Ультразвуковий дефектоскоп

Изобретение относится к н^ргз рушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и , изделий в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигнала от дефекта и донного сигнала, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте прозвучивания. Для этого в дефектоскоп дополнительно введены компаратор, два триггера, дешифратор, пиковый детектор и три схемы ИЛИ. 2 ил., 1 табл. Изобретение относится к нераэрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет совместного использования критериев оценки качества как по соотношениям амплитуд сигналов от дефекта и донного, так и их отклонений от заданных пороговых значений в каждом такте проэвучивания. На фиг,1 представлена структурная схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг 0 2 - временные диаграммы. Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно электроакустически соединенные синхронизатор I,генератор 2 зондирующих импульсов,пре образователь 3, усилитель 4,первый селектор 5, первый компаратор 6 и первый триггер 7, последовательно соединенные первый Формирователь 8 строб-импульсов, второй формирователь 9 строб-импульсов, второй селектор 10 и первый пиковый детектор 11, регистратор 12, последовательно соединенные второй компаратор 13, вход которого подключен к выходу второго селектора 10, второй триггер 14 и дешифратор 1Ь, последовательно соединенные второй пиковый детектор 16, третий компаратор 17 и третий триггер 18, формирователь 19, три схемы ИЛИ 20 - 22, входы которых подключены к первым и третьим, вторым,пятым и шестым, четвертым, седьмым и восьмым выходом дешифратора I5 соответственно, выходы - к входам регистратора 12, выход первого (Ъормиропате (53) 620.179.16 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР № 987509, кл, G 01 Ч 29/04, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1087884, кл. G 01 N 29/04, 1984. -" г ел О) ю 00 00 ' 1566283 ля 8 строб-импульсов подключен к в т о рому входу первого с е л е к т о р а 5,выход синхронизатора 1 подключен к входу первого сЪормирователя 8 строб-импульсов н к вторым входам первого и в т о рого пиковых д е т е к т о р о в 11 и 16 и первого, второго и третьего триггеров 7, 14 и 18, второй выход усилителя А ПОДКЛЮЧеН К ВТОРОМУ ВХОДУ ВТОрого с е л е к т о р а 10, выход первого п и кового д е т е к т о р а 11 подключен к в т о рому входу т р е т ь е г о компаратора 17, вход Формирователя Ї9 нормализованных импульсов подключен к выходу в т о рого Формирователя 9 строб-импульсов, выход - к стробиругощим входам дешифратора 15 и т р е т ь е г о компаратора 17, второй вход дешифратора 15 подключен к выходу т р е т ь е г о т р и г г е р а 18, т р е 20 тий вход - к выходу первого т р и г г е ра 7 . Позицией 23 обозначено к о н т р о лируемое и з д е л и е , а позициями 24 38 - выходы сигналов с блоков у л ь т р а звукового д е ф е к т о с к о п а . 25 Дефектоскоп р а б о т а е т следующим образом. Импульсы 24 синхронизатора 1 п е риодически запускают генератор 2 з о н дирующих импульсов, который возбуждает преобразователь 3 . Колебания п р е о б р а з о в а т е л я 3 передаются в контролируемое изделие 23 и распространяются в нем. Отразившись от физической н е однородности - дефекта или противо35 положной грани (дна) ипделия,ультразвуковые колебания возвращаются с н о ва к преобразователю 3 и преобразуются им в электрические колебания,Эти колебания усиливаются усилителем 4, 40 Сигналы 25 с выхода усилителя 4 и строб-импульсы 26 и 27 первого и второго Формирователей 8 и 9 с т р о б импульсов поступают на входы с о о т в е т ственно первого селектора 5 и второго селектора 10, Выделенный первым с е лектором 5 сигнал дефекта Аде(д (диаграмма 28) поступает на второй пиковын детектор 16 и первый компаратор 6, Пиковый детектор 16 сохраняет амп50 литуду сигнала дефекта до прихода следующего синхроимпульса (диаграмма 3 0 ) . порциональной амплитуде донного с и г нала. Сброс пикового д е т е к т о р а I1 о с у щ е с т в л я е т с я импульсами 24 синхронизатора 1 , Сигналы с выхода первого п и к о в о го д е т е к т о р а 11, второго пикового детектора 16 и формирователя 19 нормализованных импульсов поступают на входы т р е т ь е г о компаратора 17. Сигнал 31 первого пикового д е т е к т о р а 11 з а д а е т порог срабатывания компаратора 17 в каждом т а к т е зондирования, а импульс 32 формирователя 19 нормализованных импульсов з а д а е т момент сравнивания, ^ Следящий порог А о п р е д е л я е т с я з а висимостью между глубиной дефекта и отношением амплитуд сигналов донного и от д е ф е к т а : ( А д ^ / А Д о н ) = К - а , где а - значение браковочной глубины д е ф е к т а ; К - коэффициент, учитывающий конкретные условия и параметры к о н т р о л я , и с о о т в е т с т в у е т величине А = К-а • А Д о н . Значение К • а у с т а н а в л и в а е т с я оператором изменением элементов схемы конкретно выполненного компаратора 17. Последний срабатывает лишь в том с л у ч а е , если амплитуда э х о - с и г н а л а дефекта равна или превышает у к а з а н ный п о р о г , т . е . если Адет^К-а А Д о „ , Выделенный вторым селектором 10 донный сигнал А д о и вызывает с р а б а тывание компаратора 13 при превышении им порога срабатывания А 4 ( А д О н ь ^ А , ) , устанавливаемого по уровню, равному минимальной величине донного с и г н а л а , при котором достоверно выя в л я е т с я дефект, определенный ч у в с т вительностью к о н т р о л я . На вход компаратора 6 поступает выделенный первым селектором 5 с и г нал дефекта Аде(р , который в cnv4ae превышения порога А £ (А ДРЯ, ї А2Ї вызовет срабатывание компаратора 6, Пороговый уровень Аг устанавливают по величине, равной минимально р е гистрируемой амплитуде эхо-сигнала недопустимого дефекта при условии перекрытия им донного сигнала. Аналогично, выделенный вторым с е Напряжения на выходе компаратолектором 10 донный сигнал Ад о ч ( д и а г ров 6, 13 и 17 устанавливаются рав55 рамма 29) поступает на первый пиковый ным напряжению логической " 1 " или детектор 11 и второй компаратор 13„ логического " 0 " в зависимости от тоНа выходе пикового детектора 11 п о г о , превышает или нет входной с и г я в л я е т с я импульс 31 с амплитудой,пропал опорный уровень, В случае сраба- 1566283_ * ке дефект отсутствует или величина тывания компараторов 6, 13 и 17 на его допустима. их выходах Нормируются импульсы,коКомбинации "Сбой" в 7 строке табторые подаются на первые входы соотлицы указывают на отсутствие сигнаветствующих триггеров 7, 14, 18, услов в зоне контроля, а в строке 8 танавливая их в единичное состояна недостаточную чувствительность ние. Сброс триггеров 7, 14 и 18 осуконтроля» ществляется подачей импульса синхронизатора I на их вторые входы (диагНормализованные импульсы с выхораммы 3 0 - 3 5 ) . Импульсы с выходов г дом схем ИЛИ 22, 2! и 20 (диаграммы триггеров 7, 14, 18 поступают на вхо- 10 36-38) поступают на входы регистрады 3, 1 и 2 дешифратора 15 с о о т в е т с т тора 12, который документирует ревенно, образуя в момент считывания зультаты контроля. трехразрядный двоичный к о д . Момент считывания определяется подачей на 15 Код на входах дешифратора Вхо- Регистробирующий вход дешифратора 15 имстрады пульса 32 с выхода формирователя 19 схем ция нормализованных импульсов, ИЛИ Дешифратор 15, преобразуя тр'ехразрядный двоичный код в десятичный, 20 1 1 I формирует на соответствующем выходе 22 "Де1 1 0 нормализованный импульс. Выходы дешиффект" 0 .1 1 ратора 15 объединены в группы "ДеЛект", "Качество и "Сбой" с о о т в е т с т 0 0 1 венно схемами ИЛИ 22, 21 и 20, с о г 25 21 "Ка0 1 1 ласно алгоритму, представленному в чест] 0 0 таблице, во" Первая строка таблицы показывает, что амплитуда донного эхо-сигнала 20 "Сбой" равна или превышает урорень А о т . е . 30 контроль осуществляется при чувствительности не ниже требуемой, а превыТаким образом, использование при шение амплитуды эхо-сигнала дефекформировании сигнала, документируета следящего порогового уровня А о з мого дефектоскопом как дефект,соотноначает наличие дефекта, глубина-котошения эхо-сигнала от дефекта и дон35 рого превышает допустимые размеры, ного р каждом периоде посылок з о н т . е . браковочный критерий. дирующих импульсов и дополнительной 1 оценки величин этих сигналов, отражающих совместно необходимые и д о с При контроле возможна ситуация, когда эхо-сигнал от дебекта значи40 таточные условия определения дефекта в изделии, позволяет повысить достотельно превосходит амплитуду донного верность контроля изделий. сигнала или последний отсутствует (вторая строка таблицы). Для принятия достоверного решения в этом слуФ о р м у л а и з о б р е т е н и я чае необходимо выполнение условия 45 Ад е „ ^ А 2 , т . е . требуется подтвержУльтразвуковой дефектоскоп,содердение, что контроль производится при жащий последовательно электроакустичувствительности не ниже заданной, чески соединенные синхронизатор, В каждом конкретном случае величины генератор зондирующих импульсов,препороговых уровней А , и А г , их соот50 образователь, усилитель, первый с е ношения определяются параметрами л е к т о р , первый компаратор и первый контролируемого изделия и техническитриггер > последовательно соединенные ми требованиями к контролю, поэтому первый (Ъормирователь строб-импульсов, возможна дополнительная комбинация второй формирователь строб-импульсов, (третья строка таблицы), отнесенная гг второй с е л е к т о р , первый пиковый д е к группе "Дейект". тектор и регистратор, БЬРОД первого Строки 4-6 таблицы означают,что формирователя строб-импульсов подклюконтроль производится с требуемой чен к второму входу первого селекточувствительностью и на данном участр а , выход синхронизатора подключен IZI -1566283 к входу первого формирователя стробимпульсов и к вторым входам первого пикового детектора и первого триггера, второй выход усилителя подключен к второму входу второго селектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен последовательно соединенными вторым компаратором, вход которого подключен к выходу второго селектора, вторым триггером и дешифратором, последовательно соединенными вторым пиковым детектором, третьим компаратором и третьим триггером, формирователем нормализованных импульсов и тремя схемами ИЛИ, входы которых подключены к первым и 8 третьим, вторым, пятым и шестым,четвертым, седьмым и восьмым выходам дешифратора соответственно, выходы к входам регистратора, вторые входы второго пикового детектора,второго и третьего триггеров подключены к выходу синхронизатора, выход первого пикового детектора подключен к второ10 му входу третьего компаратора, вход Формирователя нормализованных импульсов подключен к выходу второго Формирователя строб-импульсов, выход к стробируюшим входам дешифратора 15 и третьего компаратора, второй вход дешифратора подключен к выходу третьего триггера, а третий вход к выходу первого триггера. Фаг.? 1566283 24 Щ Л kl 27 /' 28. 29 1 к з?. и. ГІ J L п 37 п П Фиг! Редактор С.Патрушева Составитель Б.Белоэеров Техред М.Дидык Корректор А.Обручар Заказ 1218 Тираж 503 Подписное В Н Ю Ш И Государственного кочите га по изобретениям и открытиям при Г КИТ СССР 113035, Мое і па, А , Раушская на б., д. 4/5 -35 Произволетренно-издательекии комбинат "Патент", г , Ужгород, \п, Гаг арина, 101