Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп

(я)ю 6 01 й 29/08, 29/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКР ЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еский ини Произ- жорский.К.Пав- Зайков Р ВОЙ ИМ- азруааюользовэно вого йротроительаю- щий преобразователь, приемный преобраом,: зовэтель и усилитель, временной дискримиме; натор; блок памяти, делитель, три но-амплитудно-временных дискриминатора, ях . первые входы которых соединены с выхост- дом усилителя, э вторые - с выходом гене,св. ратора зондирующих импульсов, причемпорог срабатывания второго амплитуднон- временного дискриминатора. устанавливается выходным напряжением делителя, и эта:. регистратор, состоящий из последовательде- його соединения схемы задержки, формиросо вателя импульса опроса, схемы И и двух тво . электронных ключей,ге- Кроме того, дефектоскоп содержит поав- следовательно соединенные первый тригИзобретение относится к неразруащим испытаниям ультразвуковым методможет быть использовано для контроляталлопроката в металлургической, мааистроительной и других отраслпромышленности и является усовершенвованием известного устройства.по автЬЬ 1234768.Известен ультразвуковой иммерсионый дефектоскоп, используемый для контроля горячекатанкого листового проктолщиной 20-160 мм, регистрирующийфекты с чувствительностью -8.;.-20 Т, вответствии с ГОСТ 22727-88. Это устройссодержит последовательно соединенныенератор зондирующих импульсов, излуч(56) Авторское свидетельство СССМ 1234768, кл; 6 01 й 29/04, 1984:(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕНЕМЕРСИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП(57) Изобретение относится к нерщему контролю и может быть исп для контроля горячекатаного листо ката в металлургической, машинос Ж, 1716426 ной и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение достоверности контроля листового проката за счет обнаружения дефектов типа флокенов, Кон-. троль листового проката осуществляется теневым методом с регистрацией дефектов типа расслоений. Полученная при этом информация является основной и используется для сдаточного контроля листов;Одновременно с этим осуществляется контроль эхо-сквозным методом с высокой чувствительностью, фиксацией дефектов только в средней трети толщины листа и регистрацией на цифровых индикаторах процентного отношения дополнительного числа эхо-сигналов от дефекта к общему числу импульсов, прошедших через лист. Пол- з ученная при этом информация является дополнительной и позволяет судить о наличии или отсутствии флокенов. 2 ил,5 10 15 20 30 35 40 50 55 гер, два входа которого соединены с выходом первого и второго амплитудно-временных дискриминаторов, дифференцирующую цепь, схему ИЛИ, второй триггер, выход которого подключен к входу регистратора, и третий триггер, включенный между третьим амплитудно-временным дискриминатором и вторым входом схемы ИЛИ. С генератором зондирующих импульсов соединены. также входы сброса блока памяти, всех триггеров, схемы задержки и второго электронного ключа.Недостатком известного устройства является низкая достоверность обнаружения внутренних несплошностей типа флокенов (тонких извилистых трещин), возникающих в процессе превращения растворенного в металле водорода в атомарный при охлаж,дении проката,Целью изобретения является повышение достоверности контроля листового проката путем обнаружения дефектов типа флокенов,Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой теневой иммерсионный деФектоскоп дополнительно снабжен вторым усилителем, четвертым амплитудно-временным дискриминатором, генератором стробирующих импульсов, вторым делителем, четвертым и пятым триггерами, вторим блоком задержки, первой и второй схемами ЗАПРЕТ, схемой сброса, первым, вторым и третьим счетчиками, генератором счетных импульсов, схемой деления и схемой индикации, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителя, а его выход- с первым входом четвертого ампли- тудно-временного дискриминатора, вход генератора стробирующих импульсов соединен с вторым выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - с вторым входом четвертого амплитудно-временного дискриминатора. Вход второго делителя подключен к выходу блока памяти, а его выход - к третьему входу четвертого амплитудно-временного дискриминатора, выход которого соединен с входом, второго блока задержки. Первый вход первой схемы ЗАПРЕТ подключен к выходу блока задержки, ее второй вход - к выходу второго триггера, а выход - к первому входу первогосчетчика, выход которого соединен с первым входом пятого триггера. Кроме того, выход третьего триггера соединен с первыми входами четвертого триггера и второй схемы ЗАПРЕТ, Выход четвертого триггера подключен к первым входам схемы деления, третьего счетчика, схемы сброса и к второму входу пятого триггера, а выход Формирователя опроса блока регистратора - к вторым входам четвертого триггеравторой схемыЗАПРЕТ и схемы сброса. Выход генератора счетных импульсов соединен с вторыми входами схемы деления и первого счетчика, Первый . вход второго счетчика подключен к выходу второй схемы ЗАПРЕТ, его второй вход - к выходу схемы сброса, а его цифровой выход - к цифровому входу схемы деления, выход которой соединен с вторым входом третьего счетчика. Выход пятого триггера соединен с входом генератора счетных импульсов и с третьим входом схемы сброса. Цифровой вход схемы индикации подключен. к цифровому выходу третьего счетчика.На фиг.1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг.2 - временные эпюры, поясняющие его работу.Сущность предлагаемого изобретения заключается во введении дополнительного к теневому методу канала регистрации эхосквозным методом, позволяющим реализовать повышенную чувствительность контроля. При этом регистрацию эхо-импульсов осуществляют не в полном временном интервале между первым 1.и вторым Н поошедшими через изделие импульсами, а только во временном промежутке, соответствующем центральной трети толщины листа, Так же как и в аппаратуре ДУЭТ регистрация эхо-сигналов осуществляется по отношению к амплитуде первого прошедшего через изделие импульса, что позволяет значительно уменьшить влияние флуктуации сигналов на результаты контроОднако в отличии от аппаратуры ДУЭТ использованная в дополнительном устройстве схема обработки сигналов и индикации позволяет зафиксировать отношение.й/М в процентах: количество й эхо-сигналов, превысивших по амплитуде заданный пороговыйй уровень (определяющий требуемую чувствительность контроля эхо-сквозным методом), и обусловленных дефектами, расположенными в.средней по толщине части листа и не вызывающими срабатывание теневого канала основного устройства к общему количеству импульсов М, прошедших через лист,.Ультразвуковой теневой иммерсионный дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, акустически связанные излучающий и приемный преобразователь 2 и 3, основной усилитель 4, первый амплитудно-временной дискриминатор 5, вторым входом подключенный к второму входу генератора 1 зондирующих импульсов, первый триггер 6, дифференцирующую цепь 7, схему ИЛИ 8, второй триггер 9 и регистра5 10 15 20 25 30 35 40 изделие 55 тор 10, выполненный иэ последовательно соединенных первой схемы 11 задержки; формирователя 12 импульса опроса, первой схемы И 13,.первого и второго электронных ключей 14 и 15. Второй вход первой схемы И 13 является входом регистратора 10. Второй вход второго электронного. ключа 15 и вход схемы 11 задержки объединены и подключены к выходу генератора 1 зондирующих импульсов. Дефектоскоп содержит также второй амплитудно-временной дискриминатор 16, первый вход которого подключен к выходу усилителя 4, второй вход - к третьему выходу генератора 1 зондирующих импульсов; выход второго амплитудно- временного дискриминатора 16 подключен к второму входу первого триггера 6, последовательно соединенные третий амплитудно-временной дискриминатор 17 и третий триггер 18, выходом подключенный к второму входу схемы ИЛИ 8, Первый вход. третьего амплитудно-временного дискриминатора подключен к выходу усилителя 4, второй его вход- к . четвертому выходу генератора 1 зондирующих импульсов. Третий вход первого триггера 6, вторые входы второго и третьего триггеров 9 и 18 объединены и подключены к пятому выходу генератора 1 зондирующих импульсов. Последовательно соединенные временной дискриминатор 19, блок 20 памяти и делитель 21 подключены к выходу усилителя 4, второй вход дискриминатора 19 подключен к второму выходу генератора 1 зондирующих импульсов, второй вход блока 20 памяти подключен к пятому выходу генератора 1 зондирующих импульсов. Выход делителя 21 подключен к третьему входу второго амплитудно-временного дискриминатора 16.Позицией 22 обозначено контролируемое изделие. Кроме того, дефектоскоп содержит второй усилитель 23, четвертый амплитудно-временной дискриминатор 24, второй делитель 25, генератор 26 стробирующих импульсов, четвертый 27 и пятый 28 триггеры, второй блок 29 задержки, первую 30 и вторую 31 схемы ЗАПРЕТ, схему 32 ,сброса, первый 33, второй 34 и третий 35 счетчики, генератор 36 счетных импульсов, схему 37 деления и схему 38 индикации.Вход второго усилителя 23 соединен с выходом первого усилителя 4, а его выходс первым входом четвертого амплитудно- временного дискриминатора 24. Вход генератора 26 стробирующих импульсов соединен с вторым выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - с вторым выходом четвертого амплитудно-временного дискриминатора 24, Вход второго делителя 25 подключен к выходу блока 20 памяти, а. его выход - к третьему входу четвертого амплитудно-временного дискриминатора 24, выход которого через второй блок 29 задержки соединен с первым входом первой схемы 30 ЗАПРЕТ, второй вход которой соединен с выходом второго триггера 9, а ее выход - с первым входом первого счетчика 33,Выход первого счетчика 33 соединен.с первым входом пятого триггера 28. Кроме того, выход третьего триггера 18 соединен с первыми выходами четвертого триггера 27 и второй схемы 31 ЗАПРЕТ. Выход четвертого триггера 27 подключен к первым входам схемы 37 деления, третьего счетчика 35, схемы 32 сброса и к второму входу пятого триггера 28, а выход формирователя 12 импульса опроса блока регистратора 10 - к вторым входам четвертого триггера 27, второй схемы 31 ЗАПРЕТ и схемы сброса 32 Выход генератора 36 счетных импульсов со-единен с вторым входом схемы 37 деления и со вторым входом первого. счетчика 33. Первый вход второго счетчика 34 подключен к выходу второй схемы 31 ЗАПРЕТ, его второй вход - к выходу схемы 32 сброса, а его цифровой выход - к цифровому входу схемы 37 деления, выход которой соединен с вторым входом третьего счетчика 35, выход пятого. триггера 28 соединен с.входом генератора 36 счетных импульсов и с третьим входом схемы 32 сброса. Цифровой входсхемы 38 индикации подключен к цифровому выходу третьего счетчика 35. Дефектоскоп работает следующим образом,Генератор 1 зондирующих импульсов возбуждает излучающий преобразователь 2 (фиг,2 а) и в акустическом тракте распространяются импульсы упругих колебаний. Возможны два варианта: первый - когда между преобразователями 2 и 3 изделие отсутствует; второй - когда между преобразователями 2 и 3 присутствует контролируемое На фиг,2 показаны временные дефектограммы ультразвукового дефектоскопа при следующей последовательности чередования: изделие отсутствует; иэделие присутствует; изделие вновь отсутствует. На выходе усилителя будет следующая последовательность импульсов (фиг,2 в). Импульсы с выхода первого усилителя поступают на первый 5, второй 16 и третий 17 амплитудно-временные дискриминаторы (АВД) и на временной дискриминатор 19. На первый, второй и третий АВД в качестве стробирующих подаются соответственно импульсы (фиг.2 г,е,л), На выходе АВД возникает импульс только в том случае. если10 15 20 25 30 35 сигнал попадает во временной промежуток, задаваемый стробирующим импульсом, и его амплитуда превышает установленный пороговый уровень.Временной дискриминатор 19 выделяет первый прошедший через изделие импульс. Максимальная амплитуде этого импульса запоминается в блоке 20 памяти, делится первым делителем 21 и подается в качестве порогового уровня на второй АВД 16, где сравнивается с амплитудой второго прошедшего через изделие импульса.Первый АВД 5 служит для выделения первого прошедшего через изделие импульса и сравнения его амплитуды с заранее установленным, порогом, Второй АВД 16 служит для выделения амплитуды второго прошедшего через изделие импульса и сравнения ее с порогом, задаваемым с выхода первого делителя 21, Третий АВД 17 - ,служит для выделения амплитуды импульса, прошедшего через иммерсионную жидкость (при отсутствии изделия) и сравнения ее с заранее заданным порогом,Далее сигналы с первого, второго и третьего АВД поступают на схему обработки, состоящую из первого 6, второго 9 и третьего 18 триггеров, дифференцирующей цепи 7 и схемы ИЛИ 8, которая построена таким образом, что о наличии дефекта в контролируемом изделии по многократно теневому методу контроля можно судить по сигналу с выхода второго триггера 9 (фиг.2 п). Видно,. что при наличии дефекта в изделии сигнал с выхода триггера 9 (фиг.2 п) имеет высокий уровень, О наличии между преобразователями 2 и 3 контролируемого изделия можно судить по сигналу с выхода третьего триггера 18 (фиг.2 н). При наличии изделия этот сигнал имеет низкий уровень,На фиг,2 р показан импульс с выхода формирователя 12 импульса опроса, который формируется в каждом такте контроля и задержки относительно генераторного импульса на определенную величину задержки, достаточную для того, чтобы все контролируемые импульсы пришли на приемный преобразователь 3.Дополнительно теневой иммерсионный дефектоскоп снабжен каналом регистрации по эхо-сквозному методу контроля. Сигналы с выхода первого усилителя 4 поступают на вход второго усилителя 23, где усиливаются до необходимой величины. Эти сигналы, аналогичные сигналам на фиг.2 в, приходят на четвертый АВД 24. Генератор 26 стробирующих импульсов формирует импульс фиг.2 т, длительность которого соответствует центральной трети толщины листа, а второй делитель 25 - порог срабатывания четвертого АВД 24,Порог срабатывания, как видно иэ структурной схемы, формируется в зависимости от амплитуды первого прошедшего через изделие импульса и равен Ш/К, где К - коэффициент деления второго делителя 25; О 1 - амплитуда первого прошедшего импульса, Таким образом, на выходе четвертого АВД 24 будет присутствовать импульс (фиг.2 у) только тогда, когда амплитуда импульсов Оа и О 1 ч, во временном промежутке, определяемом селектирующим импульсом (фиг.2 т), будет превышать порог О 1/К, Этот импульс задерживается вторым блоком 29 задержки на определенную величину Ьд и поступает на первую схему ЗАПРЕТ 30, На второй вход первой схемы ЗАПРЕТ 30 поступает сигнал (фиг.2 п) с выхода второго триггера 9 и на ее выходе возникает импульс (фиг.2 р) только тогда, когда дефект зафиксирован только по эхо-сквозному каналу, а по многократно-теневому не зафиксирован. В процессе контроля количество М этих импульсов (фиг.2 ф) считается первым реверсивным счетчиком 33. На выходе второй схемы ЗАПРЕТ 31 появляются импульсы (фиг.2 х) только тогда, когда между преобразователями 2 и 3 присутствует контролируемое изделие. Это количество импульсов (фиг.2 х) считается вторым счетчиком 34,Четвертый триггер 27 формирует временной интервал (фиг.2 ц), пропорциональный времени нахождения изделия между преобразователями 2 и 3, Заданным фронтом импульса (фиг.2 ц) с выхода четвертого триггера 27 перебрасывается пятый триггер 28, который задает интервал счета (фиг.2 ш) и запускает генератор 36 счетных импульсов. С этого момента первый счетчик 33 начинает вычитать, и когда он вычтет до нуля, на его выходе формируется импульс (фиг.2 ч); который перебросит пятый триггер 28 в первоначальное состояние и,тем самым остановит генератор счетных импульсов (фиг.2 з), Таким образом, если до начала счета, первый счетчик 33 насчитал количество импульсов й, то он будет вычитать до момента, когда й-В = О, где й - количество импульсов (фиг.2 э), пришедших с генератора счетных импульсов 36 Так как для индикации отношения М/М в процентах необходимо, чтобы на схемуделения 37 приходило количество импульсов В = М 100, то первый счетчик 33 выполнен таким образом, что на его выходе формируется сигнал (фиг.2 ч) тогда, когда количество В импульсов с выходагенератора счетных импульсов 36 равно количеству й импульсов, зарегйстридискримиНатором, генератором стробирующих импульсов, вторым делителем, четвертым и пятым триггерами, вторым блоком задержки, первой и второй схемами ЗАПРЕТ, схемой сброса, первым, вторым и третьим счетчиками, генератором счетных импульсов, схемой деления и схемой индикации, причем вход второго усилителя соединен с выходом первого усилителяа его выход - с первым входом четвертого амплитудно-временного дискриминатора, вход ге-нератора стробирующих импульсов соединен с вторым выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - с вторым входом четвертого амплитудно-временного дискриминатора, вход второго делителя подключен к выходу блока памяти, а его выход - к третьему входу четвертого амплитудно-временного дискриминатора, выход которого соединен с входом второго блока задержки, первый вход первой схемы ЗАПРЕТ подключен к выходу блока задержки, ее второй вход - к выходу второго триггера, а выход - к первому входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом пятого триггера, кроме того, выход третьего триггера соединен с первыми входами четвертого триггера и второй схемы ЗАПРЕТ, выход четвертого триггера подключен к первым входам схемы деления, третьего счетчика и схемы сброса и к второму входу пятого триггера, а выход формирователя опроса блока регистратора - к вторым входам четвертого триггера, второй схемы ЗАПРЕТ и схемы сброса, выход генератора счетных импульсов соединен с вторыми входами схемы деления и первого счетчика, первый вход второго счетчика подключен к выходу второй схемы ЗАПРЕТ, его второй вход - к выходу схе- .мы сброса, а его цифровой выход - к цифровому входу схемы деления, выход которой соединен с вторым входом третьего счетчика, выход пятого триггера соединен с входом генератора счетных импульсов и с третьим входом схемы сброса, цифровой вход схемы индикации подключен к цифровому выходу третьего счетчика,рованных по зхо-сквозному каналу, умноженному на 100, т.е. В " И 100 илиВИ- - =О. Схема деления 37 делит100количество импульсов В - И 100 на число М, 5 которое подается на ее цифровые входы с цифровых выходов второго счетчика 34, и выдает на выходе количество импульсов В =, которое считается третьимИ 100счетчиком 35 и отображается схемой 38 индикации. Сигналом (фиг.2 ш) с выхода пятого триггера 28 обнуляется третий счетчик.35. На выходе схемы 32 сброса формируются импульсы (фиг.2 щ), которые сбрасывают показания счетчика 34 при отсутствии изделиямежду преобразователями 2 и 3 и окончаниисчета.Таким образом, с помощью предлагаероль проката теневым методом с требуемой по ГОСТУ 22727-88 чувствительностью и регистрацией дефектов в основном расслоении) на дефектограмму, представляющую собой в масштабе 1:10 штриховой план -чертеж листа с нанесенными на.нем контурами дефектов. Полученная при атом информация является основной и используется для сдаточного контроля листов. Одновременно с этим осуществляется 30 контроль и зхо-сквозным методом с высокой чувствительностью, фиксацией дефектов только в средней трети толщины листа и регистрацией на цифровых индикаторах процентного соотношения И/М. Получаемая при этом информация является дополнительной, позволяющей с высокой степенью вероятности судить о наличии или отсутствии флокенов в прокате, если 40 отношение И/М ъ А, где А - пороговый параметр. Формула изобретения ультразвуковой теневой иммерсионный .дефектоскоп по авт.св. М 234768, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля листового проката за счет обнаружения дефектов типа флокенов, он дополнительно снабжен вторым усилителем, четвертым амплитудно-временным мого устройства можно осуществлять конт, Лисина й комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 Прои енно-издател Заказ 809 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5