Ультразвуковой дефектоскоп

9) 111) 1 Я 29/04 ВСГ(.ЛВ. ": 1:е. ЬСТВ ьппе ниети УЗ про изобретения я водительности ляется и и надежн онтыхемся ей,ий технорства лесногократных бразце и ум ызванных ко настроекньшения а движущогрешнос арамет ания лов зле благо вск ках между первичной образце а ром 20 пр тоскопа и дефектов 9 памяти. КОП области я. ЦельюСОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Проектно-конструкторсклогический институт Министеной промьппленности УССР(57) Изобретение относитсяакустических методов контро РЕТЕНИЯ оля за счет исключения повт ктронно-акустического тракдаря калибровке в промежутоперациями контроля. При настройке на движущемся ттенюатором 18 и регулятооизводят настройку УЗ дефекего блока 5 регистрации с записью результатов в блок После первичной настройки1 ) производят контроль изделия 34. По окончании контроля изделия производят калибровку. При этом излучатель 2 и приемник 3 вводят в акустический контакт, коммутируемьп дискретный аттенюатор 16 обеспечивает затухание, равное затуханию в контролируемом ранее изделии, а в блок 9 памяти записывается новая информация в случае изменения коэффициента электронно 88586акустического тракта. При дальнейшем контроле изделия 34 в блок 4 автоматической регулировки усиления поступает новое значение записанного блоком 9 памяти сигнала компенсирующее изменение коэффициента передачи тракта, В результате контроль выполняется без ошибок, вызванных нестабильностью УЗ дефектоскопа. 2 ил.1 табл.1Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии теневым методом различных изделий, например, при помощи катящихся преобразователей с эластичным протектором.Цель изобретения - повышение производительности и надежности контроля за слет исключения повторных многократных ручных настроек чувствительности и обеспечения оперативного по - лучения информации о неисправности дефектоскопа.На фиг.1 представлена блок-схема УЗ дефектоскопа; на Фиг.2 - схема блока управления УЗ дефектоскопа.4УЗ,дефектоскоп;, содержит генератор 1 и соединенный с ним излучатель 2 и последовательно соединенные приемник 3, блок 4 автоматической регулировки усиления (АРУ) и блок 5 регистрации дефектов. УЗ дефектоскоп также содержит блок 6 эталонного сигнала и блоксравнения, входы которого соединены с вторым выходом блока 4 АРУ и выходом блока 6 эталонного сигнала. Кроме того УЗ дефектоскоп содержит последовательно соединенные блок 8 электронных ключей, блок 9 памяти, дополнительный блок 10 электронных ключей, сумматор 11, блок 12 компараторов, блок 13 управления, блок 14 датчиков положения и привод 15. Блок 4 АРУ выполнен в виде последовательно соединенных коммутируемого дискретного аттенюатора 16, регулируемого аттенюатора 17, плавного аттенюатора 18,усилителя-Формирователя 19 и регулятора 20 баланса. Вход коммутируемогодискретного аттенюатора является одновременно первым входом блока 4 АРУ,5 связанным с выходом приемника 3.Первым выходом блока 4 АРУ, связанным с вхоцом блока 5 регистрациидефектов, является второй выход усилителя-Формирователя 19. Вторым выходом блока 4 АРУ, связанным с входомблока 7 сравнения, является выход регулятора 20 баланса.Выходы блока 13 управления соединен с регулирующим входом коммутиру 15емого дискретного аттенюатора 16 ирегулЬрующии входами блоков 8 и 10электронных ключей, а входы этогоблока 13 - с выходами блока 14 датчиков положения,20. Входы блока 12 компараторов соединены с выходом блока 9 памяти и вторым и третьим выходами блока 6 эталонного сигнала. Вход основного блока 25 8 электронньгх ключей соединен с выходом блока 7 сравнения. Второй вход сумматора 11 соединен с первым выходом блока 6 эталонного сигнала, а выход сумматора 11 соединен с регулиру-ф ющим входом регулируемого аттенюатора17. Коммутируемый дискретный аттенюатор .16 представляет собой, например, коммутатор 21 и два последовательно соединенных резистора 22 и 23, один 35 конец которых соединен с входом блока 4 АРУ, а другой заземлен, Коммутируемые входы коммутатора 21 соединены с входом блока 4 ЛРУ и со средней точкой резисторов 22 и 23. Каждый из 40 блоков 8 и 10 электронных ключейпредставляет собой, например, пару последовательно соединенных электронных ключей 24 - 25 и 26 - 27, соответственно, причем управляющие входы ключей 24 и 27 подключены к самостоя тельным выходам блока 13 управления, а управляющие входы ключей 25 и 26 подключены параллельно к одному выходу блока 13 управления. Блок 12 компараторов включает, например, не посредственно два компаратора 28 и 29 и схему 30 регистрации неисправности. Входы каждого из компараторов 28 и 29 соединены с выходом блока 9 памяти и выходом блока 6 эталонного 15 сигнала, а выходы - с входами схемы 30 регистрации неисправности, выход которой, в свою очередь, являясь и выходом блока 12 компараторов, соединен с приводом 15. Один из выходов 20 блока 13 управления также соединен с. входом привода 15. Бпок 14 датчиков положения включает, например, датчик 31 положения излучателя 2, датчик 32 положения приемника 3 и датчик 33 положения контролируемого изделия 34. Блок 13 управления включает, например, переключатель 35 элементы И 36 - 39, инверторы 40 и 41, схемы ИЛИ 42 и 43 и триггер 44, Входы эле мента И 36 соединены с выходами датчиков 31 и 32 положения излучателя 2 и приемника 3, а выход - с управ - ляющими входами ключей 25 и 26 и входами элементов И 37 и 38. Второй 35 вход элемента И 37 соединен с выходом датчика 33 положения изделия 34, Второй вход элемента И 38 соединен с выходом инвертора 41, вход которого соединен с выходом датчика 33 положения 40 изделия 34. Выход элемента И 38 соединен с входами схемы ИЛИ 43 и триггера 44. Выход элемента И 37 соединен с входом элемента И 39, второй вход которого соединен с выходом инверто ра 40, а выход - с управляющим входом ключа 27. Вход схемы ИЛИ 42 соединен с выходом датчика 33 положения изделия 34, а выход - с приводом 15, Выход схемы ИЛИ 43 соединен с управля ющим входом ключа 24. Второй вход триггера 44 соединен с. выходом инвертора 41, а выходы - с управляющим входом коммутатора 21.Вход инвертора 40 и вторые входы схем ИЛИ 42 и 43 через переключатель 35 соединяются с источником сигнала логическая " 1" (на чертеже не показан). УЭ дефектоскоп работает следующимобразом,В исходном состоянии дефектоскопотключен, излучатель 2 и приемник 3,например катящиеся преобразователи сэластичным протектором, разведены, аизделие 34 не оказывает влияния насостояние узлов дефектоскопа. Послевключения дефектоскопа операции выполняются в следующей последовательности: первичная настройка на движущемся образце, контроль изделия, автоматическая калибровка коэффициента передачи электронно-акустического тракта, дальнейший контроль изделия, Состояние отдельных узлов дефектоскопапри выполнении различных операцийприведены в таблице, г;,е знаком "+"отмечено включенное состояние у .ла,наличие изделия 34, состояние сжатияизлучателя 2 и приемника 3, переключение коммутатора 21 на большее затухание,При первичной настройке на движущемся образце изделия 34 его вводят в промежуток между излучателем 2 и приемником 3, последние прижимают посредством привода 15 к поверхности образца, включают дефектоскоп и подачу образца изделия 34. Переключатель 35 устанавливают в нижнее (по схеме) положение - "ручной режим". При этом на вход инвертора 40, схем ИЛИ 42 и 43 поступает сигнал логической единицы, в результате чего на входе и выходе сумматора 11 присутствует только напряжение выхода блока 6 эталонного сигнала, устанавливающее половину максимального затухания атте - нюатора 17, а коммутатор 21 обеспечивает подключение входа аттенюатора 17 к выходу приемника 3. На установочных входах компараторов 28 и 29 устанавливают сигналы, равные верхнему и нижнему уровням. Аттенюатором 18 устанавливают на выходе усилителя- формирователя 19 сигнал, достаточный для срабатывания блока 5 на дефектных у.астках изделия 34, но не вызывающий его срабатывание на бездефектных участках, Регулятором 20 устанавливают на выходе блока 7 сравнения исходное значение сигнала, равное нулю (половине его динамического диапазона). Этот сигнал через закрытые ключи 24 и 25 основного блока 8 электронных ключей записывается в блоке 9 памяти.Сигнал, записанный в блоке 9 памяти,аттенюатором 17 не управляет, так какразомкнут электронный ключ 27, Приконтроле изделия 34 переключатель 35переводят в верхнее положение - "автоматический режим". В этом случаеключ 24 разомкнут, так как на входахэлемента И 38 присутствуют "0" и "1",и цепь записи в блок 9 памяти разомкнута. Ключи 26 и 27 дополнительногоблока 10 электронных ключей замкнуты,и сигнал из блока 9 памяти совместнос сигналом блока 6 эталонного сигналапоступает через сумматор 11 на регулирующий вход аттенюатора 17 и устанавливает в нем затухание, равноепервоначальному, полученному при первичной настройке, Автоматическая калибровка коэффициента передачи электронно-акустического тракта дефектоскопа производится при удалении изделия 34 из промежутка между излучателем 2 и приемником 3. Переключатель35 переводят в замкнутое положение,при этом на привод 15 поступает сигнал включения со схемы ИЛИ 42. Излучатель 2 и приемник 3 прижимаютсядруг к другу, и коммутатор 21 коммутируемого дискретного аттенюатора16 соединяет вход аттенюатора 17 сосредней точкой резисторов 22 и 23,Управление коммутатором 21 осуществляется сигналом триггера 44, спрямого выхода которого поступает "0", ас инверсного - "1". В результате аттенюатор 16 обеспечивает затухание,равное затуханию в контролируемомранее изделии 34, которое выставляютпутем проведения предварительных измерений с помощью любого из серийныхдефектоскопов с оцифрованными аттенюаторами. например УД 23-УМ. Сигналына выходе усилителя-Формирователя 19и блока 9 памяти равны величинам, полученным при первичной настройке, вслучае неизменности коэффициента передачи электронно-акустического тракта. Ключи 24 и 25 замкнуты, ключ 27разомкнут, так как на входах элементаИ 39 действуют "1" и "0". Сигнал свыхода блока 7 сравнения повторно записывается в блок 9 памяти. Если запромежуток времени между первичнойнастройкой и калибровкой коэффициентэлектронно- акустического тракта изменяется, то на выходе усилителя-формирователя 19, блока 7 сравнения иблока 9 памяти появляется другой уровень сигнала. Затем переключатель 3545 50 В качестве регулируемого аттенюатора могут быть использованы известные схемы на полевых транзисторах, 55 а в качестве плавного аттенюатора ирегулятора баланса - обычные переменные резисторы, В качестве усилителя может быть использован усилитель серийного дефектоскопа, например УД 235 10 15 25 30 35 40 размыкают. 11 Ри этом излучатель 2 и приемник 3 удаляются друг от друга, так как на входы схемы И 31 И 42 действуют нули. УЗ дефектоскоп переходит в режим ожидания, при котором блоки 8 и 10 электронных ключей размыкаются, блок 5 регистрации дефектов отключается, коммутатор 21 обеспечивает минимальное затухание дискретного аттенюатора 16 (так как триггер 44 переключается в нулевое состояние нулевым импульсом с выхода элемента И 38).Последующий контроль изделия 34 происходит при его вдвигании в промежуток между излучателем 2 и приемником 3. На выходе схемы ИЛИ 42 появляется "1", включается привод 15, излучатель 2 и приемник 3 сближаются, из блока 9 памяти на регулирующий вход аттенюатора 17 блока 4 АРУ поступает новое значение. сигнала, компенсирующее изменение коэффициента передачи тракта, и контроль выполняется без ошибок, вызванных нестабильностью УЗ дефектоскопа, При отклонении коэффициента передачи электронно-акустического тракта УЗ дефектоскопа в ту или другую сторону на выходе блока 9 памяти сигнал также соответственно изменяется, Если это изменение достигает уровня одного из сигналов, поступающих из блока 6 эталонного сигнала на компараторы 28 и 29 блока компара - торов, то один из них срабатывает и включает схему 30 регистрации неисправности. На выходе схемы 30 появляется сигнал, отключающий привод 15, а на табло сигнализации (на чертеже не показано) загорается сигнал "не - исправность". Излучатель 2 и приемник 3 отводятся друг от друга, и дефектоскоп переходит в режим ожидания ремонта. Связь датчика 31 положения излучателя 2, датчика 32 положения приемника 3 и датчика 33 положения изделия 34 блока 14 с входами элементов И 36 и 3 и инвертора 41 блока 13 управления обеспечивает автоматическую работу УЗ дефектоскопа в том или ином Режиме.128858 бКонтролируемое изделие34 Коммутатор21 Блок 5 Режимработы Излучатель 2 и Электронные ключи регистрациидефектов 27 25 26 24 приемник 3 Отключено ВключеноУМ. В качестве блока сравнения и сумматора могут быть использованы типовые схемы на операционных усилителях,например на микросхемах серии 574.В качестве задатчика могут быть использованы типовые схемы регулируемыхстабилизаторов напряжения, в качествеэлектронных ключей - ключи на полевыхтранзисторах. Коммутатор может бытьвыполнен на микросхеме К 190 КТ 2. Вкачестве компараторов могут быть использованы микросхемы К 554 СА 1, а вкачестве блока памяти - память на базе АЦП-ЦАП серии 572, напримерКР 572 ПВ 1, КР 572 ПАТА, или на базе мик - 15ропроцессора серии К 580. Блок регист,рации дефектов включает, например,отметчик дефектов, лампы сигнализации и схемы управления отметчиком исигнализацией, 20Применение УЗ дефектоскопа позво -ляет повысить производительность контроля за счет исключения или обеспечения возможности очень редко проводить повторные настройки на движущемся образце, что значительно снижаеттрудоемкость настройки, особенно приэксплуатации автоматических многоканальных установок для контроля крупногабаритных плит ДСП, вес образцов 30для настройки которых достигает120 кг. Применение УЗ дефектоскопатакже позволяет повысить надежностьконтроля за счет уменьшения погрешностей, вызванных как климатическимифакторами, так и временной нестабильностью элементов дефектоскопа, донескольких процентов и обеспеченияконтроля исправности электронно-акустического тракта в перерывах между 40контролем проходящих по конвейеруизделий,Формула изобретения Ультразвуковой дефектоскоп содержащий генератор и соединенный с ним 45излучатель, последовательно соединенные приемник, блок автоматической регулировки усиления и блок регистрациидефектов, блок эталонного сигнала иблок сравнения, входы которого соединены с вторым выходом блока автоматической регулировки усиления и выходом блока эталонного сигнала, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности инадежности контроля, он снабжен последовательно соединенными блокомэлектронных ключей, блоком памяти,дополнительным блоком электронныхключей и сумматором, блоком компараторов, блоком управления и блокомдатчиков положения, блок автоматической регулировки усиления выполненв виде последовательно соединенныхкоммутируемого дискретного аттенюатора, регулируемого аттенюатора, плавного аттенюатора, усилителя-формирователя и регулятора баланса, первымвходом блока автоматической регулировки усиления является вход коммутируемого дискретного аттенюаторЫ, первым выходом - второй выход усилителяформирователя, вторым выходом - выходрегулятора баланса, выходы блокауправления соединены с регулирующимвходом коммутируемого дискретногоаттенюатора и регулирующими входамиблоков электронных ключей, входы блока управления соединены с выходамиблока датчиков положения, входы блокакомпараторов соединены с выходом блока памяти и вторым и третьим выходамиблока эталонного сигнала, вход основного блока электронных ключей соединен с выходом блока сравнения второйвход сумматора соединен с первым выходом блока эталонного сигнала,а его выход - с регулирующимвходом регулируемого аттенюатора.1 288586 0 Продолжение таблицы Режим работы Электронные ключи 24 25 26 Первичная настройка + Контроль Калибровка КГ 7,2 Составитель В. ГонТехред И,Попович евский Корректор Л.Патай Редак ир ака 799 Пкомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 сно Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго Проектная, 4 Излучатель2 иприемник 3 801/42 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш