминающего устройства, первые и входов которого соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, с и входами цифрового преобразователя и спервыми и входами второго и третьего оперативных запоминающих устройств, выход генераторно-приемного блока соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к 5 п+1)-му входу цифрового преобразователя, подсоединенного выходом к первому входу первого блока сравнения, к третьему входу регистра и к первому входу второго блока сравнения, подключенного вторым входом 10 к выходу первого оперативного запоминающего устройства, выходом - к (и+1)-му входу третьего оперативного запоминающего устройства, к второму входу элемента совпадения и четвертому входу регистра, сое диненного пятым входом с выходом элемента совпадения, первым выходом - с (и+2)- м входом третьего оперативного запоминающегоустройства и с (о+1)-м входом второго оперативного запоминающего устройства, вторым выходом - с первым входом сумматора и вторым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом элемента совпадения, сумматор подсоединен вторым входом к выходу второго оперативного запоминающего устройства, выходом - к (и+3)-му входу третьего оперативного запоминающего устройства, информационная шина которого предназначена для подключения к датчикам пространственных координат, а выходная шина является выходом дефектоскопа..Шевкун иэводственно-издательский комбинат "Патент", г,.ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 1394 ВНИИПИ Госуд Составитель И.АрдашеваТехред М. Моргентал Коррек Тираж 401 Подписноенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5