Ультразвуковой дефектоскоп

(5ааай (ф О 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 21) 4793145/2822) 20.12.8946) 07.03,92, Бюл. М 971) Организация Гермес"72) С, Д. Яненков53) 620,175.16(088.8)6) Авторское свидетельство СССРМ 564592, кл. 0 01 М 29/04, 1975.Авторское свидетельство СССРМ 1446555, кл, 6 01 К 29/04, 1988,Авторское свидетельство СССРкл. С 01 М 29/04, 1982,(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФ ЕКТОСКОП(57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для автоматизированного Изобретение относится к неразрушающим методам испытаний материалов и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий.Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, блок сравнения и индикатор,Известен также ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор зондирующих импульсов, пьезопреобразователь, последовательно соединенные полосовой фильтр и пиковый детектор, коммутатор, блок частотно-задающих элементов, регулируемый усилитель и сигнализатор.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому реконтроля изделий, Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля. Изменение коэффициента передачи усилителя с регулируемым коэффициентом передачи осуществляется постепенно и одновременно сохраняется независимость времени изменения коэффициента передачи от текущего значения до требуемого. При этом достигается максимально возможное значение текущего уровня сигнала за одно и то же время как для большого значения коэффициента передачи усилителя, так и для малого. Это позволяет исключить возможность возникновения режима автоколебаний на выходе усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, повысить надежность и достоверность контроля. 2 ил,зультату является дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения и блок задания допусков,Недостатком известного устройства является низкая надежность и достоверность контроля, обусловленная нелинейностью характеристики усилителя, вследствие чего незначительные изменения полезного сиг.- нала могут привести к возникновению авто- колебаний усилителя.Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля,Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно сое5 10 50 55 диненные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения и блок задания допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, дополнительно снабжен пиковым детектором, дифференциальным усилителем, детектором, генератором пилообразного напряжения, двумя компараторами, инвертором, двумя элементами И, генератором, делителем, реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем и синхронизатором, подключенным первым выходом к входу генератора, вторым выходом - к управляющему входу пикового детектора, третьим выходом к управляющему входу генератора пилообразного напряжения и к входу выборки первого ком паратора, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи подсоединен управляющим входом к выходу цифроаналогового преобразователя, выходом - к информационному входу пикового детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, подключенного вторым входом к второму выходу блока задания допусков, выходом - к входу детектора и к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому информационному входу первого компаратора, второй информационный вход которого соединен с выходом детектора и с вторым входом блока сравнения, подключенного выходом к первым входам обоих элементов И, выход первого компаратора подсоединен к вторым входам обоих элементов И, выход второго компаратора соединен с третьим входом первого элемента И и с входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход генератора подключен к управляющему входу делителя, выход которого соединен с четвертыми входами обоих элементов И, выходы первого и второго элементов И подсоединены, соответственно, к счетным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя и к информационному входу делителя,На фиг. 1 представлена функциональная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - функциональная схема синхронизатора.Ультразвуковой дефектоскоп (фиг, 1) содержит синхронизатор 1, электроакустически последовательно соединенные генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный пре 15 20 25 30 35 40 45 образователь 4 и усилитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи, пиковый детектор 6, дифференциальный усилитель 7,детектор 8, блок 9 сравнения, блок 10 задания допусков, генератор 11 пилообразного напряжения, первый компаратор 12, второй компаратор 13, инвертор 14, первый элемент И 15, второй элемент И 16, генератор 17, делитель 18, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20 и общую шину (не обозначено),Синхронизатор 1 подключен первым выходом к входу генератора 2 зондирующих импульсов, вторым выходом - к управляющему входу пикового детектора 6, третьим выходом - к управляющему входу генератора 11 пилообразного напряжения и к входу выборки первого компаратора 12. Усилитель 5 подсоединен управляющим входом к выходу ЦАП 20, выходом - к информационному входу пикового детектора 6, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя 7, подключенного вторым входом к второму выходу блока 10 задания допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока 9 сравнения, Выход дифференциального усилителя 7 соединен с входом детектора 8 и с первым входом второго компаратора 13, второй вход которого соединен с общей шиной, Выход генератора 11 пилообразного напряжения подключен к первому информационному входу первого компаратора 12, второй информационный вход которого соединен с выходом детектора 8 и с вторым входом блока 9 сравнения, подключенного выходом к первым входам первого 15 и второго 16 элементов И, Выход первого компаратора 12 подсоединен к вторым входам первого 15 и второго 16 элементов И. Выход второго компаратора 13 соединен с третьим входом первого элемента И 15 ис входом инвертора 14, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 16. Выход генератора 17 подключен к управляющему входу делителя 18, выход которого соединен с четвертыми входами первого 15 и второго 16 элементов И, выходы которых подсоединены, соответственно, к счетным входам реверсивного счетчика 19, выход которого подключен к входу ЦАП 20 и к информационному входу делителя 18. Позицией 21 обозначено контролируемое изделие.Синхронизатор 1 (фиг. 2) содержит генератор 22 токовых импульсов, выход которого является первым выходом синхронизатора 1, и два одновибратора 23 и 24, подключенных к выходу генератора 22 тактовых импульсов, выходы которых являются, соответственно, вторым и третьим выходами синхронизатосравнения, меньшем допуска, на его выходепоявляется высокий уровень сигнала, разрешающий работу элементов И 15 и 16, Ге 55 ра 1. Первый одновибратор 23 формирует на своем выходе импульс, приводящий в исходное состояние пиковый детектор 6. Второй одновибратор 24 формирует импульс, во время которого запрещается работа генератора 11 пилообразного напряжения и первого компаратора 12. Импульс имеет длительность большую, чем время прохождения сигнала до приемного преобразователя 4.Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом,По команде синхронизатора 1 генера,тор 2 зондирующих импульсов возбуждает излучающий преобразователь 3, который излучает акустичЕские колебания, проходящие через контролируемое изделие 21, на приемный преобразователь 4, С выхода последнего электрический сигнал поступает на вход усилителя 5, коэффициент передачи которого определяется содержимым реверсивного счетчика 19. С выхода усилителя 5 сигнал поступает на информационный вход пикового детектора 6, управляющий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора 1.По сигналу с второго выхода синхронизатора 1 происходит обнуление пикового детектора 6, Потенциал с выхода последнего поступает на первый вход дифференциального усилителя 7, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 10 задания допусков (подается величина заданного значения амплитуды сигнала), Детектор 8, подключенный к выходу дифференциального усилителя 7, формирует на своем выходе сигнал, равный абсолютной разности заданного значения амплитуды и текущего значения сигнала. Данный сигнал поступает на второй вход блока 9 сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом блока 10 задания допусков. При значении сигнала на выходе блока 9 сравнения, превышающем допуск, на его выходе формируется сигнал низкого уровня, запирающий первый 15 и второй 16 элементы И, При.значении сигнала на выходе блока 9 нератор 11 пилообразного напряжения под действием сигнала на третьем выходе синхронизатора 1 формирует на своем выходе, подключенном к первому информационному входу первого компаратора 12, линейно изменяющееся напряжение. Второй информационный вход первого компаратора 12 соединен с выходом детектора 8. На выходе первого компаратора 12, подключенного к вторым входам элементов И 15 и 16, форми 5 10 15 20 25 30 35 40 руется импульс, длительность которого пропорциональна напряжению на выходе детектора 8.Четвертые входы элементов И 16 и 15 подключены к выходу делителя 18, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 17. Коэффициент деления делителя 18 определяется содержанием реверсивного счетчика 19, и на выходе делителя 18 формируется последовательность импульсов частотой;Р 18 = Е 17 (Кт/2 Й) (1) где Р 18 - частота сигнала на выходе делителя 18;Р 17 - частота сигнала на выходе генератора 17;(ч - разрядность делителя 18;Кт - содержимое реверсивного счетчика 19 (величина текущего значения коэффициента),т.е. частота сигнала на выходе делителя 18 пропорциональна текущему значению коэффициента передачи усилителя 5,На выходе первого элемента И 15 в первом случае (заданное значение амплитуды больше текущего) или второго элемента И 16 во втором случае (заданное значение амплитуды меньше текущего значения сигнала) формируются счетные импульсы, поступающие на соответствующий ечетный вход реверсивного счетчика 19 (суммирующий в первом случае или .вычитающий во втором случае), число которых равно:815(16) - г 12 Р 18 (2) где Р 15(16) - число счетных импульсов на выходе первого элемента И 15 (или второго элемента И 16);т 12 - длительность импульса, формируемого на выходе первого компаратора 12;Р 18 - частота сигнала на выходе делителя 18.Учитывая, чтодлительность импульса на выходе первого компаратора 12 пропорциональна абсолютной разности заданного значения амплитуды и текущего значения сигнала, значение длительности равноТ 12 = К(Аз - Ат) = К(ЬА) (3) где Аз - заданное значение сигнала на выходе блока 10;Ат - текущее значение сигнала на выходе пикового детектора 6;К - коэффициент пропорциональности, Число импульсов, поступающих на счетный вход реверсивного счетчика 19, соответствующих поправке коэффициента передачи усилителя 5, равноМ 15(16) = КЛА)Р 17 КГ 2 И)=К /4 А/Кт, (4) т.е, поправка пропорциональна как величине рассогласования заданного значения ам1718109 40 50 плитуды и текущего значения сигнала, так и текущему значению коэффициента передачи усилителя 5, что позволяет достигать требуемого уровня сигнала (изменить соответственно коэффициент передачи усилителя) практически заодно и то же время как для ситуации, когда текущее значение коэффициента передачи усилителя велико, так и при малом значении коэффициента передачи усилителя 5,Использование изобретения позволяет повысить достоверность и надежность контроля, что приводит к снижению затрат на контроль изделия,Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнения и блок задания допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности контроля, он снабжен пиковым детектором, дифференциальным усилителем, детектором, генератором пилообразного напряжения, двумя компараторами, инвертором, двумя элементами И, генератором, делителем, реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем и синхронизатором, подключенным первым выходом к входу генератора,зондирующих импульсов, вторым выходом - к управляющему входу пикового детектора, третьим выходом - к управляющему входу генератора пилообразного напряжения и входу выборки первого компаратора, усили тель с регулируемым коэффициентом передачи подсоединен управляющим входом к выходу цифроаналогового преобразователя, выходом - к информационному входу пикового детектора, выход которого соеди нен с первым входом дифференциальногоусилителя, подключенного вторым входом к второму выходу блока задания допусков, выходом - к входу детектора и первому входу второго компаратора, второй вход кото рого соединен с общей шиной, выходгенератора пилообразного напряжения подключен к первому информационному входу первого компаратора, второй информационный вход которого соединен с выхо дом детектора и вторым входом блокасравнения, подключенного выходом к первым входам обоих элементов И, выход первого ксмпаратора подсоединен к вторым входам обоих элементов И, выход второго 25 компаратора соединен с тргетьим входомпервого элемента И и входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход генератора подключен к управляющему входу делителя, вы ход которого соединен с четвертымивходами обоих элементов И, выходы первого и второго элементов И подсоединены соответственно к счетным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу 35 цифроаналогового преобразователя и информационному входу делителя,1718109 и оставитель В,Костюхиехред М,Моргентал Редактор Н.Яцола Т Корректор Л.Патай Производственно-издатеавский комбинат "Патент", г, Ужгород,.ул,Гагарина, 101 Заказ 877 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5