RU1810818C - Акустический импедансный дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  вы влени  дефектов типа непроклеев, непропаев. расслоений в много1 слойных клееных и па ных конструкци х. Цель изобретени  - повышение производительности и достоверности контрол . Генератор 9, питающий преобразователь 11, мен ет частоту по пилообразному закону до тех пор, пока не возникнет резонанс, который отслеживаетс  компараторами 17-19. Частота генератора устанавливаетс  посто нной , и в случае попадани  дефектного участка под преобразователем 11 индикатор 30 укажет на это. 2 ил.

Description

(Л

С

joo

lo

со со

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  вы влени  дефектов типа непроклеев, непропаев, расслоений в многослойных клеенных и па ных конструкци х .

Целью изобретени   вл ютс  повышение производительности и достоверности контрол  за счет сокращени  вспомогательных работ по изготовлению контрольных образцов дл  настройки дефектоскопа и уменьшени  времени его настройки, а также путем автоматизации настройки дефектоскопа .

На фиг. 1 представлена структурна  схема акустического импедансного дефектоскопа; на фиг. 2 - временные эпюры, по сн ющие работу схемы. Акустический импедансный дефектоскоп (фиг. 1) содержит последовательно соединенные триггер 1, ко входам которого подключены кнопка 2 пуска (выбора частоты) и кнопка 3 сброса, схема 4 совпадени , на которую подаетс  опорна  частота от внешнего источника, схема 5 совпадени , счетчик 6 адреса, второй вход которого соединен с кнопкой 3, коммутатор 7, второй вход которого соединен с выходом триггера 1, а третий вход - со схемой 8 изменени  частоты, управл емый генератор 9, второй выход которого соединен с вторым входом схемы 8 изменени  частоты, усилитель 10 мощности, совмещенный импедансный преобразователь 11, усилитель 12 напр жени  двухполупериодный .выпр митель 13, блок усилителей, содержащий три включенных параллельно усилител  14-16 с различными коэффициентами усилени , блок компаратордв, содержащий три компаратора 17-19, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего усилител , блок счетных триггеров 20- 25, содержащий три цепочки, первый вход каждой из которых соединен с выходом соответствующего компаратора, а второй вход - с кнопкой 3, схему 26 совпадени , выход которой подключен ко второй схеме 5 и к индикатору 27 выбора частоты.

Кроме того, акустический импедансный дефектоскоп содержит последовательно соединенные коммутатор 28, компаратор 29 и индикатор 30 дефектов, причем первые три входа коммутатора 28 соединены с трем  выходами блока усилителей 14-16, другие три входа-стрем  выходами блока счетных триггеров 20, 23, 25 и седьмой вход - с выходом третьей схемы 26 совпадени  И. Преобразователь 11. в процессе контрол  перемещаетс  по изделию 31.

Акустический импедансный дефектоскоп работает следующим образом.

В режиме настройки генератор 9 (фиг. 1) выдает электрический сигнал переменной частоты, в основу схемы генератора положен интегратор, на вход которого подаютс 

пр моугольные импульсы от коммутатора. Интегратор собран на операционном усилителе , охваченном емкостной обратной св зью. При подаче на вход -интегратора отрицательного или положительного напр 0 жений на его выходе по вл ютс  собственно линейно нарастающее или линейно падающее напр жение.

Таким образом, при изменении амплитуды входного напр жени  на выходе интег5 ратора получаетс  переменна  частота, котора  качаетс  в рабочем диапазоне с периодом , определ емым сопротивлением входа и емкостью обратной св зи.

При нажатии кнопки 2 срабатывает

0 триггер 1. который дает разрешение на прохождение опорной частоты через схему 4 совпадени  и разрешение на работу коммутатора 7. Опорна  частота со схемы 4 поступает через схему 5 на счетчик адреса 6, при

5 этом каждый импульс опорного сигнала увеличивает состо ние счетчика 6 адреса на единицу. Сигнал со счетчика 6 адреса поступает на коммутатор 7. при этом с увеличением номера адреса увеличиваетс 

0 входное сопротивление генератора (на входе .интегратора), что приводит к изменению частоты сигнала на выходе генератора.

В режиме настройки электрический сигнал переменной частоты (частота качаетс 

5 в рабочем диапазоне частот от 1 до 12 КГц) с выхода управл емого генератора 9 (фиг. 1) через усилитель 10 мощности, поступает на совмещенный импедансный преобразователь 11, который преобразует электриче0 ский сигнал в механический и обратно. Преобразователь 11  вл етс  рабочим.орга- ном дефектоскопа, т.к. признаком дефекта  вл етс  изменение параметров колебаний преобразовател , нагруженного на контро5 лируемое изделие 31 (прижатого к изделию или перемещаемого по его поверхности. В режиме настройки преобразователь 11 устанавливаетс  в бездефектной зоне издели  31 или образца,

0 С преобразовател  11 электрический . сигнал 32 (фиг. 2) через усилитель 12 напр жени  подаетс  на двухполупериодный вы-, пр митель 13. Выпр мленный сигнал 33 раздел етс  по трем цеп м, поступает на

5 усилители 14-16, усиливающие сигналы до различных уровней, которые затем поступают на входы компараторов 17-19, в задачу которых входит регистраци  наличи  полезных сигналов, на выходе усилителей 14-16 И на коммутатор 28.

На инверсный вход компаратора 17-19 подаетс  опорный сигнал, на пр мой вход подаетс  рабочий сигнал. Если сигнал на входе ниже, чем опорный сигнал, то на выходе компаратора сигнала не будет. Например , возможен вариант, когда на выходе компаратора 17 сигнал отсутствует, а на выходе компараторов 18 и 19 есть сигналы, Наличие сигнала на выходе компаратора регистрируют триггеры. Если сигнал достаточно большой, то срабатывают триггеры 22 и 21, затем при следующем цикле срабатывают триггеры 24 и 23 и сигнал с триггера 23 поступает на схему 26. Если триггер 23 не сработал, т.е. нет сигнала на выходе компаратора 18. то при следующем цикле сработает триггер 25 и с него сигнал поступает на схему 26 совпадени .

Учитыва , что уровень сигнала, снимаемого с приемного пьезоэлемента преобразовател  11 измен етс  в широких пределах (в св зи с большим разнообразием контролируемых объектов), целесообразно использование именно блока усилителей с различными коэффициентами усилени , что позвол ет повысить быстродействие схемы и точность ее работы (недопущение работы в режиме насыщени , когда наступают ограничени  сигнала).

Таким образом, сигналы 34 с выходов компараторов 17-19 поступают на счетные триггеры 20-25, которые определ ют адрес рабочего усилител .

Сигналы 35 с любого из счетных триггеров 20-23-25 поступают на коммутатор 28 и на третью схему 26 совпадени , котора  дает запрет на схему 5 на прохождение опорной частоты от схемы 4 и разрешающий сигнал на коммутатор 28. Последний подключает (в зависимости от адреса на счетных триггерах 20-25) выбранный усилитель (14, 15 или 16) и выдает сигнал на компаратор 29. Например, если есть сигнал на выходе триггера 20, то коммутатор 28 подключает усилитель 14 к компаратору 29 и индикатору 30. Сигналы с третьей схемы 26 совпадени  поступают на вторую схему 5 совпадени  и на индикатор 27 выбранной частоты. Одновременно на вторую схему 5 совпадени  подаетс  от схемы 4 сигнал (частота ) например 12,5 Гц. Сигналы 36 поступают на счетчик адреса 6. Схема 5 запреща  прохождение опорной частоты (12,5 Гц), останавливает счетчик адреса 6. Коммутатор 7, на который подаютс  сигналы 37, подключает схему 8 (резисторный делитель электрических сигналов), измен ющую частоту управл емого генератора 9. В режиме настройки с выхода управл емого генератора

9 снимаетс  сигнал 38 переменной частоты, в режиме работы - фиксировованной частоты .

Таким образом, после прихода сигнала 5 запрета на схему 5 счетчик 6 адреса останавливаетс , фиксиру  адрес коммутатора 7 и соответствующую частоту управл емого генератора 9.

Дл  перенастройки прибора (например) 0 при переходе на другое изделие или на другой участок того же издели ) нажимают кнопку 3 сброса. Дл  начала работы необходимо нажать кнопку 2, при этом управл емый генератор 9 начинает качать частоту.

5Если преобразователь 11 находитс  в бездефектной зоне, то сигнал на выходе компаратора 29 будет больше опорного и сигнал на индикатор 30 не поступит, если преобразователь 11 переместить в зону де0 фекта, то сигнал на входе компаратора 29 будет меньше опорного и поступит на индикатор 30.

Таким образом, при повышении опорного напр жени  сигналом с выхода любого

5 из усилителей 14--16 происходит остановка счетчика адреса 6 и коммутатором 7 фиксируетс  настройка управл емого генератора 9 на резонансную или близкую к ней частоту .

0 Дефекты фиксируютс  по срабатыванию светового индикатора 30, сигнал на который поступает с коммутатора 28 через компаратор 29,  вл ющийс  пороговым устройством и позвол ющим выбрать уровень

5 срабатывани  индикатора 30 (загорани , сигнальной лампочки в корпусе преобразовател ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Акустический импедансный дефекто0 скоп, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, совмещенный импедансный преобразователь и усилитель напр жени  и блок индикации , отличающийс  тем, что. с целью

   5 повышени  производительности и достоверности контрол , он снабжен последовательно соединенными выпр мителем, первым усилителем, первым компаратором, первым, вторым и третьим триггерами, пер0 вый и второй схемами совпадени , счетчиком адреса и первым коммутатором, выход которого подключен к управл ющему входу генератора, последовательно соединенными вторым усилителем, вторым компарато5 ром, четвертым триггером и п тым триггером, выход которого подключен к второму входу первой схемы совпадени , последовательно соединенными третьим усилителем, третьим компаратором и шестым счетчиком, выход которого подключен к

   третьему входу первой схемы совпадени , последовательно соединенными кнопкой пуска, седьмым триггером и третьей схемой совпадени , выход которой св зан с вторым входом второй схемы совпадени , импульсным генератором, подключенным к второму входу третьей схемы совпадени , схемой изменени  частоты, включенной между выходом генератора и информационным входами первого коммутатора, кнопкой сброса, подключенной к установочным вхо

   дам счетчика адреса и триггеров, и последовательно соединенными вторым коммутатором и четвертым компаратором, выход которого св зан с блоком индикации, выходы третьего, п того и шестого триггеров, усилителей и первой схемы совпадени  подключены к входам второго коммутатора, выход седьмого триггера соединен с разрешающим входом первого коммутатора , а выход выпр мител  - с входами второго и третьего усилителей.