Ультразвуковой дефектоскоп

)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛ Ь СТВУ АВТОРСКОМ при контроле с изме ного сигнала. Цель и ние точности за с порогового уровня и та в изделии. Контро дируется ультраз дефекта сигнал срав с опорным уровнем. меряется цифровым знака отклонения от га. Использование д лителей и делителя работать аналого-ци телю на ли:ейном уч ки путем преобра сигнала только в одн ет измерение амплитуды сигналов только при поступлении на его вход нескольких отражен" ых сигналов.Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению и достигаемому результату является ультразвуковой дефектоскоп, который содержит соединенные последовательно синхронизатор, генепатор зондирующих импульсов, акустический преобразователь, усилитель, пиковый детектор с временным селектором, генератор стробируюших импульсов, включенный между выходом синхронизатора и входом временной селекции пикового детектора, последовательно соединенные источник опорного напряжения и компаратор и блок цифрового отсчета со счетчиком и цифровым индикатором.Недостатком его является снижение точности определения амплитуды отраженных от несплошностей сигналов при значеИзобретен му контрол ьзовано вня сигналаазрушаю т быть исзмерениясплошно" ие относигся к нер ю изделий и може для цифр вого и , отраженного от ню.-, )ж,и вой что льотом,НОло.чя-ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ"(56) Авторское свидетельство СССР М 1515102, кл. 6 01 М 29/04, 1988.Дефектоскоп ультразвуковой УД 2-12- (2,1). Руководство по зксплуатации ЩК)2,068.136 РЗ, Приложение 4, с. 3, (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДГ ЪЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано Известен ультразвуковой дефектоск содержащий генератор зондирующих пульсов., преобразователь, усилитель, в менной селектор и аналого-цифро преобразователь, отличающийся тем, аналого-цифровой преобразователь вкл чает в себя компаратор, генератор импу сов и счетчик импульсов, выход котор соединен через дешифратор с регистра ром результатов измерения амплитуды раженных сигналов, а с помощ устоойства код-аналог изменяется по срабатывания компаратора, Недостат данного устройства является относител невысокое быстродействие, так как ана го-цифровой преобразователь осуществ рением уровня приемзобретения - повышечет учета изменения ри определении дефеклируемое изделие зонвуком. Принятый от нивается по амплитуде Разностный сигнал изизмерителем с учетом установленного поровух операционных усинапряжения позволяе 1 фровому преобразоваастке его характери; гн. зования разност ого ополярный сигнал, 4 ил,1744636 Дефектоскоп содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь 3 и усилитель 4 с детектором приемного тракта дефектоскопа и автоматический сигнализатар дефектов с измерением амплитуды отраженных сигналов, содержащий соединенные последовательно генератор 5 стробирующих импульсов, связанный со вторым выходом синхронизатора 1, временной селектор 6, связанный вторым входом с выходом усилителя 4, и пиковый детектор 7, первый операционный усилитель 8 с отрицательной обратной связью, выполненной на резистоПоставленная цель достигается тем, чта ультразвуковой дефектоскоп, содержащий рах В 1 и В 2, который соединен инвертирующим входом с выходом пикового детектора, второй операционный усилипоследовательно соединенные синхронизатор,енеоатор зондирующих импульсов,а,уста .е:.; гий преобразователь, усилитель, времен ай селектор и пиковый детектор, генератор страбирующих импульсов, вклютель 9 с отрицательной обратной связью, выполненной на резисторах В 3 и В 4, который соединен с инвертируащим входом и через резистор В 5 с прямым входом с выходом перво а операционного усилителя 8, сочецный между выходам синхронизатора и вторым входом временного селектора, последа вател ьно соединенные источник опорединенные последовательно нага напряжения и компаратор и последовательна соединенные аналогацифровай преобразователь и цифровой инаналого-цифровой преобразователь 10, соединенный входом с выходом второго операционного усилителя 9, а входом управления - со вторым выходом генератора 5 стробирующих импульсов, и цифровой индикатор 11, соединенные последовательно резистор В 6 установки порога срабатывания сигнализатара дефектов, компаратор 12, саедидикатор, снабжен последовательно соединенными резистарным делителем наи-,:ях:ения вхпд которого связан с выходом и га ниа опорного напряжения, первым операционным усилителем с отрицательной абранай связью и вторым операционным си итал м с отрицательной обратной ненный вторым входом с первым выходом генератора 5 стробирующих импульсоа, а третьим входом - с выходом усилителя 4 приемного тракта дефектаскопа, триггер 13, соединенный вторым входом с третьим вы:вязьк . ч.;х:.;д которого подключен ко входу зналрго-цифровога преобразователя, последовательно соединенными триггером, в:;ад к.абрага связан с выходам компаратора., б, ферным каскадам и индикатором зна 35 ка и .ючам, первый вход которого :;сдючен к прямому входу второго операционного усилигеля с отрицательной обратной связью, второй вход - с инверсным выходом триггера, а выход предназначен для заземле 40 дом первого операционного усилителя 8, и ра стробрующих импульсов связан со входами установки компаратора, триггера и аналога-цифрового преобразователя.На фиг, 1 изображена структурная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг.2-4 - амплитудные характеристики пиковолии, Принятые из изделия отраженные от несплошностеи сигналы усиливаются и детектируются в усилителе 4 приемнаг".: тракта, И э принятой и реобразават -.,ем 3 последовательности импульсов выделяются го детектора и каскадов с операционными по. зны.; сигналы временным селектором усилителями. 6, на вт.рой вход которого подаются стра киях, близких к предельным значениям входных напряжений блока цифрового отсчета. Недостаток обусловлен тем, чта измерение амплитуды сигнала происходит при ластояннь 1 х крайних значениях входной характеристики устройства аналого-цифрового паеобраэования и, седоано, на различных участках этой характеристики в зависимости от установленного порога срабатывания автоматическо а сигнализатора дефектов.Целью изобретения является повышение точности,ния. выход усилителя соединен со входом кампаратара, выход пикового детектора связан с инверсным входом первого операционного усил; геля с отрицательной обратной связь,п, выход которого падкглочен через резисторы прямому и инверсному входам второго операционного усилителя с отрицательной обратной связью, а выход генератоходом генератора 5 стробирующих импульсов, буферный каскад 14 и индикатор 15 знака, делитель напряжения, выполненный на резисторах В 7, В 8, вход которого соединен с движкам резистора В 6 установки порога срабатывания си гнал изатара дефектов, а выход соединен с прямым вхоключ 16, вход которого соединен с прямым входом второго операционного усилителя 9, а вход управления - с выходом триггера 13,ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом,Генератор 2 зондирующих импульсов возбуждает черезпреобразователь 3 ультразвуковые зондирующие импульсы в издебирующие импульсы, зоны контроля, сформированные генератором 5 стробирующих импульсов. К выходу временного селектора 6 подключен пиковый детектор 7, с которого снимается постоянное напряжение. величина которого пропорциональна амплитуде поданного на его вход импульса. Амплитудная характеристика пикового детектора 7 показана на фиг. 2. Сигнал с выхода усилителя 4 подается также на первый вход компаратора 12; на второй вход его поступает с движка резистора В 6 установки порога срабатывания сигнализатора дефектов напряжение порога срабатывания Оп. Постоянное напряжение с пикового детектора 7 Овх подается на инвертирующий вход операционного усилителя 8, в котором резисторы В 1 и В 2 образуют отрицательную обратную связь, на прямой вход его подается через делитель напряжения, образованный резисторами В 7 и В 8, напряжение порога срабатывания Оп. В результате с выхода операционного усилителя снимается напряжение, равное а(Оп - Овх), гдеВ 2 й 8а = - = , подаваемое через резисторы В 3, и В 5 на входы операционного усилителя 9 (фиг. 3).Введение такого сигнала а (Оп - Овх) позволяет автоматически учитывать изменения порога срабатывания сигнализатора дефектов при настройке его чувствительности или нестабильности источника напряжения порога срабатывания. В исходном состоянии вход усилителя 9 соединен с общей шиной дефектоскопа через нормально закрытый ключ 16, Операционный усилитель 9 срабатывает как дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления Кус =В 4 В 4=(1 + - ) - =1, причем выходное напряжеВЗ ВЗние его уменьшается по абсолютной величине с увеличением Овх (фиг, 4, участок характеристики 1), Как только амплитуда входного сигнала компаратора 12 превысит напряжение Оп порога срабатывания, на выходе компаратора 12 появляется сигнал, переводящий триггер 13 в возбужденное состояние. В результате открывается ключ 16, прямой вход операционного усилителя 9 соединяется с общей шиной дефектоскопа. Операционный усилитель 9 начинает работать как инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления Кус = - . - . При В 4 = ВВ 4ВЗ3 коэффициент усиления его будет равен -1, На выходе усилителя 9 появляется также положительное выходное напряжение, величина которого возрастает с увеличением Овх, так как усиление операционного усили теля изменилось только по фазе, а не по абсолютной величине (фиг, 4, участок 2 характеристики).Таким образом, на выходе операционного усилителя 9 всегда имеем положительное напряжение, уменьшающееся до нуля в точке, соответствующей порогу срабатывания сигналиэатора дефектов. Это обеспечивает работу аналого-цифрового 10 преобразователя 10, на вход которого поступает напряжение с выхода операционного усилителя 9, на одном и том же участке своей характеристики преобразования аналогового сигнала в цифровую форму незави 15 симо от установленного уровня срабатывания сигнализатора дефектов, Одновременно при срабатывании компаратора 12 и переключении триггера 13 происходит включение индикатора знака 15 переменной величины, Буферный каскад 14 20 служит для электрического согласования между триггером 13 и индикатором 15, На цифровом индикаторе 11, подключенном к выходу аналого-цифрового преобразовате 25 ля 10, отображается величина превышения принятым сигналом порога срабатывания сигнализатора дефектов, т.е. установленного уровня фиксации размеров дефекта, или величина, на которую отраженный сигнал 30 меньше уровня срабатывания. Превышение порога срабатывания сигналиэатора дефектов отображается знаком "+" на индикаторе 15 знака.Перед каждой зондирующей посылкой 35 генератора 2 зондирующих импульсов триггер 13, ключ 16 и индикатор знака 15 приводятся в исходное состояние путем. подачиимпульса сброса от синхронизатора 5,40 Формула изобретенияУльтразвуковой дефектоскоп, содержаимпульсов; акустический преобразователь,45 усилитель, временной селектор и пиковый детектор, генератор стробирующих импульсов, включенный между выходом синхронизатора и вторым входом временного селектора, последовательно соединенные источник опорного напряжения и компаратор и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, о т л и ч а ю щ ий с я. тем, что, с целью повышения точности, он снабжен по 50 следовательно соединенными резисторным делителем напряжения, вход которого связан с выходом источника опорного напряжения, первым и вторым операционными усилителями с отрицательной обратной связью, выход последнего подключен к вхощий последовательно соединенные синхро, низатор, генератор зондирующихду аналого-цифрового преобразователя, последовательно соединенными триггером, вход которого связан с выходом компаратора, буферным каскадом и индикатором знака и ключом, первый вход которого подключен к прямому входу второго операционного усилителя с отрицательной обратной связью, второй вход - к инверсному выходу триггера, а выход предназначен для заземления, выход усилителя соединен с входом компаратора, выход пикового детектора - с инверсным входом первого операционного усилителя с отрицательной обратной связью, выход которого подклю чен к инверсному входу второго операционного усилителя с отрицательной обратной связью, а выход генератора стробирующих импульсов связан с входами установки компаратора, триггера и аналого-цифрового 10 преобразователя.1744636 " и,дактор Н, Горв сауленк Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарйна, 10 каз 219 ВНИИ афа+фцВ;4 Составитель О, ЖуковТехред М.Моргентал Кор Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5