Ультразвуковой интроскоп-дефектоскоп

(5 ф)з 6 01 й 29/04 ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ титут ин- А.Н.ВоСКОП-ДЕонтрольноет быть ис- народного 74 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 1373154, кл, 0 01 й 29/04, 198(57) Изобретение относится к кизмерительной технике и можпользовано во всех отраслях 2хозяйства для ультразвуковой дефектоскопии материалов и изделий, а также в животноводстве для контроля параметров животных, Целью изобретения является повышение производительности и достоверности контроля за счет обеспечения двумерного стробирования с регулируемыми границами зоны стробирования в соответствии с изменением угла падения ультразвукового луча. Генератор 2 возбуждает автосканирующий преобразователь 3, работающий в совмещенном режиме. Зхосигналы, усиленные в приемнике 7, поступают на вход индикатора 11. Сигнал датчика 6 положения ультразвукового луча поступает1702291 10 на вход суммирующего усилителя 20, на второй вход которого поступает, пилообразное напряжение с генератора 13 развертки, Сигнал с выхода усилителя 20 осуществляет растровую развертку на экране индикатора 11. Формирователь 22 двумерной зоны стробирования позволяИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для ультразвуковой дефектоскопии материалов и изделий, а также в кивотноводстве,Цела изобоетения - повышение производительности и достоверности контроля за счет применения бесконтактных датчиков положения ультразвукового луча, импульсного синхронного привода, простоты смены режима индикации, двумерного стробирования с регулируемыми границами зоны стробирования, а также автоматического регулирования усиления приемника в соответствии с изменением угла падения ультразвукового луча,На фиг, 1 показана блок-схема ультразвукового интроскопа-дефектоскопа; на фиг, 2 - временные эпюры на выходах его блоков,Ультразвуковой интроскоп-дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и генератор 2 зондирующих импульсов, автосканирующий ультразвуковой преобразователь 3, содержащий заключенные в корпус подвижный узел 4, электропривод 5 подвижного узла и датчик 6 положения ультразвукового луча, приемник 7, содеркащий последовательно соединенные высокочастотный усилитель 8, соединенный посредством подвижного узла 4 с выходом генератора 2 зондирующих импульсов, детектор 9, видеоусилитель 10 и электроннолучевой индикатор 11, блок 12 подсвета., соединенный с вторым входом индикатора 11, генератор 13 развертки, включенный между вторым выходом синхронизатора 1 и входом блока 12 подсвета, источник 14 питания электропривода 5, включенный между вторым выходом синхронизатора 1 и входом электропривода 5, соединенного механически с подвижным узлом 4, генератор 15 стробирующих импульсов, соединенный с выходом синхронизатора 1,15 20 25 30 35 40 45 ет выделять на экране индикатора 11 информацию, подлежащую наблюдению, Функциональный преобразователь 27 изменяет коэффициент усиления высокочастотного усилителя 8 в зависимости от угла падения ультразвукового луча, 4 з,п.ф-лы, 2 ил. формирователь 16 импульсов, включенный между вторым выходом синхронизатора 1 и датчиком 6 положения ультразвукового луча, последовательно соединенные пиковый детектор 17, входом соединенный с выходом датчика 6 положения луча, а вторым входом - с выходом. генератора 13 развертки, переключатель 18 развертки, второй вход которого соединен с "землей", первый регулятор 19 напряжения, суммирующий усилитель 20, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 развертки, а выход - с третьим входом индикатора 11, второй регулятор 21 напряжения, включенный между выходом переключателя 18 развертки и вторым суммирующим входом видеоусилителя 10, формирователь 22 двумерной зоны стробирования, входом соединенный с выходом переключателя 18, сумматор 23, включенный между первым выходом формирователя 22 и вторым входом генератора 15, второй сумматор 24. включенный между вторым выходом формирователя 22 и третьим входом генератора 15, первый регулятор 25 напряжения, соединенный с вторым входом первого сумматора 23, второй регулятор 26 напряжения, соединенный с вторым входом второго сумматора 24, функциональный преобразователь 27 напряжения, второй управляющий вход высокочастотного усилителя 8 соединен с выходом фун кционал ьного и реобразователя 27 напряжения, источник 14 питания состоит из последовательно соединенных делителя 28 частоты и регулятора 29 мощности, формирователь 22 зоны стробирования содержит первую группу из четырех регуляторов ЗО-ЗЗ напряжения, входы которых объединены, источник 34 напряжения, соединенный с входами регуляторов напряжения первой группы, четыре вычитателя 35 - 38, инвертирующие входы которых соединены с выходами соответствующих регуляторов напряжения, неинвертирующие входы объединены и являются входом формирователя 22 зоны стробирования. вторую20 группу из четырех регуляторов 39-42 напряжения, соединенных с выходами соответствуОщих вычитателей, селектор 43 меньшего уровя, первый и Второй входы которого соединены с выходами с;ответственно первого и второго регуляторов 39, 40 напряжения Второй Груг 1 пы, а ВыхОД служит первым выходом формирователя 22 зоны стробирования, селектор 44 большего уровня, первый и второй входы которого соответственно с выходами третьего и четвертого регуляторов 41, 42 напряжения второй группь. а выход служит вторым выходом формирователя 22 зоны стообирования, первый и т,:етий регуляторь 39, 41 напряжения Второй группы Выполнены инвертирующими, а Второй и четвертый - неинвертируюцими, Второй вход блока 12 подсвета черсз выключатель 45 соединен с третьим входом видеоусилителя 10, блок 46 временной регулировки усиления, включенный между первым выходом синхронизатора 1 и третьим входом высокочастотного усилителя, блок 47 стробирования и селекции, первым входом соединенный с выходом генератора 15 стробируощих импульсов, вторым входом - с выходом детектора 9, а выходом - .; Внешним генератором, выключатель 48, включенный между выходом регулятора 29 мощюсти и входом злектропривода 5, выключатель 49, включенный между выходом генератора 15 стробирующих импульсов и третьим входом видеоусилителл 10.Ультразвуковой интроскоп-дефекстоскоп работает следующим образом,Принимают временной сдвиг между сигналами на выходах синхронизатора 1 равным нулю, выключатель 48 замкнут, переключатель 18 в положении растровый), выключатель 49 разомкнут, а напряжение на выходе регулятора 19 установлено равным нулю, О 1, О 2, Оз, - вид напряжений на выходах блоков 1, 2, 9 соответственно.Под действием знакопеременных импульсов источника 14 питания происходит непрерывное колебательное перемещение подвижного узла 4 автосканирующего ультразвукового преобразователя 3.Временные диаграммы на фиг. 2 условно соответствует по времени одному кадру изобракения, при зтом регулятор 29 мощности вырабатьвает однополярньй импульс напряжения длительностью, не превышающей длительность кадра.В соответствии с импульсами О 2 синхронизатора 1 появляются импульсы О 2 на выходе генератора 2 зондирующих импульсов, которые поступают на излучающий элемент преобразователя, закрепленный на 25 30 35 40 45 50 55 подвижном узле 4, Сигнал приемного элемента преобразователя, также закрепленного на подвижном узле 4 (или совмещенного с излучаюшим зементом), усиливается усилителем 8, детектируется д 8 тектором 9 О 9) и ч 8 рез видеоусилитель 10 поступает на пластины Вертикального отклонения злектронно-лучевОГО индика сора 11. 1-а даграмме О 9 изображены зхо-сигналы от детектора, ПОЯВЛЯВШИВСЯ ЛИШЬ ПОСЛЕ НЕСКОЛЬКИХ ЗОН- дирующих имГульсов, т,8, соответствуОщие лишь определенным углам положения ультразвукового луча,Пилообразное напря;кение на выходе генератора 13 развертки изображено на диаграмме Оз и Обеспечивает строчную развертку,Ратч,:,Положения возбуждается импульсами, сходными с О.или О а а Вь:.ход его проход:,т импульсы ОВ с амплитудой,пропорциональной уГловому ,ОложениО пОДВижнОГО уза 4 преобразовагеля, Б соответствии с амплитудой Ос появляется напряжение О 7 на вьходе пикового детектора 17, сброс которого производится практически задним фронтом импульсов О 1 з генератора развертки, На Вьходе регуляторов 21 и 19 напряжение по форме не отличается от напряжения О 7, он лиць регулируется по величине, С выхода Оегуляторг 21 напряжение поступает В видеоусилитель О. где оно складывается с сигналом и усиленное, в виде О 1 О, поступаетна вход вертикального отклонения индикатора 11. В результате каждая строка в кадре смещается по Вертикали относительно предыдущей на определенную величину, зависящую от установки регулятора 21, и таким Образом формируется Растр. Если переключатель 18 перевести в положение "Импульсный" или регулятором 21 установить на его выходе нулевое напряжение, то прибор будет переведен в обычный импульсный режим дефектоскога с разверткой типа А. В растровом режиме строки на всем протяжении горизонтальны и непрерывны пока сиГн" лы От Деф 8 ктОВ (О 9) От сутствуют, Там,где они появляются, строкэ отклоняется от первоначального полокения. При этом, если установить амплитуду сигналов большоЙ, отклоняющий луч по вертикали эа экран, то Оказывается, что В местах сигналов от дефектов Образуются разрывы строк растра, так как скорость движения луча по верти,али нг порядок превышает скорость строчной развертки - формируется растровое иэображенис типа В, Размерь Пятен на экране, их положение на экране и взаимная Ориентация соответствуО условным угловым размерам дефе 1702291 8тов, их положению в объекте контроля ивзаимной ориентации,При необходимости видеть распределени 8 амплитуд сиГналов сл 8 дуег уменьшитьих до величины, не превышающей размерэкрана - изображение А. + В, При уменьшении амплитуд сигналов до величин, соответстау,";.щих межстрочным расстояниям,яркое) ная модуляция исч 8 за 8 т, а Оста 8 тсямодуляция строк лиц)ь в вид 8 локальных Отклонений по вергикали - изображение АВ.Для детального рассмотрения распределений амплитуд сигналов от дефектаследует произвести взаимное смещениевсех строк по горизонтали, тогда вершиныимпульсов не накладываются друГ на дрчгаЭта операция выполняется установкой ненулевого напряжения регулятором 19 навтором входе суммиру)ощего усилителя 20,на первый вход которого поступает напряжение развертки О 1 з, При этсм на пластиныгоризонтального отклонения электроннолучевого индикатора поступает напряжение) )20, Таким путем обеспечивается возможность детального анализа распределенийсигналов от дефектов в режимах А+ В и АВСО СДВИГОМ СТРОК,Три режима типа А однострочного представления информации реализу)от при установке на выходе регулятора 21 нулевогонапряжения, с применением автосканирующего ультразвукового преобразователя приуста Говлении на выходе регулятора 19 напряжения равным нулю (без сдвига строк погоризонтали); то же, но при неравном нулюнапряж.нии на выходе регулятора 19 (сосдвигом по горизонтали строк); с остановленным автосканирующим ультразвуковымпреобразователе) ) или с применением любого несканируюгцего (Выкл очат 8 ль 48 разомкнут, переключатель 18 в нижнем на фиг.1 полоении) - режим стандартного дефектоскопа,При формировании, например, изображения типа В с 1 вумерны)л стробом переключатель 18 в верхнем на фиг. 1 гголожениивыключатели 48 и 49 замкнуты, Выключатель45 разомкнут, напряжение на выходе рагулятора 19 равно нулю, Формирователь 22двумерной зоны стробирования формируетчетырехугольную зону стробирования, ограничен;-)ую четырьмя линиями, близкими кпрямым. Регуляторами 30-33 зти линииможно перем 81 цать каждую паралл 8 льно са"мой себ, О регуляторами 39-42 их мохкног)оворачивать. При включении выключателя65 гасится Все, кроме зоны строба, что ГюзвОля 8 т убрать с экрана вс 8 лишнее,Особенно важно гасить изображениевие строба и режимах А )- В, АВ и А со10 С изменением угла падения ультразвукового луча изменяется коэффициент прохождения ультразвуковой энергии через границу объекта контроля, что приводит к зависимости величины сигнала в тракте приемника От угла падения ультразвукового луча, Эта зависимость в значительной мере устраняется введением сигнала коррекции в приемник от пикового детектора 17 через функциональный преобразователь 27. Функциональный преобразователь 27 учитывает нелинейность зависимости уровня сигнала на входе приемника от угла ввода, Жесткая синхронизация положения строк растрового изображения осуществляется с помощью делителя 28 частоты,Изобретение поз.оляет контролировать изделия с применением типов индикации А, В, АВ без сдвига строк, А и АВ со сдвигом строк с двумернь стробирован)лем, а также позволяет автоматически регулировать усиление приемника в соот ветс вии с изменением угл:. Падения ультразвукового лучаФормула изобретения 1, Ультразвуковой интроскоп-дефектоскоп, содержаший последовательно соединенные синхрон зато), и генератор зондирующих импульсов, автосканирующий ультразвуковой преобразователь, состоящий из установленных в корпусе пьезопреобразователя, совмещенного с подвижным узлом, злектропривода и датчика погожения ультразвукового луча, приемник из последовательно соединенных высокочастотного усилителя, соединенного, с пьезопреобразователем, детектора и видеоусилителя, электроно- лучевой индикатор, блок подсвета, саадиненный с вторым входом индикатора, генератор развертки, ьключенный между Вторым ВыхОдОм синхронизатора и входом блока подсвета., источник питания электропривода, вкл оченный между вторым выходом синхронизатора и входом электропривода,соединенного механически с подвижным узлом, генератор стробирующих импульсов, соединен- ныЙ с Выходом синхронизатора, о т л и 15 20 2 Г 30 35 40 45 50 55 сдвигом по горизонтали строк, так как при этом устраняют помехи наложения импульсов, находящихся вне зоны интереса, т,е.вне зоны строба,8 импульсном режиме работы с остановленным или несканирующим преобразователем формирователь двумерно)л зоны стробирования отключается, на его выходахнапряжение становится равным нулю и при этом границы строба устанавливают Оегуляторами 25 и 26,ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности и достоверности контроля, он снабжен формирователем импульсов, включенным между вторым выходомсинхронизатора и датчиком положения луча, последовательно соединенными пиковым детектором, соединенным входом свыходом датчика положения луча, а вторымвходом - с выходом генератора развертки,переключателем развертки, вторым входом 10соединенным с "землей", первым регулятором напряжения, суммирующим усилителем, второй вход которого соединен свыходом генератора развертки, а выход - стретьим входом индикатора, вторым регулятором напряжения, включенным между выходом переключателя развертки и вторымсуммирующим входом видеоусилителя,.формирователем двумерной зоны стробирования, входом соединенным с выходом 20переключателя развертки, первым сумматором, включенным между первым выходомформирователя зоны стробирования и вторым входом генератора стробирующих импульсов, вторым сумматором, включенным 25между вторым выходом формирователя зоны стробирования и третьим входом генератора стробирующих импульсов, выходомсоединенным с третьим суммирующим входом видеоусилителя, первым регулятором 30напряжения, соединенным с вторым входомпервого сумматора, и вторым регуляторомнапряжения, соединенным с вторым входомвторого сумматора,2. Интроскоп-дефектоскоп по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он дополнительноснабжен функциональным преобразователем напряжения, соединенным с выходомпикового детектора, а высокочастотный усилитель выполнен управляемым и его вход 40управления соединен с.выходом функционального преобразователя напряжения.3, Интроскоп-дефектоскоп по и, 1, о тл ич а ю щ и й с я тем, что электропривод по.движного узла ультразвукового преобраэователя выполнен бесконтактным в виде постоянного магнита, закрепленного на подвижном узле, и импульсного электромагни-. та, закрепленного на корпусе, источник питания электропривода подвижного узла выполнен в виде последовательно соединенных делителя частоты и регулятора мощности, а коэффициент деления делителя частоты выбран равным числу строк сформированного растра.4, Интроскоп-дефектоскоп по и, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь зоны стробирования содержит первую группу из четырех регуляторов напряжения, входы которых объединены, источник напряжения, соединенный с входами первой группы регуляторов напряжения, четыре вычитателя, инвертирующие входы которых соединены с выходами соответствующих регуляторов первой группы, неинвертирующие входы объединены и являются входом формирователя зоны стробирования, вторую группу из четырех регуляторов напряжения, соединенных с выходами соответствующих вычитателей, селектор меньшего уровня, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго регуляторов напряжения второй группы, а выход являет/ся первым выходом формирователя зоны стробирования, селектор большего уровня, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регуляторов напряжения второй группы, а выход является вторым выходом формирователя зоны стробирования, первый и третий регуляторы второй группы выполнены инвертирующими, а второй и четвертый - неинвертирующими.5. Интроскоп-дефектсскоп пои, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, ч.о блок подсвета луча электронно-лучевого индикатора выполнен с двумя входами, первый соединен с генератором развертки, а второй вход через выключатель соединен с выходом генератора стробирующих импульсов,1702291 актор М.Говтин оррект евска КНТ СС зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель И.СоколаТехред М,Моргентал Заказ 4540 Тираж П ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская н