RU2003969C1 - Дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  обнаружени  дефектов в издели х, в частности дл  вы влени  непрокпеев в многослойных клеевых и па ных конструкци х и расслоений в издели х из слоистых пластиков. Цель изобретени  - повышение чувствительности и надежности констрол  путем обеспечени  поиска резонансной частоты объекта контрол  и исключени  вли ни  динамических характеристик преобразовател  на амплитудно-частотные характеристики системы преобразователь- объекты контрол . Дефектоскоп дополнительно содержит последовательно соединенные блок фиксации резонансной частоты, а также блок обратной св зи, включенные между выходом усилител  напр жени  и входом усилител  мощности. 2 з.п ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  обнаружени  дефектов в издели х, в частности дл  вы влени  непроклеев в многослойных клеевых и па ных конструкци х и расслоений в издели х из слоистых пластиков; асбо- и стеклопластиков, текстоли- тое, высокомодульных композиционных материалов (угле- и боропластиков) и т.п.

Известен дефектоскоп, позвол ющий реализовать акустический амплитудный и амплитудно-фазовый импедансные способы контрол .

Известен также акустический дефекте- скоп, позвол ющий реализовать амплитудный вариант импедансногр способа дефектоскопии с использованием раздельно-совмещенного преобразовател . Дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор, генератор, раздельно-совмещенный преобразователь, усилитель, пиковый детектор и стрелочный индикатор. Второй выход усилител  соединен с автоматическим сигнализатор дефек-

тов(ЛСД)Ш.

Дефектоскоп работает в импульсном

режиме излучени , при котором в контролируемой конструкции возбуждаютс  импульсы упругих колебаний с частотой, близкой к собственной частоте излучающего вибратора . В этом случае контроль проводитс  в нерезонзнсном режиме, что значительно ухудшает эксплуатационные характеристики дефектоскопа, прежде всего чуаствитель- ность контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и надежности контро- л  за счет обеспечени  работы дефектоскопа в резонансном режиме и иск- лючени  вли ни  характеристик преобразовател  на АЧХ системы преобразователь - обьект контрол .

Это достигаетс  тем, что дефектоскоп дополнительно содержит последовательно соединенные блок фиксации резонансной частоты, генератор, а также блок обратной св зи, включенные между выходом усилител  напр жени  и входом усилител  мощности . Блок фиксации состоит из последовательно соединенных детектора максимума амплитуды сигнала интегратора, выполненного на операционном усилителе, а блок обратной св зи выполнен на операционном усилителе и наборе RC-цепочек, подсоединенных последовательно к входу операционного усилител  и параллельно ему.

На фиг.1 представлена функциональна  схема дефектоскопа; на фиг.2 и 3 - примеры

выполнени  блока фиксации резонансной частоты и блока обратной св зи.

Дефектоскоп (фиг. 1} содержит последовательно соединенные усилитель 1 мощности, раздельно-совмещенный преобразователь 2, включающий излучатель 3 и приемник 4, усилитель 5 напр жени , блок 6 фиксации резонансной частоты и управл емый генератор 7, выход которого подключен к входу усилител  мощности, а также блок 8 обратной св зи, включенный между выходом усилител  5 напр жени  и входом усилител  мощности, блок 9 индикации и автоматический сигнализатор 10 дефектов, подключенные к выходу усилител  5 напр жени . В процессе контрол  преобразователь 2 перемещаетс  по поверхности объекта 11 контрол  таким образом, что излучатель 3 и приеклик 4 составл ют с объектом 11 контрол  систему, имеющую единую амплитудно-частотную характеристику.

Блок 6 фиксации резонансной частоты (фиг.2) состоит из соединенных последовательно блока 12 запоминани  максимума амплитуды, включающего ключ 13 управлени , операционный усилитель 14, диод 15, конденсатор 16 и ключ 17, блока 18 выборки (хранени  сигнала, включающего ключ 19 управлени , операционный усилитель 20 и конденсатор 21, блока 22 сравнени  сигналов , включающего сопротивлени  23, операционный усилитель 24 и сопротивление 25, причем положительный вход операционного усилител  24 соединен с выходом блока 12 запоминани  максимума амплитуды; интегратора 26, включающего ключ 27 управлени , сопротивление 28, операционного усилител  29 и конденсатора 30; преобразователь 31 синусоидальных сигналов в пр моугольные импульсы (триггер Шмитта), ЁХОД которого соединен с входом блока 12 запоминани  максимума амплитуды; кольцевого счетчика 32 импульсов, вход которого соединен с выходом триггера Шмитта, а выходы 33-36 - с ключами 13, 27, 19 и 17 управлени  соответственно.

Дефектоскоп работает следующим образом .

В режиме настройки электрический сигнал переменной частоты (частота измен етс  в рабочем диапазоне частот 30-150 кГц) с выхода управл емого генератора 7 (фиг.1) через усилитель 1 мощности поступает на излучатель 3 преобразовател  2, который преобразует электрический сигнал в механический .

При акустическом контакте излучател  3 с объектом 11 контрол  (например, многослойной конструкцией) в бездефектной зоне объекте контрол  возбуждаютс  упругие

колебани , амплитуда которых зависит не только от механического импеданса конструкции в зоне контрол  (при наличии дефекта импеданс конструкции меньше, а уровень сигнала больше), но и от частоты колебаний.

Упругие колебани  объекта 11 контрол  принимаютс  приемником 4 преобразовател  2, преобразуютс  в электрический сигнал , который через усилитель 5 напр жени  подаетс  на блок 6. С помощью блока 6 обеспечиваетс  поиск резонансной частоты объекта контрол  по максимуму амплитуды сигнала. С выхода блока 6 на управл емый генератор 7 подаетс  сигнал, задающий такой режим работы генератора, при котором последний выдает сигнал с частотой, равной резонансной частоте объекта контрол  при нахождении преобразовател  2 в бездефектной зоне. Блок 8 обратной св зи, включен- ный между выходом усилител  5 напр жени  и входом усилител  1 мощности , позвол ет исключать вли ние динамических характеристик преобразовател  2 на амплитудно-частотные характеристики системы преобразователь - объект контрол .

В режиме контрол  сигнал с управл емого генератора 7 через усилитель 1 мощности поступает на излучатель 3, затем от приемника А - на усилитель 5 напр жени  и на блок 9 индикации. Последний позвол ет определить амплитуду и частоту прин того сигнала. Дефекты объекта контрол  определ ютс  по изменению параметров неразрушающего контрол  (амплитуды, резонансной частоты) по срабатыванию автоматического сигнализатора 10 дефектов.

При самонастройке сравниваютс  М- и Мк-ые амплитуды прин того синусоидального сигнала. Если разница положительна , то производитс  увеличение сигнала на выходе интегратора и соответственно частоты управл емого генератора. Если разница отрицательна , то сигнал на выходе интегратора уменьшаетс .

Последовательность работы блока 6 следующа ,

За врем  включени  ключа 13 на конденсаторе 16 производитс  запоминание максимума амплитуды входного сигнала. Разница между этим сигналом и сигналом с выхода операционного усилител  20 через

ключ 27 поступает на вход интегратора 29 Длительность интегрировани  определ етс  временем включени  ключа 27. За врем  включени  ключа 19 на конденсаторе 21 5 производитс  запоминание сигнала, поступающего с конденсатора 16. Ключ 17 используетс  дл  разр дки конденсатора 16. Управление ключами 13, 27, 19, 17 производитс  от кольцевого счетчика 32 (РСд),

0 который запускаетс  пр моугольными импульсами с выхода триггера 31 Шмитта. кольцевой счетчик 32 имеет четыре выхода. Управл ющий импульс на каждом выходе (33-36) имеет длительность, равную пол5 упериоду входного синусоидального сигнала. Первый вход 33 используетс  дл  управлени  ключом 13, второй 34 - ключом 27, третий 35 - ключом 19, четвертый 36 -- ключом 17. Врем , св занное с формирова0 нием управл ющих импульсов на оставшихс  выходах кольцевого счетчика 32, используетс  как задержка дл  устранени  вли ни  переходных процессов в системе измерений.

5В качестве ключей 13,27,19 и используютс  аналоговые МОП-транзисторные ключи (серии КР-590). Дл  кольцевого счетчика 32 используютс  универсальные сдвиговые резисторы (ИР).

0Блок 8 обратной св зи выполнен на операционном усилителе 37 и наборе RC-цепо- чек, подсоединенных последовательно (38) и параллельно (39) к операционному усилителю 37.

5 Экспериментальные исследовани  за вл емого дефектоскопа дл  контрол  многослойных конструкций показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначени  (дефектоскоп типа АЧД-2М) за в0 л емый дефектоскоп обеспечивает проведение контрол  в резонансном режиме и исключение вли ни  характеристик преобразовател  на АЧХ системы преобразователь - объект контрол  и за счет этого

5 обеспечивает более высокую чувствительность и надежность контрол .

Кроме того, за вл емый дефектоскоп поэвсл ёт проводить контроль конструкций , вы вление дефектов в которых ранее

0 было затруднительно или невозможно.

(56) Дефектоскопи . 1977, N° 1, с. 115.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1. ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, раздельно-совмещенный преобразователь, усилитель напр жени  и блок индикации и автоматический сигнализатор дефектов, подключенный к выходу усилител  напр жени , отличающийс  тем,

   3.Дефектоскоп no n.t, отличающийс  тем, что блок обратной св зи выполнен из операционного усилител , первой RC-цечто , с целью повышени  чувствительности

   и надежности контрол , он снабжен бло-10почки, подключенной параллельно ему, и

   ком фиксации резонансной частоты и бло-второй RC-цепочки, включенной между

   ком обратной св зи, входы которыхвходами блока обратной св зи и операциподключены к выходу усилител  напр же-онного усилител , выход которого  вл етс 

   ни , а выходы - соответственно к входу ивыходом блока обратной св зи.

   выходу генератора.

   2.Дефектоскоп по n.t, отличающийс  тем, что блок фиксации резонансной частоты выполнен из последовательно соединенных детектора максимума амплитуды сигнала и интегрирующего операционного усилител .
2. 3.Дефектоскоп no n.t, отличающийс  тем, что блок обратной св зи выполнен из операционного усилител , первой RC-це
3. 12

   U Г5I

   о

   R

   cz

   tf

   :i

   37

   «ни

   Фыг.Ъ