Ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля

И ДЕТЕЛЬ бо- ам вв"Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОДЛЯ ИММЕРСИОННОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к физике, алее конкретно к неразрушающим метод Изобретение относится к физике, в частности к методам неразрушающего контроля качества различных изделий в иммерсионной жидкости с помощью ультразвуковых колебаний и предназначено, главным образом, для повышения точности и достоверности ультразвукового контроля различных изделий.Известно устройство для измерения скорости распространения ультразвука в воде, включающее генератор импульсов, излучатель, амплитудный детектор, формирующий каскад, подключенный к частотомеру и генератору, приемник излучения, усилитель,Известно также устройство для измерения затухания амплитуды ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости, включаконтроля различных изделий в воде, и предназначено главным образом для контроля состоянйя воды в йерерывах между испытаниями изделий. Цель изобретения - повышение точности и достовернбсти путем учета изменения свойств вбдц в перерывах между испытаниями объектов койтроля, Ультразвуковой дефектоскоп содержит два канала - измерения скорости распространения ультразвуковогосигнала иамплитуды затухания ультразвукового сигнала в воде. В дефектоскоп введены датчик температуры воды с преобразователем, два аналогоцифровых преобразователя иряд вспомогательнь,х блоков, которые позволяют проводить иэмерейия с учетом измене- ф ния температуры воды, 1 ил,ющее генератор импульсов, излучатель, приемник излучения, усилитель, амплитудный детектор, блок сравнения амплитуд и регистратор,Устройство, выбранное в качестве про тотйпа, содержит последовательно электро акустйчески соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дйшифратора и индикатор, блок задержки, входом соединенный с4Р 5.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 третьим выходом формирователя опорногосигнала, и последовательно соединенныепреобразователь сигнала и второй счетчик,соединенный с вторым входом коммутатора.Основными недостатками прототипаявляются низкая точность и достоверностьпроводимых измерений вследствие падения чувствительности ультразвукового дефектоскопа из-за изменения под действиемультразвука физического и химического состава иммерсионной жидкости, в которуюпомещен объект контроля, а также погрешности, вносимой изменением температурыиммерсионной жидкости,Эти недостатки обусловлены тем, что впроцессе проводимого ультразвуковогоконтроля изделий происходит диффузия частиц с поверхности объекта контроля в иммерсионную жидкость. Это явлениеиспользуется в ультразвуковой технике дляочистки поверхности изделия после его изготовления,Однако оно является вредным при проведении дефектоскопии различных изде лий, так как по мере изменения химическогосостава иммерсионной жидкости изменяются и ее физические свойства, Все зто приводит к постепенному снижениючувствительности дефектоскопав процессеконтроля изделий и увеличению вероятности пропуска дефекта,Целью изобретения является повышение точности и достоверности проводимыхизглерений путем учета изменения свойствиммерсионной жидкости в перерывах гежду испытаниями объектов контроля.Поставленная цель достигается тем, чтов известное устройство, содержащее последовательно злектроакустически соединенные генератор импульсов, формировательопорного сигнала, излучатель и приемникультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входомсоединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторымвходом соединенную с выходом генератораимпульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратор и индикатор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходомформирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразовательсигнала и второй счетчик, соединенный свторым входом коммутатора введены последовательно соединенные датчик температуры, предназначенный для размещенияв иммерсионной жидкости, преобразователь и первый аналого-цифровой преобразовэтель, соединенный с управляющим входом первого счетчика, последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь, соединенный с выходом преобразователя, ключевой каскад, шаговый искатель и дифференциальный усилитель, вторым входом соединенный с выходом усилителя-формирователя, выходом - с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, а выходы-входы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевои каскад,На чертеже представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля,Ультразвуковой дефектоскоп для имглерсионного контроля содержит последовательно электроакустически соединенные генератор импульсов 1, формирователь спорного сигнала 2, излучатель 3 и приемник ультразвуковых колебаний 4, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь 5, формирователь импульсов 6, триггер 7, вторым входом соединенный с вторым выходом Формирователя опорного сигнала 2, схему И 8, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов 1, первый счетчик 9, коммутатор 10, дешифратор 11 и индикатор 12, блок задержки 13, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала 2, и последовательно соединенные преобразователь сигнала 14 и второй счетчик 15, соединенный с вторым входом коммутатора 10, датчик температуры 16, предназначенный для размещения в иммерсионной жидкости с последовательно соединенными преобразователем 17 и первым аналого-цифровым преобразователем 18, соединенным с управляющим входом первого счетчика 9, последовательно соединенные второй аналого-цифровой преобразователь 19, ключевой каскад 20, шаговый искатель 21 и дифференциальныый усилитель 22, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя 5, выходом -с входом преобразователя сигнала 14 и его вторым входом, а входы-выходы ключевого каскада 20 соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки 13, между инверсным выходогл триггера 7 и третьим входом коммутатора 10 включен ключевой каскад 23. Принцип действия ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контролязаключается в следующем,510 15 20 30 40 50 В иммерсионную жидкость помещэю 1 объект контроля с эталонным дефектом. включают ультразвуковой дефектоскоп и фиксируют им наличие дефекта, Затем иммерсион ную жидкость начинают ис кусст. венно загрязнять и, кэк только дефектоскоп перестает фиксировать наличие дефекта. его выключают, регистрируют значение амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых эталонный дефект не обнаруживается, Эта операция повторяется при различных температурах иммерсионной жидкости, при этом фиксируются предельные значения амплитуды и скорости распространения ультразвукового сигнала, Эталонный дефект выбирают таким образом, чтобы он был соизмерим с минимально допустлмыми размерами дефектов для данного вида изделия, Таким образом процесс настройки заключается в установлении таких пороговых значений амплитуды гл скорости распространения ультразвукового сигнала, при которых применение иммерсионнбй жидкости становится некелательным и она подлежит замене, Контроль состояния иммерсионной жидкости может быть осуществлен по обоим или по одному из этих параметров ультразвукового сигнала,Процесс измерения характеристик иммерсионной жидкости осуществляется в переоывах между дефектоскопией объектов контроля,Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении скорости распространения ультразвукового сигнала заключается в следующем.Последовательность прямоугольных импульсов с выхода генератора импульсов 1 поступает в формирователь опорного сигнала 2, где формируется требуемая длительность и частота ультразвукового сигнала, Сформированный сигнал поступает в излучэтель, в котором он преобразуется в ультраэвуковой сигнал и излучается в иммерсионную жидкость в сторону приемника ультразвуковых колебаний 4, Одновременно с излучением ультразвукового сигнала со второго выхода формирователя опорного сигнала 2 на первый вход триггера 7 поступает видеоимпульс, который изменяет выходное напряжение триггера на противоположное, т.,е, на прямом выходе триггера 7 появляется сигнал логической "1", а на инверсном - логического "0". Сигнал логической "1" поступает на первый вход схемы И и последовательность прямоугольных импульсов с вь:хода генератора импульсов 1, поступающая на второй вход схемы И 8, проходит через нее и поступает в счетчик 9, Для устранения погрешности измерения скорости распространения ультразвукового сигнала в иммерсионную жидкость помещен датчик температуры 16, сопоставление которого меняется с изменением температуры жидкости, Преобразовагель 17 преобразует сопротивление датчика температуры 16 в соответствующее напряжение, которое поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 18, выдающего со своего выхода корректирующий сигнал на управляющий вход первого счетчика 9, Приемник ультразвуковых колебаний 4 преобразует принятый ультразвуковой импульс в электрический сигнал и выдает его в усилитель-формирователь 5, где он усиливается до требуемой величины, детектируется и поступает в формирователь импульсов 6, В формирователе импульсов 6 у принятого сигнала формируется крутой фронт и который затем поступает на второй вход триггера 7, на выходе которого меняется напряжение, что приводит к прекращению поступления импульсов в первый счетчик 9, а зафиксированная с учетом коррекции в нем информация проходит через коммутатор 10 в дешифратор 11 и далее на индикатор 12,Принцип работы ультразвукового дефектоскопа для иммерсионного контроля при измерении амплитуды затухания ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости с учетом изменения ее температуры заключается в следующем,Одновременно с излучением ультразвукового сигнала в иммерсионную жидкость с третьего выхода формирователя опорного сигнала 2 в блок задержки 13 поступает видеоимпульс, амплитудакоторого равна амплитуде излученного сигнала, Блок задержки 13 содержит несколько не связанных друг с другом линий задержек, что позволяет включать между ними электронные ключи и соединять их в любой комбинации. Так, имея данные о скорости распространения ультразвука в иммерсионной жидкости между излучателем 3 и приемником ультразвуковых колебаний 4, первую линию задержки выбирают такой, чтобы задержка в ней была равна задержке ультразвукового сигнала в иммерсионной жидкости без учета температуры, С учетом температуры иммерсионной жидкости задержку ультразвукового сигнала можно регулировать, подключая последовательно к основной линии задержки через электронный ключи ряд линий задержек с разным временем задержки, Поэтому принятый и обработанный сигнал с выхода преобразователя 17 поступает на1748048 5 10 15 20 25 30 50 вход второго аналого-цифрового преобразователя 19 и в зависимости от амплитуды входного сигнала на некоторых его выходах появляются сигналы логической "1", при появлении которых включаются соответствующие электронныеключи ключевого каскада 20, соединяющие последовательно требуемые линии задержки. Выходы ключевого ка-,скада 20 соединены с входами шагового искателя 21, который по тактовым импульсам генератора 1 импульсов опрашивает выходы ключевого каскада 20, и при нахождении сигнала передает его на второй вход дифференциального усилителя 22, где соотношение резисторов В 2 и Я 1 определяет его коэффициент усиления. Дифференциальный усилитель 22 осуществляет сравнение амплитуд излученного и принятого сигналов и выделяет полученную разность. Для повышения точности измерений с учетом температуры иммерсионной жидкости с выхода датчика температуры 16 сигнал через преобразователь поступает на управляЮщий вход резистора В 2, корректируя его сопротивление, С выхода дифференциального усилителя 22 сигнал в виде разности амплитуд поступает в преобразователь сигнала 14, где аналоговый сигнал преобразуется в последовательность импульсов, которые фиксируются во втором счетчике 15, Так как после измерения скорости распространения ультразвукового сигнала триггер 7 изменил свое состояние, то не его инверсном выходе появился сигнал логической "1", который проходит через ключевой каскад 23 и поступает на третий вход коммутатора 10, При этом информация о скорости распространения ультразвукового сигнала в иммерсион ной жидкости с выхода первогосчетчика 9 на индикатор 12 перестает. поступать, индикатор 12 обнуляется, а информация о величине затухания ультразвукового сигнала в иммерсион ной жидкости, с учетом ее температуры, с выхода второго счетчика 15 проходит через коммутатор 10, дешифратор 11 и отображается на индикаторе 12.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности и достоверности проводимых измерений, снижении вероятности пропуска дефектного изделия, сокращения штата химической лаборатории, осуществляющей проведение анализа состояния иммерсионной жидкости.Формула изобретения ультразвуковой дефектоскоп для иммерсионного контроля, содержащий последовательно электроа кустически соединенные генератор импульсов, формирователь опорного сигнала, излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, предназначенные для размещения в иммерсионной жидкости, усилитель-формирователь, формирователь импульсов, триггер, вторым входом соединенный с вторым выходом формирователя опорного сигнала, схему И, вторым входом соединенную с выходом генератора импульсов, первый счетчик, коммутатор, дешифратор, блок задержки, входом соединенный с третьим выходом формирователя опорного сигнала, и последовательно соединенные преобразователь сигнала и второй счетчик, соединенный с вторым входом коммутатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности, он снабжен последовательно соединенными датчиком температуры, предназначенным для размещения в иммерсионной жидкости, преобразователем и первым аналого-цифровым преобразователем, соединенным с управляющим входом первого счетчика, последовательно соединенными вторым аналогоцифровым преобразователем, соединенным с выходом преобразователя, ключевым каскадом, щаговым искателем и дифференциальным усилителем, вторым входом соединенным с выходом усилителя-формирователя, выходом - с входом преобразователя сигнала и его вторым входом, входы-выходы ключевого каскада соединены с соответствующими входами-выходами блока задержки, а между инверсным выходом триггера и третьим входом коммутатора включен ключевой каскад,Составитель Б.КузнецовРедактор Б,Трубченко Техред М,Уоргентал Корректор А,Воровичаказ 2500 краж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Масква, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Па