Ультразвуковой дефектоскоп

(61) 1350603 (21) 4327537/ (22) 1111,87 (46) 07,08,89(71) Таганрог ционизобдежнния срабаавтомного тут им. В, В,Н.Максим ,Максимов 620.179.16 Максимов В(72) Ю, 53) 56) 088 скоп с ЛеФектном изме оизвольным з нения вреТруды ТРТИ - Таган- -145.о СССР 04, 1987. меннои чувствите пПрикладная акус рог, 1971, вып.Авторское сви1350603, кл. С ьности.ика" 115, с. 14 етельст 01 И 29 ДЕФЕКТОСКОП осится к уст контроля из тодом и может разработк Фиг.1 пре труктурнаяоскопа;рамма,поясблока упвлена го деФек иная диа ектоскоп ализации хема предлагаемо на Фиг. 2 - време няющая работу деФ Фиг.3 - пример ре равляющего сигнал с оследо ДеФектоскоп сод тельно соединенные генератор 2 зондир коммутатор 3 и аку жит онизатор 1,импульсов,кии преобраитель 5,вхорому выходу нх 1 ъ юших: гичесусил троля за сче деФектов и л нешних помех зователь которого коммутат диненные входн ключе к вт устранени п тельно соепо минимуму7, ключ 8 елольте. ра 3, посл ограничите о срабатывания о ем автоматическо поддержания зового сигнала ь-Формиров индикации лит нного уровня поро нхронихо ок ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР юл.29ий радиотехнический(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ (57) Изобретение от ствам неразрушающег лий ультразвуковым быть использовано и Изобретение относится к устроиствам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом, может быть использовано при разработке эхоимпульсных ультразвуковых локационных систем в деФектоскопии, медицине и является усовершенствованием ультразвукового деФектоскопа по авт,св,1350603.Целью изобретения является повышение надежности ко зависимо от условии контроля. эхоимпульсных ультразвуковых локаных систем в деФектоскопииЦелью ретения является повышение наости контроля за счет устранепропусков деФектов и ложноготывания от внешних гомех путем атического поддержания задан- порогового уровня сигнала независимо от условий контроля, Введение в устройство управляемого аттенюатора и аттенюатора между выходом генератора порогового сигнала и пороговым входом второго ограничителя по минимуму, а также блока управляющего сигнала позволяет при контроле изделий устранить влияния, вносимые изменением параметров акустического тракта и значений коэФФициента затухания на различных участках иэделий, путем автоматического поддержания заданного порогового уровня сигнала, 3 ил3 149922 зации соединенный с выходом синхронизатора 1, последовательно соединенные второй ограничитель 10 по минимуму, вход которого подключен к выходу входного усилителя 5, пиковый детектор 11, компаратор 12, временной селектор 13 и регулируемый усилитель 14, выход которого подключен к входу первого ограничителя б по минимуму и второму входу ключа 8, линию 15 задержки, вход которой подключен к выходу входного усилителя 5, а выход - к второму входу временного селектора 13, генератор 16 порого вого сигнала, входом соединенныи с выходом синхронизатора 1, блок 17 временной регулировки чувствительности (РРЧ), входом подкгпоченный к выходу .синхронизатора 1, а выходом - к 20 второму входу регулируемого усилителя.14, последовательно соединенные управляемый аттенюатор 18, вход которого подключен к выходу генератора 16 порогового сигнала, и аттенюатор 19, выход которого подключен к второму входу второго ограничителя 10 по минимуму, и блок 20 управляющего сигнала, вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, второй вход 30 к выходу входного усилитепя 5,третий вход - к выходу управляемого аттенюатора 18, а выход - к второму входу управляемого аттенюатора 18.Блок 20 управляющего сигнала вы полнен из последовательно соединенных детектора 21, вход которого является его вторым входом, второго временного селектора 22, второго пикового детектора 23, повторителя 24, 40 компаратора 25,.второй вход которого является третьим входом блока 20 управляющего сигнала, второго ключа 26 и интегратора 27, выход которого является выходом блока 20 управляю щего сигнала последовательно соеди" ненных генератора 28 строба,вход которого является первым входоМ блока 20 управляющего сигнала, распределителя 29 импульсов, третьего временного селектора 30, третьего пикового детектора 31 и второго повторителя 32, выход которого подключен кпервому входу компаратора 25,выходгенератора 28 строба подключен к 55второму входу второго ключа 26,выходдетектора 21 подключен к второму входу третьего временного селектора 30,выход второго временного селектора 3422 подключен к второму входу третьего пикового детектора 31, выходтретьего временного селектора 30 подключен к второму, входу второго пикового детектора 23, второй выход распределителя 29 импульсов подключен квторому входу второго временного селектора. 22. Позициями Ш -024 обозначены выходы сигналов с блоков деФектоскопа,Дейектоскоп работает следующимобразом,Синхронизатор 1 вырабатывает периодически повторяющиеся видеоимпуль 2 г макс сы Ш (Т- -- , г е г С- мскс максимальная длина контролируемогоизделия в направлении прозвучивания; С - скорость распространения ультразвуковых волн в материале изделия) запускающие блок 1 7 ВРЧ, блок 9 индикации, генератор 16 порогового сигнала, генератор 28 строба (Фиг.З) блока 20 управляющего сигнала, а также генератор 2 зондирующих импульсов. Последний вырабатывает рациоимпульс П 2, который через коммутатор 3 поступает на акустический преобразователь 4, излучающий в среду лоцирования акустический импульсный сигнал,распространяющийся в ней и отражающийся от дна изделия и от деФектов,расположенных в зоне лоцирования.Отраженные эхосигналы принимаются акустическим преобразователем 4, и соответствующие им электрические сигналы с второго выхода коммутатора 3 поступают на вход входного усилителя 5. Напряпение УЗ с его выхода поступает через линию 15 задержки на второй вход нормально открытого временного селектора 13, на детектор 21 блока 20, а также на вход второго ограничителя 10 по минимуму. На второй вход последнего поступает пороговое напряжение У 4, вырабатываемое генератором 16 порогового сигнала (напряжение И ) и прошедшее через управляемый аттенюатор 18 и аттенюатор 19 с ручной установкой коэФФициента передачи. При этом на выход второго ограничителя 10 проходят только те сигналы 117, которые превьппают уровень порогового напряжения У 4. После прохождения сигналов У 7 через пиковый детектор 11 и компаратор 12 Формируются импульсы У 8, по6 1 длительности примерно равные или большие длительности соответствующих эхосигналов и совпадающие с ними во времени, Импульсы ЦЯ запирают селектор 13 и на его выходе Аормируются эхосигналы П 9, представляющие собой первоначальную последовательность эхоимпульсов и шумовую состав .ляющую БЗ, из которой исключены те сигналы, амплитуда которых превьщает йороговое напряжение 134. Линия 15 задержки при том задерживает сигнал БЗ на время, равное или чуть большее времени задержки переднего фронта импульсов БЯ, чтобы селектируемые части сигнала БЗ исключались полностью, При этом амплитуда порогового сигнала Б 4 устанавливается аттенюатором 19 такой, чтобы эхоимпульсы от лоцируемых объектов заданного класса не превышали его величину. При необходимости пропускания селектором всех эхосигналов, Аормируемых при отражении зондирующего сигнала данного деАектоскопа, коэААициент передачи аттенюатора 19 устанавливают равным единице. При этом сигнал П 4 равен напряжению Уб, амплитуда которого во времени Бб (т,) изменяется по закону изменения донного эхасигнала У (1) для данного объекта контроля, Этот закон можно определить экспериментально путем использования эталонов с разными базами прозвучивания г или рассчитатьрьа кстеоретически.Любые эхосигналы теоретически не могут превысить уровень данного сигнала, поэтому сигналы, превышающие уровень сигнала Пб(1), являются ложными (акустическая, электрическая помеха и т,д,) и селектором 13 не пропускаются, Для автоматической установки равенства между сигналами Уб(ь) и Б(1 ) предусмотрены блоки 18 и 20, Один из вариантов функциональной схемы блока 20 представлен на фиг.З. Синхронизирующий импульс Ш поступает на вход генератора 28 страба, вырабатывающего импульс Ш О, совпадающий во времени с донным1эхасигналом ЦЗ . Сигнал Ш 0 поступает на распределитель 29 импульсов, с второго выхода которого нечетные импульсы Ш 1 поступают на второй вход нормально закрытого второго временного селектора 22, а с первого выхода все четные импульсы Б 12 4992236на первый вход нормально закрытагавременного селектора 30, На первыйи второй входы временных селекторов622 и 30 соответственно поступает свыхода детектора 21 напряжение 1113,представляющее собой продетектираванный,сигнал 03. На выходах временныхселекторов 22 и 30 выделяются сигналы Ш 4 и Ш 5, являющиеся отселектированными донными эхоимпульсами 153.Сигнал 014 поступает на сигнальныйвход второго пикового .детектора 23 ина вход сброса пикового детектора31, а сигнал Ш 5 - на сигнальныйвход пикового детектора 31 и входсброса детектора 23, Максимальнаяамплитуда первого отселектированнога импульса запоминается на выходе 20 пикового детектора 23 (сигнал 1 Л 6).Следующий импульс Ш 5 сбрасывает внуль напряжение П 16 и запоминаетсяна выходе пикового детектора 31 (напряжение 017). Таким образом, на вы ходах повторителей 24 и 32 получается непрерывный сигнал П 18, равныйтекущей амплитуде донных сигналов4ПЗ . Если происходят пропуски дон -ных сигналов УЗ, то запоминается/амплитуда последнего донного сигнала Напряжение Ш Я поступает на первый вход компаратора 25, а на еговторой вход подается напряжение Бб.На выходе компаратора 25 получаютсигнап Ш 9 положительной полярности,если Ш Я ) Уб, и отрицательной, если Б 18 сааб. Сигнал У 9 поступаетна вход нормальна закрытого ключа26, открываемого импульсом У 10,Нап ряжение 020, выделяемое на выходеключа 26, имеет положительную полярность, если в момент отпирания ключа26 сигнал 018Пб, Эта напряжение020 после интегратора 27 поступает 46 на второй вход управляемого аттенюатора 18 и увеличивает его коэААициент передачи, чта вызывает увеличение напряжения Бб, Если ЛЯ(06,то напряжение 020 имеет отрицательную полярность и после интегрирования (напряжение 021) ана уменьшаеткоэАфициент передачи аттенюатора 18до тех пар, пака 16 не станет равнымнапряжению Ш 8 (для средней частиимпульса 010), Если П 18 = Уб, тоодна половина сигнала П 20 имеет отрицательную полярность, а другая -положительную, и управляющий сигналБ 21 на выходе интегратора 27 не меня 1499223Фется, а следовательно не изменяет коэффициент передачи аттенюатора 18. Таким образом, амплитуда сигнала Б 6 автоматически поддерживается равной амплитуде донного сигнала (для момента появления 113 ). КоэФфициент/передачи аттенюатора 19 устанавливается оператором равнь 1 м единице (если необходимо осуществлять амплитудную селекцию только ложных сигналов,превышающих для составляющих моментов их появления амплитуду донных сигналов) или меньшим единицы (если необходимо убирать также и сигналы, мень шие, чем амплитуда донного сигнала), Например, при контроле сварки можно убрать сигналы от валика усиления .сварного шва, амплитуда которых меньше донного эхосигнала, но больше 20 сигналов, отраженных от большинства встречающихся дефектов.С выхода временного селектора 13 напряжение Б 9, представлянщее собой последовательность эхоимпульсов от 25 объектов лоцирования и шумовую составляющую (по амплитуде как правило меньшую, чем уровни эхосигналов),поступает на вход регулируемого усилителя 14, на второй входкоторого 30 с блока 17 ВРЧ поступает напряжение 1122, изменяющее коэффициент передачи усилителя 14 , чувствительность контроля для разноудаленных объектов примерно одинакова. 35С выхода усилителя 14 эхоимпульсы и шумовая составляющая поступают на сигнальный вход нормально закрытого ключа 8 и на вход первого ограничителя 6 по минимуму,у которого,по О рог ограничения устанавливается большим уровня шумовой составляющей, но меньшим амплитуды эхоимпульсов, На выходе ограничителя 6 выделяются части эхоимпульсоВ, превышающие порог ограничения, которые после усилителя-Формирователя 7 поступают на второй вход ключа 8 и открывают его.На выходе ключа 8 формируетсянапрякепие 1123, представляющее собой последовательность эхоимпульсовот лоцируемых объектов и поступающеена вход индикатора, в качестве которого можно использоватьобычный осциллографический индикатор, работающий в ждущем режиме. При этом сигналы Б 23 подаются на вход канала, аШ - на запуск развертки индикатора,Таким образом, в ультразвуковомдефектоскопе на вход индикатора поступает напряжение 1123, представляющее собой только эхосигналы от объектов лоцирования, избавленные от малоамплитудной шумовой составляющей иот высокоамплитудных импульсных акустических и электрических помех,причем уровень селектирования данных помех устанавливается автоматически,независимо от величины общего ослабления акустического сигнала в тракте лоцирования, что повышает надежность контроля и устраняет необходимость постоянной подстройки оператором уровня селектирования помех,и о р м у л а изобретенияУльтразвуковой дефектоскоп поавт.св. Р 1350603, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, он снабженпоследовательно соединенньии управляемым аттенюатором и аттенюатором,включенными между выходом генератора порогового сигнала и вторым входом второго ограничителя по минимуму, и блоком управляющего сигнала,первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй вход -к выходу входного усилителя, третийвход - к выходу управляемого аттенюатора, а выход - к второму входу управляемого аттенюатора, 14992231499223 дактор ная Заказ 4683/41 Тираж 789 одписн ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Составитель В.БелозТехред М.Дидык ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск