RU180038U1

RU180038U1 - ULTRASONIC DEFECTOSCOPE

Info

Publication number: RU180038U1
Application number: RU2018109098U
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Тарабрин; Евгений Владимирович Юрченко; Ольга Евгеньевна Чистякова; Дмитрий Анатольевич Кононов; Алексей Сергеевич Добротворский
Original assignee: Акционерное общество "Фирма ТВЕМА"
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-05-31

Abstract

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность полезной модели заключается в том, что ультразвуковой дефектоскоп содержит ультразвуковой преобразователь (1), к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель (2), частотный фильтр (3), аналого-цифровой преобразователь (4) и следящий формирователь (5) порогового уровня. Он содержит также генератор (8) зондирующих импульсов, подключенный ко входу ультразвукового преобразователя (1), управляющий процессор (6) и источник (12) питания. Следящий формирователь (5) порогового уровня связан с управляющим процессором (6), содержащим блок (7) синхронизации, связанным с генератором (8) зондирующих импульсов. В управляющий процессор введен блок (9) формирования градиентного порога, связанный со следящим формирователем (5) порогового уровня. Блок (9) формирования градиентного порога обеспечивает формирование адаптивного градиентного порога на основе скорости нарастания переднего фронта принимаемого сигнала за заданный промежуток времени (градиент скорости) и прибавляемого к амплитуде шумового сигнала смещения. Технический результат: повышение достоверности ультразвукового контроля и, как следствие, снижение перебраковки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Usage: for ultrasonic flaw detection. The essence of the utility model is that an ultrasonic flaw detector contains an ultrasonic transducer (1), the output of which is connected in series to an amplifier (2), a frequency filter (3), an analog-to-digital converter (4), and a threshold level follower (5). It also contains a probe pulse generator (8) connected to the input of the ultrasonic transducer (1), a control processor (6) and a power source (12). A threshold level follower (5) is connected to a control processor (6) containing a synchronization unit (7) connected to a probe pulse generator (8). A block (9) of forming a gradient threshold connected with a servo driver (5) of a threshold level is introduced into the control processor. The gradient threshold generating unit (9) provides the formation of an adaptive gradient threshold based on the rate of rise of the leading edge of the received signal for a given period of time (velocity gradient) and the offset noise signal added to the amplitude. Effect: increasing the reliability of ultrasonic testing and, as a result, reducing rejection. 2 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, используемой для обнаружения дефектов, преимущественно в рельсах, узлах и деталях подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена.The utility model relates to test equipment used to detect defects, mainly in rails, nodes and parts of rolling stock of railway transport and the subway.

Ультразвуковые дефектоскопы, реализующие традиционные способы ультразвукового контроля, используют преимущественно эхо-импульсный метод и основаны на измерении амплитуды принятого эхо-сигнала от дефекта или искусственного отражателя. Признаком обнаружения дефекта является получение сигнала с амплитудой, превышающий заданный уровень. Соответственно этому строится схема ультразвукового дефектоскопа, основными электронными узлами которого являются ультразвуковой преобразователь (УЗП), генератор зондирующих импульсов, усилитель, формирователь порогового уровня, блок сравнения, блок индикации (регистрации). Известны различные модификации этой схемы.Ultrasonic flaw detectors that implement the traditional methods of ultrasonic inspection use mainly the echo-pulse method and are based on measuring the amplitude of the received echo signal from a defect or artificial reflector. A sign of defect detection is the receipt of a signal with an amplitude that exceeds a predetermined level. Accordingly, a diagram of an ultrasonic flaw detector is constructed, the main electronic components of which are an ultrasonic transducer (USP), a probe pulse generator, an amplifier, a threshold level driver, a comparison unit, and an indication (registration) unit. Various modifications of this scheme are known.

Известен, например, ультразвуковой дефектоскоп, содержащий УЗП, генератор зондирующих импульсов, усилитель информативных сигналов, аналогово-цифровой преобразователь, блоки стробов, формирователь амплитудно-частотной характеристики, блоки сравнения и персональный компьютер, объединенными между собой соответствующими связями (RU 2270998 С2, 2005). В этом ультразвуковом дефектоскопе динамический диапазон находящихся ниже стандартного уровня сигналов ограничен, а добавление усиления для обнаружения малых дефектов не дает нужного результата, так как возрастает вероятность ложной браковки. Например, при сплошном мобильном контроле рельсов регистрация сигналов, превысивших порог, приводит к наличию непроконтролированных участков рельсового пути или только к вероятности дефекта, что вызывает необходимость повторного контроля. Поэтому такой ультразвуковой дефектоскоп не обеспечивает необходимой высокой надежности и достоверности ультразвукового контроля.Known, for example, is an ultrasonic flaw detector containing an ultrasonic scanner, a probe pulse generator, an informative signal amplifier, an analog-to-digital converter, strobe blocks, an amplitude-frequency characteristic driver, comparison units and a personal computer, interconnected by corresponding links (RU 2270998 C2, 2005) . In this ultrasonic flaw detector, the dynamic range of the signals below the standard level is limited, and the addition of amplification for the detection of small defects does not give the desired result, since the probability of false rejection increases. For example, with continuous mobile monitoring of rails, the registration of signals that exceed the threshold leads to the presence of uncontrolled sections of the rail track or only to the probability of a defect, which necessitates repeated monitoring. Therefore, such an ultrasonic flaw detector does not provide the necessary high reliability and reliability of ultrasonic testing.

Известны и другие ультразвуковые дефектоскопы (например, SU 1422132 А1, 1988; SU 1652902 А1, 1991; RU 2184960 С1, 2002; RU 2227911 С1, 2004; RU 2308027 С1, 2007; RU 2309402 С2, 2007; US 4457178 А, 1984; GB 1471152 А, 1977). Всем им присущ один и тот же недостаток - недостаточная достоверность ультразвукового контроля.Other ultrasonic flaw detectors are also known (for example, SU 1422132 A1, 1988; SU 1652902 A1, 1991; RU 2184960 C1, 2002; RU 2227911 C1, 2004; RU 2308027 C1, 2007; RU 2309402 S2, 2007; US 4457178 A, 1984; GB 1471152 A, 1977). All of them share the same drawback - insufficient reliability of ultrasonic testing.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является ультразвуковой дефектоскоп, содержащий УЗП, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель, частотный фильтр, аналого-цифровой преобразователь и следящий формирователь порогового уровня, связанный с управляющим процессором, содержащим блок синхронизации, который связан с генератором зондирующих импульсов, подключенным ко входу УЗП, источник питания и дисплей (RU 62708 U1, 2007). Управляющий процессор включает пороговое устройство, связанное со следящим формирователем порогового уровня. Однако при этом осуществляется только начальная фильтрация в виде «отсечки снизу». Отсутствие дальнейшей фильтрации приводит к существенной перебраковке ввиду большого количества сигналов, прошедших начальный этап. Это не позволяет обеспечить достаточную достоверность ультразвукового контроля таким ультразвуковым дефектоскопом.Of the known devices, the closest to the proposed one is an ultrasonic flaw detector containing an ultrasonic scanner, the output of which is connected to a serially connected amplifier, a frequency filter, an analog-to-digital converter, and a threshold level tracking driver connected to a control processor containing a synchronization unit that is connected to the probe pulse generator connected to the input of the SPD, a power source and a display (RU 62708 U1, 2007). The control processor includes a threshold device associated with a threshold level follower. However, only the initial filtering is performed in the form of a “bottom cut-off”. The absence of further filtering leads to a significant rejection due to the large number of signals that have passed the initial stage. This does not allow sufficient reliability of the ultrasonic inspection by such an ultrasonic flaw detector.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в создании ультразвукового дефектоскопа, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении достоверности ультразвукового контроля за счет дополнительной оптимизированной фильтрации сигналов.The technical problem solved by the utility model is to create an ultrasonic flaw detector, devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the utility model is to increase the reliability of ultrasonic testing due to additional optimized signal filtering.

Это достигается тем, что в ультразвуковом дефектоскопе, содержащем УЗП, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель, частотный фильтр, аналого-цифровой преобразователь и следящий формирователь порогового уровня, связанный с управляющим процессором, содержащим блок синхронизации, который связан с генератором зондирующих импульсов, подключенным ко входу УЗП, источник питания и дисплей, в управляющий процессор введен блок формирования градиентного порога, связанный со следящим формирователем порогового уровня. Усилитель, частотный фильтр, аналого-цифровой преобразователь, следящий формирователь порогового уровня и генератор зондирующих импульсов могут быть объединены в связанный с управляющим процессором исполнительный блок. Управляющий процессор может включать блоки управления сервисными функциями, управления параметрами ультразвукового преобразователя и управления параметрами контроля, связанные с блоком формирования градиентного порога, блок формирования пакетов настроек, блоки формирования развертки по амплитуде и развертки по пройденному пути, блок вывода данных на дисплей и блок управления аппаратными параметрами, связанный с генератором зондирующих импульсов и усилителем.This is achieved by the fact that in an ultrasonic flaw detector containing an ultrasonic scanner, the output of which is connected to a serially connected amplifier, a frequency filter, an analog-to-digital converter, and a threshold level tracking driver connected to a control processor containing a synchronization unit that is connected to a probe pulse generator connected to the input of the SPD, a power source and a display, a gradient threshold forming unit connected to a servo threshold level driver is introduced into the control processor. An amplifier, a frequency filter, an analog-to-digital converter, a threshold level follower, and a probe pulse generator can be combined into an executive unit connected to the control processor. The control processor may include service function control blocks, ultrasonic transducer parameter control and control parameter control blocks associated with the gradient threshold generation unit, settings package generation unit, amplitude scan and scan generation units along the traveled path, display data display unit and hardware control unit parameters associated with the probe pulse generator and amplifier.

Указанный технический результат обеспечивается в рамках реализации назначения всей совокупностью существенных признаков, представленной в формуле полезной модели, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. Предложенный ультразвуковой дефектоскоп представляет собой одно устройство, узлы которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны (находятся в конструктивно-функциональном единстве). Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом.The specified technical result is ensured within the framework of the implementation of the assignment by the whole set of essential features presented in the formula of the utility model, each feature of which is necessary, and together they are sufficient to solve the specified technical problem and to achieve the specified technical result. The proposed ultrasonic flaw detector is a single device, the nodes of which, characterized by the corresponding essential features, are in constructive unity and functionally interconnected (are in constructive and functional unity). Their joint use led to the creation of a new device with the specified technical result.

На чертеже показана структурная блок-схема ультразвукового дефектоскопа.The drawing shows a structural block diagram of an ultrasonic flaw detector.

Он содержит УЗП 1, преимущественно пьезоэлектрический, имеющий раздельные или совмещенные вход и выход. К его выходу подключены последовательно соединенные усилитель 2, частотный фильтр 3, аналого-цифровой преобразователь 4 и следящий формирователь 5 порогового уровня, который связан с управляющим процессором 6. Управляющий процессор 6 содержит блок 7 синхронизации, связанный с генератором 8 зондирующих импульсов, который подключен ко входу УЗП 1. В управляющий процессор введен блок 9 формирования градиентного порога, который связан со следящим формирователем 5 порогового уровня. Усилитель 2, частотный фильтр 3, аналого-цифровой преобразователь 4, следящий формирователь 5 порогового уровня и генератор 8 зондирующих импульсов преимущественно объединены (выполнены конструктивно совместно) в виде связанного с управляющим процессором 6 исполнительного блока 10. Связь между управляющим процессором 6 и исполнительным блоком 10 может быть выполнена как проводной, так и беспроводной посредством соответствующих интерфейсов. Ультразвуковой дефектоскоп содержит также дисплей 11 и источник 12 питания. Дисплей 11 преимущественно входит в состав управляющего процессора 6 и может быть выполнен, например, с обеспечением возможности реализации как индикаторной, так и управляющей функций. Источник 12 питания может быть выполнен как в виде единого для управляющего процессора 6 и исполнительного блока 10 узла, так и в виде двух самостоятельных узлов, один из которых входит в состав управляющего процессора 6, а другой - в состав исполнительного блока 10. В управляющем процессоре 6 блок 9 формирования градиентного порога преимущественно связан с блоками 13, 14 и 15 соответственно управления сервисными функциями, управления параметрами ультразвукового преобразователя и управления параметрами контроля. Блоки 13-15 связаны с блоком 16 формирования пакетов настроек, который через блоки 17 и 18 соответственно формирования развертки по амплитуде и формирования развертки по пройденному пути связан с блоком 19 вывода данных на дисплей 11. Управляющий процессор 6 преимущественно включает также блок 20 управления аппаратными параметрами, связанный с генератором 8 зондирующих импульсов и усилителем 2 исполнительного блока 10. Управляющий процессор может включать блок 21 ввода и корректировки данных, который может быть совмещен с дисплеем 11, обладающим управляющей функцией, при этом они связаны с блоками 13-20 управляющего процессора 6 (на чертеже не показано). Блоки 7, 9, 13-21 управляющего процессора 6 с их взаимными связями могут быть выполнены аппаратными средствами, а также с использованием программных средств. Управляющий процессор 6 может быть выполнен в виде смартфона/планшета.It contains USP 1, mainly piezoelectric, having separate or combined input and output. An amplifier 2, a frequency filter 3, an analog-to-digital converter 4, and a threshold level follower 5 connected to the control processor 6 are connected to its output. The control processor 6 contains a synchronization unit 7 connected to a probe pulse generator 8, which is connected to input USP 1. In the control processor is entered block 9 forming a gradient threshold, which is connected with the servo driver 5 threshold level. Amplifier 2, frequency filter 3, analog-to-digital converter 4, servo driver 5 of the threshold level and generator 8 of the probe pulses are mainly combined (made structurally together) in the form of an executive unit 10 connected to the control processor 6. Communication between the control processor 6 and the executive unit 10 can be performed both wired and wireless through appropriate interfaces. An ultrasonic flaw detector also includes a display 11 and a power supply 12. The display 11 is mainly included in the control processor 6 and can be performed, for example, with the possibility of implementing both indicator and control functions. The power source 12 can be made as a single unit for the control processor 6 and the Executive unit 10 node, and in the form of two independent nodes, one of which is part of the control processor 6, and the other is part of the Executive unit 10. In the control processor 6, the gradient threshold formation unit 9 is mainly associated with the service function control units 13, the ultrasonic transducer parameter control, and the control parameter control blocks, respectively. Blocks 13-15 are connected to a block 16 for generating settings packages, which, through blocks 17 and 18, respectively, for generating a sweep in amplitude and generating a sweep for the path traveled, is connected to a block 19 for outputting data to a display 11. The control processor 6 mainly includes a hardware parameter control block 20 associated with the generator 8 of the probe pulses and the amplifier 2 of the Executive unit 10. The control processor may include a unit 21 for input and adjustment of data, which can be combined with a display 11 having function, while they are connected with blocks 13-20 of the control processor 6 (not shown). Blocks 7, 9, 13-21 of the control processor 6 with their mutual connections can be performed by hardware, as well as using software. The control processor 6 may be made in the form of a smartphone / tablet.

Для локального контроля дефектов ультразвуковой дефектоскоп используется в режиме одноканального устройства, при этом УЗП 1 устанавливается на контролируемый объект и после включения ультразвукового дефектоскопа проводится ручное сканирование со скоростью, преимущественно до 100 мм/с. Ультразвуковой дефектоскоп может использоваться в качестве модуля в многоканальных установках, преимущественно мобильных средств ультразвукового контроля рельсов. При включении ультразвукового дефектоскопа блок 7 синхронизации запускает генератор 8 зондирующих импульсов, который возбуждает УЗП 1. При этом в контролируемом изделии, например, в рельсовой нити, возбуждаются ультразвуковые волны высокой частоты. Ультразвуковые волны, отражаясь от границы раздела двух сред с различными акустическими характеристиками, обусловленной конструктивными особенностями контролируемого изделия или наличием в нем несплошностей, возвращаются на УЗП 1. Отраженные эхо-импульсы поступают на вход усилителя 2, значение коэффициента усиления которого устанавливается оператором посредством входящего в состав управляющего процессора 6 блока 20 управления аппаратными параметрами в соответствии с требованиями проведения контроля. Усиленные эхо-сигналы поступают на вход частотного фильтра 3, осуществляющего их низкочастотную фильтрацию, и далее - на аналого-цифровой преобразователь 4, осуществляющий преобразование аналоговых сигналов в цифровые. Оцифрованные сигналы подаются на вход следящего формирователя 5 порогового уровня, обеспечивающего формирование уровня амплитуд шумовых сигналов, значения которых в пределах цикла зондирования изменяются относительно медленно в соответствии с функцией затухания ультразвука в контролируемом изделии. С выхода следящего формирователя 5 порогового уровня сигналы поступают в управляющий процессор 6 на блок 9 формирования градиентного порога. Сформированный уровень реализуется в виде напряжения «отсечки снизу». При этом сигналы освобождаются от основной массы шумовых сигналов, обусловленных отражающими поверхностями с множественными отражателями диффузного типа. К ним относятся, например, подголовочные грани головки рельса с низкой степенью механической обработки, галтельные переходы поверхности катания рельса в рабочую грань головки с сеткой трещин, вызванных термическим воздействием колесами подвижного состава в результате резкого торможения. Поскольку на выходе следящего формирователя 5 порогового уровня имеется достаточно большое количество сигналов, ведущих к существенной перебраковке, требуется уменьшение их количества и выделение только полезных сигналов для отображения в виде, удобном для наблюдения и анализа. Блок 9 формирования градиентного порога реализует расчет скорости нарастания передних фронтов полученных со следящего формирователя 5 порогового уровня импульсных сигналов (градиента). При этом учитывается, что сигналы от конструктивных отражателей и от дефектов имеют значительную скорость нарастания по сравнению с шумовыми сигналами. Кроме того, этот блок 9 обеспечивает дополнительную фильтрацию по превышению амплитудой отраженных сигналов со скоростью нарастания переднего фронта более некоторой величины уровня шумовых сигналов на заданное значение в зависимости от типа применяемых УЗП 1, используемых для разных зон контроля. Таким образом, формируется адаптивный градиентный порог на основе скорости нарастания переднего фронта принятого сигнала за заданный промежуток времени и прибавляемого к амплитуде шумового сигнала смещения. Такая дополнительная оптимизированная фильтрация сигналов позволяет существенно снизить перебраковку, что особенно важно при проведении ультразвукового контроля рельсов мобильными средствами в условиях нестабильного акустического контакта на больших скоростях. Блок 9 формирования градиентного порога обеспечивает учет динамики поведения принимаемого сигнала и оптимальную информативность о шумовом сигнале. Это обуславливает повышение достоверности ультразвукового контроля. С блока 9 формирования градиентного порога сигналы поступают на блоки 13, 14, 15 соответственно управления сервисными функциями, управления параметрами УЗП и управления параметрами контроля. Блок 13 управления сервисными функциями позволяет устанавливать, настраивать и отключать пользовательские функции, например, использование звуковой сигнализации, компенсацию затухания ультразвуковых колебаний в объекте контроля, включение режима глубиномера и др. Блок 14 управления параметрами УЗП обеспечивает приведение в соответствие рассчитанных значений угла ввода УЗП и времени задержки в призме с фактическими (с использованием опорных сигналов от контрольных отражателей). Блок 15 управления параметрами контроля предназначен для выбора режима контроля, а также для ввода или корректировки параметров развертки -скорости ультразвуковых колебаний, длительности и задержки развертки. Блок 16 формирования пакетов настроек формирует пакеты, характерные для конкретной задачи контроля и конкретного УЗП 1. Пакеты настроек в зависимости от выбора оператора попадают в блок 17 формирования развертки по амплитуде, обеспечивающий отображение данных в координатах амплитуда-время для каждого цикла излучения-приема или в блок 18 формирования развертки по пройденному пути, обеспечивающий отображение данных в координатах время-пройденный путь для всего проконтролированного участка. Посредством блока 19 вывода данных на дисплей сигналы выводятся для индикации на дисплей 11, с помощью которого при сканировании осуществляется наблюдение и анализ полученных эхо-сигналов в виде графических изображений. Блок 21 ввода и корректировки данных используется для ввода, активации, сохранения и выбора из имеющихся цифровых и буквенных значений параметров, формируемых блоками 13-20 управляющего процессора 6. Посредством блока 20 управления аппаратными параметрами могут устанавливаться и регулироваться основные аппаратные параметры ультразвукового дефектоскопа - коэффициент усиления, количество и длительность зондирующих импульсов ультразвукового сигнала.For local inspection of defects, an ultrasonic flaw detector is used in a single-channel device mode, while the ultrasonic inspection device 1 is installed on a controlled object and, after switching on the ultrasonic flaw detector, a manual scan is performed at a speed of mainly 100 mm / s. An ultrasonic flaw detector can be used as a module in multichannel installations, mainly mobile means of ultrasonic rail monitoring. When you turn on the ultrasonic flaw detector, the synchronization unit 7 starts the probe pulse generator 8, which excites SPD 1. At the same time, high-frequency ultrasonic waves are excited in the controlled product, for example, in a rail filament. Ultrasonic waves, reflected from the interface between two media with different acoustic characteristics, due to the design features of the controlled product or the presence of discontinuities in it, are returned to the USP 1. The reflected echo pulses are fed to the input of amplifier 2, the gain value of which is set by the operator using the the control processor 6 of the unit 20 control the hardware parameters in accordance with the requirements of the control. The amplified echo signals are fed to the input of a frequency filter 3, which carries out their low-pass filtering, and then to an analog-to-digital converter 4, which converts analog signals to digital. The digitized signals are fed to the input of the tracking driver 5 of the threshold level, which ensures the formation of the amplitude level of noise signals whose values within the sensing cycle change relatively slowly in accordance with the function of attenuation of ultrasound in the controlled product. From the output of the servo driver 5 of the threshold level, the signals are sent to the control processor 6 on the block 9 of the formation of the gradient threshold. The formed level is realized in the form of a “cut-off from below” voltage. In this case, the signals are freed from the bulk of the noise signals due to reflective surfaces with multiple diffuse reflectors. These include, for example, subheading faces of the rail head with a low degree of machining, fillet transitions of the rolling surface of the rail into the working face of the head with a network of cracks caused by thermal exposure to the wheels of the rolling stock as a result of sharp braking. Since there is a sufficiently large number of signals at the output of the servo driver 5 of the threshold level that leads to a significant rejection, it is necessary to reduce their number and select only useful signals for display in a form convenient for observation and analysis. Block 9 of the formation of the gradient threshold implements the calculation of the rate of rise of the leading edges obtained from the tracking shaper 5 of the threshold level of the pulse signals (gradient). In this case, it is taken into account that the signals from structural reflectors and from defects have a significant slew rate compared to noise signals. In addition, this unit 9 provides additional filtering by exceeding the amplitude of the reflected signals with a rise rate of the leading edge of more than a certain level of noise signals by a predetermined value depending on the type of SPD 1 used for different control zones. Thus, an adaptive gradient threshold is formed based on the rate of rise of the leading edge of the received signal for a given period of time and the offset noise signal added to the amplitude. Such additional optimized signal filtering can significantly reduce the rejection, which is especially important when conducting ultrasonic testing of rails using mobile means in conditions of unstable acoustic contact at high speeds. Block 9 formation of the gradient threshold provides for taking into account the dynamics of the behavior of the received signal and the optimal information content of the noise signal. This leads to an increase in the reliability of ultrasonic testing. From the block 9 of the formation of the gradient threshold, the signals are supplied to the blocks 13, 14, 15, respectively, control service functions, control the parameters of the SPD and control the control parameters. The service function control unit 13 allows you to set, configure and disable user functions, for example, the use of an audible alarm, the compensation of the attenuation of ultrasonic vibrations in the monitoring object, the inclusion of the depth gauge mode, etc. The control unit for the parameters of the ultrasonic testing ensures matching the calculated values of the input angle of the ultrasonic testing and time delays in the prism with actual (using reference signals from the control reflectors). Block 15 control parameters of the control is designed to select a control mode, as well as to enter or adjust the scan parameters - the speed of ultrasonic vibrations, duration and delay of the scan. Block 16 of the formation of settings packages generates packages that are specific to a specific monitoring task and a specific SPD 1. Settings packages, depending on the choice of the operator, fall into the amplitude scanning unit 17, which displays data in amplitude-time coordinates for each radiation-reception cycle or in block 18 of the formation of a sweep along the traveled path, providing the display of data in the coordinates of the time-traveled path for the entire controlled area. By means of the data output unit 19, the signals are displayed for display on the display 11, by means of which, during scanning, the received echoes in the form of graphic images are observed and analyzed. The data input and adjustment block 21 is used to enter, activate, save and select from the available digital and alphabetic values of the parameters generated by the control processor 6 units 13-20. By means of the hardware parameter control unit 20, the basic hardware parameters of the ultrasonic flaw detector can be set and adjusted - gain , the number and duration of the probe pulses of the ultrasonic signal.

Ультразвуковой дефектоскоп реализован в виде дефектоскопа «ЭХО-ПУЛЬС» УД2-105Т по техническим условиям ВДМА.663500.129ТУ, разработанный для ультразвукового контроля длинномерных изделий со сложным профилем, преимущественно рельсов для железных дорог и метрополитена. УЗП 1 в нем выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя. В зависимости от требований контроля предусмотрено использование пьезоэлектрических преобразователей, например, П121-2,5-40. Дефектоскоп обеспечивает амплитуду импульсов возбуждения не менее 130 В, диапазон регулировки длительности импульсов возбуждения - 62-200 нс, количество импульсов возбуждения - 1-3, диапазон частот - 1,25-5,0 МГц, динамический диапазон - не менее 80 дБ, регулируемую длительность развертки - 59-2959 мм. Исполнительный блок 10 выполнен в виде электронного блока. Управляющий процессор 6 выполнен в виде смартфона, в который введен блок 9 формирования градиентного порога со специализированным программным обеспечением. Величина нарастания амплитуды сигнала составляет не менее 6 дБ за промежуток времени 0,1-1,6 мкс. Величина смещения составляет 6-30 дБ. Ультразвуковой дефектоскоп в составе мобильного средства ультразвукового контроля прошел апробацию на Октябрьской, Свердловской, Западно-Сибирской и Красноярской железных дорогах Российской Федерации. При этом выявлена высокая эффективность ультразвукового дефектоскопа, обеспечивающего повышенную достоверность контроля. Во всех случаях ультразвуковой дефектоскоп выделял в качестве полезных исключительно сигналы от дефектов рельсов и конструктивных отражателей.The ultrasonic flaw detector is implemented as an EKHO-PULS UD2-105T flaw detector according to the technical conditions of VDMA.663500.129TU, designed for ultrasonic testing of long products with a complex profile, mainly rails for railways and the subway. USP 1 in it is made in the form of a piezoelectric transducer. Depending on the control requirements, the use of piezoelectric transducers, for example, P121-2.5-40, is provided. The flaw detector provides an amplitude of excitation pulses of at least 130 V, a range of adjustment of the duration of excitation pulses is 62-200 ns, the number of excitation pulses is 1-3, the frequency range is 1.25-5.0 MHz, the dynamic range is at least 80 dB, adjustable scan duration - 59-2959 mm. The Executive unit 10 is made in the form of an electronic unit. The control processor 6 is made in the form of a smartphone, into which a gradient threshold forming unit 9 with specialized software is introduced. The magnitude of the increase in the amplitude of the signal is at least 6 dB for a time period of 0.1-1.6 μs. The offset value is 6-30 dB. An ultrasonic flaw detector as part of a mobile ultrasonic inspection tool has been tested on the October, Sverdlovsk, West Siberian and Krasnoyarsk railways of the Russian Federation. At the same time, the high efficiency of the ultrasonic flaw detector, which provides increased reliability of control, was revealed. In all cases, the ultrasonic flaw detector singled out exclusively useful signals from defects in rails and structural reflectors as useful.

Ультразвуковой дефектоскоп, выполненный в соответствии с полезной моделью, обеспечивает более высокую достоверность ультразвукового контроля по сравнению с аналогичными известными. Он может с высокой эффективностью использоваться как для локального ультразвукового контроля, так и в составе высокоскоростных мобильных средств ультразвукового контроля рельсов.An ultrasonic flaw detector, made in accordance with the utility model, provides a higher reliability of ultrasonic testing in comparison with similar known ones. It can be used with high efficiency both for local ultrasonic testing and as part of high-speed mobile means for ultrasonic rail monitoring.

Claims

1. An ultrasonic flaw detector containing an ultrasonic transducer, the output of which is connected in series with an amplifier, a frequency filter, an analog-to-digital transducer and a threshold level tracking driver connected to a control processor containing a synchronization unit that is connected to a probe pulse generator connected to the ultrasonic input a converter, a power source and a display, characterized in that a gradient threshold forming unit is introduced into the control processor, connected with a tracking driver of the threshold level.

2. An ultrasonic flaw detector according to claim 1, characterized in that the amplifier, a frequency filter, an analog-to-digital converter, a servo threshold level generator, and a probe pulse generator are combined into an executive unit connected to the control processor.

3. The ultrasonic flaw detector according to claim 1, characterized in that the control processor includes control units for service functions, control parameters of the ultrasonic transducer and control parameters associated with the block forming the gradient threshold, the unit for generating settings packets, the blocks for generating sweeps in amplitude and sweeps in accordance with the distance traveled, the data output unit on the display and the hardware parameter control unit associated with the probe pulse generator and amplifier.