Зеркально-теневой ультразвуковой дефектоскоп

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 44638 А 1 9) 5 601 й 29 ИЗОБР ЕН ИСА ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ(21) 485 (22) 06.0 (46) 30,06 (71) Конс дефектос вательс "ВНИИ (72) Ю.Д (53) 620.1 7476/288,90.92. Бюл. %24трукторско-исследокопии Всесоюзногокого и проектно-кинститута желдораСидоренко и О.Е.79.16(088.8) й отдел сследоорского ация" ий вательск научноонструкт втомати Фастовс детельство СССР 01 М 29/04, 1985. детельство СССР й 29 Й 4, 1972.-ТЕНЕВОЙОСКОП ЛЬТРАЗВ ГОСУДАРСТ 8 Е ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР зобретение относится к технике ультразвукового нераэрушающего контроля и может быть использовано на железнодорожном транспорте и в различных отраслях машиностроения.Известен ультразвуковой прибор не- разрушающего контроля, содержащий последовательно электрически соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователи, первый уси-. литель, детектор, компаратор и блок индикации, Дефектоскоп снабжен последовательно соединенными пиковым детектором и вторым усилителем, выходом подключенным к второму входу первогоусилителя, аттенюатором, входом подключенным к выходу. пикового детектора, а выходом - к второму входу компаратора, последовательно соединенными ждущим мультивибратором с повторным запуском, входом подключенным к выходу компарато(57) Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано на железнодорожном транспорте и в различных отраслях машиностроения, Цель изобретения состоит в повышении чувствительности и надежности контроля, Зеркально-теневым методомэондируется изделие и анализируется приемный сигнал в двух каналах для 1 ч-го и (Мй)-го импульсов. Автоматическое регулирование усиления приемного сигнала по сигналу с выхода канала й-го импульса позволяет сжать динамический диапазон измерительных узлов схемы, что повышает чувствительность дефектоскопа. В канале М-го импульса усилитель позволяет также ограничить динамический диапазон, 3 ил. ра, и вторым ключом, вторым входом подключенным к второму выходу пикового детектора, а выходом - к общей шине дефектоскопа, второй выход ждущего мультивибратора подключен к входу блока инди. кации, третий вход компаратора подключен к второму выходу синхронизатора,Недостатком данного дефектоскопа является невысокая надежность контроля, Это объясняется тем, что амплитуда 1-го донного импульса в каждом такте сравнивается с усредненным 1-м донным импульсом за несколько предыдущих тактов. При этом выявляемость дефекта зависит от скорости перемещения преобразователя и частоты зондирования, а также от места первоначальной установки преобразователя. 8 случае, если преобразователь установлен в первый момент времени на дефект, то этот дефект выявлен не будет ввиду отсутствия предыдущих тактов. При этом выявляемостьдефекта зависит от скорости перемещения преобразователя и частоты зондирования, а также от места первоначальной установки преобразователя.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковой прибор нераэрушающего контроля содержащий генератор зондирующих импульсов, злектроакустический преобразователь, преобразователь сигнала с датчика, осуществляющий усиление этого сигнала, блок преобразования и-го донного импульса, Включающий последовательно соединенные временной селектор и формирователь пиковый детектор), индикатор и амплитудный селектор и-с донного импульса, Вход которого соединен с выходом временного селектора. а выход - с входом индикатора, Дефектоскоп снабжен также блоком преобразования п + 1)-го донного импульса, содержащим временной селектор и формлрователь пиковый детектор) и включенным последовательно с преобразователем сигнала с датчика, и блоком сравнения, входы которого подсоединены к выходам обоих блоков преобразования донных импульсов,а выход - к индикатору.Несмотря на то, что в известном решении по сравнению с предыдущим достигается некоторое повышение надежности контроля за счет того, что сравнение амплитуд донных импульсов осуществляется в каждом такте зондирования, оно имеет недостатки, ОснОВными иэ которых яВляются низкая чувствительность и невысокая надежность контролч, Низкая чувствительность дефектоскопа объясняется тем, что сравниваются амплитуды двух последовательных соседних по времени донных импульсов в каждом такте зондирования, что не позволяет различать донные импульсы, отличающиеся на 1,5-2. При резком отличии амплитуд двух соседних импульсов на бездефектном изделии может оказаться, что разница между амплитудами будет сопоставима с динамическим диапазоном узлов дефектоскопа, что также приводит к пропуску дефектов,Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности контроля.Поставленная цель достигается тем, что дефектоскоп, содержащий злектроакустический преобразователь, соединенный с генератором зондирующих импульсов и с первым входом первого усилителя. выход которого связан с первыми входами селекторов й-го и М-го донных импульсов, вторые входы селекторов И-го и М-го донных им 10 40 пульсов соединены с генератором зондирующих импульсов, а выход селектора М-го донного импульса соединен через пиковый детектор с первым входом блока сравнения,выход которого соединен с блоком индикации, а второй вход соединен с выходом селектора М-го донного импульса, снабженблоком автоматической регулировки усиления, включенным между выходом пикового детектора и вторым входом первого усилителя, и вторым усилителем, включенным между выходом первого усилителя и первымвходом селектора М-го донного импульса.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - схема генератора зондирующих импульсов, на фиг. 3 - временные диаграммы работы схемы.Предлагаемый ультразвуковой дефектоскоп содержит генератор 1 зондирующихимпульсов, соединенный своим первым выходом 2 с злектроакустическим преобразователем 3, установленным на контролируемом изделии 4, и с информационнь 1 м входом 5 первого линейного усилителя б, Второй выход 7 генератора 1 соединенс управляющими входами 8 и 9 селекторов10 и 11 соответственно М-х и М-х донных импульсов, Каждый из селектооов 10 и 11 содержит последовательно соединенныеформирователь 12 задержки, формирователь 13 строба и ключ 14, соединенный сформирователем 13 строба своим управляющим входом 15. Информационные входы 16 и 17 ключей 14 служат соответственно информационными входами селекторов 10 и 11, а выходы ключей 14 являются выходами 18 и 19 селекторов 10 и 11 соответственно, Выход первого линейного усилителя б через последовательно соединенные второй линейный усилитель 20 и первый амплитудный детектор 21 соединен с информационным Входом селектора 10 М-х донных импульсов вход 16 ключа 14 селек 45 тора 10). Одновременно выход усилителя бчерез второй амплитудный детектор 22 связан с информационным входом селектора 11 й-х донных импульсов вход 17 ключа 14 селектора 11). Первый б и второй 20 линей ные усилители, а также первый 21 и второй22 амплитудные детекторы образуют усилительный детек гор 23, Выход 18 селектора 10 М-х донных импульсов соединен с первым входом 24 блока 25 сравнения, включающе го последовательно соединенные компаратор 26 и схему 27 управления,; также аттенюатор 28, подключенный сво;:Выходом к первому входу 29 компаратора 26, В;.1 рой в.од которого явл,"ется первщ Входом 24 Г-;ока 2 Ч сп Внения "Оры;" ,ходом30 блока 25 сравнения служит вход аттенюатора 28, а выходом 31 - выход схемы 27 управления. К выходу 19 селектора 11 М-х донных импульсов подключен пиковый детектор 32, соединенный своим выходом од новременно с вторым входом 30 блока 25 20 цирующая цепь конденсатор 42 - резистор 43, К аноду тиристора 39 и левой по схеме обкладке конденсатора 40 через резистор 44 подключен источник питания +Оп. Параллельно вторичной обмотке трансформатора 41 подключен резистор 45, Пиковый детектор 46 включен между селектором 10 и компаратором 26,На временной диагра мефиг, 3) изображены отраженные донные импульсы на вцходе электроакустического преобразователя 3(точка А схемы на фиг., 1), На диаграммепоказаны порог на первом входе 29 компаратора 26 и Ь-е донные импульсы на входе пикового детектора 32 (точки Б и В схемы на фиг, 1 соответственно), На диаг раммепредставлены порог на первом входе 29 компаратора 26 и М-е донные импульсы на первом входе 24 блок 25 сравнения (точки Б и Г схемы на фиг. 1 соответственно). На диаграмме У показан сигнл на вцходе 31 блока 25 сравнения (точка Д схемы на фиг, 1).Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом,40 Генератор зондирующих импульсов 45 при ггодаче на его клемму "Запуск" импульсов запуска от автоколебательного генератора (не показан), который может быть выполнен по схеме мультивибратора, формирует электрический импульс возбуждения электроакустического прю Га .,ователя3. Последний предназначен ;, элучепиямеханических ультразвуковых колебаний вконтролируемое изделие 4 и приема отра-,женных колебаний с последующим преобразователем их в электрический сигнал. Отраженные донные импульсы (диаграмма ) усилиеаются первым линейным усилителем 6 и поступают одновременно на входы второго линейного усилителя 20 и второго 55 сравнения и через блок 33 ЯРУ с управляющим входом 34 линейного усилителя 6. Выход 31 блока 25 сравнения соединен с индикатором 35, включающим последова тельно соединенные звуковой генератор 36, усилитель 37 низкой частоты и динамик 38.Генератор 1 зондирующих импульсов выполнен по.схеме, изображенной на фиг;2, и включает тиристор 39. подключенный к 15 последовательному колебательному контуру конденсатор 40 - первичная обмотка трансформатора 41, К управляющему электроду тиристора 39 подключена дифференамплитудного детектора 22. Во втором ли; нейном усилителе 20 импульсы дополнительно усиливаются и затем детектируются первым амплитудным детектором 21. Донные импульсц с выхода первого линейного усилителя 6 детектируются вторым амплитудным детектором 22 без дополнительного усиления. С выхода второго амплитудного детектора 22 донные импульсы поступают на информационный вход 17 ключа 14 селектора 11 Й-х донных импульсов, а с выхода первого амплитудного детектора 21 дополнительно усиленные донные импульсы поступают на информационный вход 16 ключа 14 селектора 10 М-х донных импульсов (МИ), Формирователи 12 и 13 задержки и строба селектора 11 й-х донных импульсов по сигналу, поступающему на управляющий вход 9 селектора 11 от генератора 1, обеспечивают формирование сигнала, стробирующего й-й донный импульс, отраженный от противоположной поверхности контролируемого изделия 4, Формирователи 12 и 13 задержки и строба селектора 10 М-х донных импульсов по сигналу, поступающему на управляющий вход 8 селектора 10 от генератора 1, обеспечивают формирование сигнала, стробиоующего М-й деннын импульс, отраженный от противоположной поверхности изделия 4. При этом ключи 14 селекторов 11 и 10 пропускают соответственно М-й (диаграмма ) и М-й (дь" грамма) донные импульсы, Пиковый детектор 32 формирует постоянное напряжение. равное амплитуде И-го донного импульса, которое в компараторе 26 сравнивается с амплитудой М-го донного импульса, При этом аттенюатор 28, включенный между пиковым детектором 32 и компаратп. ром 26, позволяет установить необходимый порог напряжения на первом входе 29 ко - паратора 26(д:;аграммыи В). Еслв: тн- шение амплитуд Й-го и М-го доннь.х импульсов не соответствует заданному, то на выходе компаратора 26 появляется с:нал, вызывающий срабатывание схемы ".7 управления. При этом е:лючается зву,. в:;, генератор 36, сигнал звуковой частоты кото рого уси;ивается усилителем 37 низкой частоты и поступает на динамик 38, Усилитель 33 ЯРУ усиливает постоянйое напряжение с пикового детектора 3.". и формирует сигнал автоматической регулировки усиления 32 и формирует сигнал автоматическбй регулировки усиления первого линейного усилителя 6, Использование автоматической регулировки усиления по И-му донному импульсу позволяет сжать динамический диапазон изменения амплитуд донных импульсов на входах компаратора 26, чтосущественно снижает требованияк линейности тракта и чувствительности блока 25 сравнения, Наличие второго линейного усилителя 20 в тракте усиления М-го донного импульса позволяет на бездефектных участках иметь Й-й и М-й импульсы на входах 24 и 30 блока 25 сравнения примерно одинаковой амплитуды,По сравнению с известным в предлагаемом дефектоскопе достигается повышение чувствительности за счет возможности сравнения И-го и М-го донных импульсов, значительно отличающихся друг от друга по амплитуде, при одновременном ограничении динамического диапазона сигнала на входе блока сравнения й-го и М-го донных импульсов за счет введения второго усилителя, Повышается надежность контроля вследствие выбора наиболее оптимального диапазона изменения амплитуд й-го и М-го донных импульсов на входе компаратора за счет введения АРУ в схему,Формула изобретения Зеркально-теневой ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно 5 соединенные генератор зондирующих импульсов, электроакустический преобразователь, первый усилитель, первый временной селектор, первый пиковый детектор, блок сравнения и индикатор и последовательно 10 соединенные вторые временной селектор ипиковый детектор, выход которого связан с вторым входом блока сравнения,от л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности, оно снаб жено блоком автоматического регулирования усиления, включенным между выходом первого пикового детектора и управляющим входом первого усилителя, и вторым усилителем, включенным между выходом 20 первого усилителя и входом второго временного селектора.1744638 Зола Составитель О. ФастовскийТехред М,Моргентал Корректор А.Осаулен Ред А. Огар Заказ 2195 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводств:.,нно-издательскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина.101