RU2051382C1

RU2051382C1 - Ultrasonic flaw detector

Info

Publication number: RU2051382C1
Authority: RU
Inventors: В.К. Юллинен; Р.И. Шоков
Original assignee: Всероссийский институт легких сплавов
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: proposed ultrasonic flaw detector enables productivity of testing to be enhanced by way of automatization of measurement of depth of flaw laying while testing plane-parallel articles with small dead zone. EFFECT: enhanced productivity of nondestructive testing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано в различных отраслях промышленности для автоматизированного ультразвукового контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями с уменьшенной мертвой зоной. The invention relates to non-destructive testing by the ultrasonic method and can be used in various industries for automated ultrasonic testing of products with plane-parallel surfaces with a reduced dead zone.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, искатель, блок выделения поверхностного сигнала, второй вход которого подключен к выходу синхронизатора, и триггер, последовательно соединенные усилитель, первый вход которого подключен к искателю, а второй вход к второму выходу блока выделения, каскад задержки, блок выделения дефекта, второй вход которого соединен с выходом триггера, и регистратор, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, последовательно соединенные пороговый каскад, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход к выходу триггера, второй каскад задержки и смеситель, выход которого соединен с вторым входом триггера, и второй пороговый каскад, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход к выходу триггера, третий вход к выходу регистратора, а выход к второму входу смесителя [1]
Недостатком известного дефектоскопа является низкая производительность контроля из-за необходимости визуального определения оператором глубины залегания дефекта, эхо-сигналы от которого принимаются в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами, вследствие неопределенности положения эхо-сигналов от него.Known ultrasonic flaw detector containing a serially connected synchronizer, an ultrasonic oscillation generator, a finder, a surface signal extraction unit, the second input of which is connected to the output of the synchronizer, and a trigger, a serially connected amplifier, the first input of which is connected to the finder, and the second input to the second output of the selection unit , delay stage, defect allocation unit, the second input of which is connected to the trigger output, and the recorder, the second input of which is connected to the synchronizer output, after connected threshold threshold stage, the first input of which is connected to the amplifier output, the second input to the trigger output, the second delay stage and mixer, the output of which is connected to the second trigger input, and the second threshold stage, the first input of which is connected to the amplifier output, the second input to the output trigger, the third input to the output of the recorder, and the output to the second input of the mixer [1]
A disadvantage of the known flaw detector is the low monitoring performance due to the need for the operator to visually determine the depth of the defect, the echo signals from which are received in the time interval between the first and second bottom echo signals, due to the uncertainty of the position of the echo signals from it.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, ультразвуковой преобразователь и блок выделения поверхностного сигнала, последовательно соединенные усилитель, каскад задержки, блок выделения дефекта и регистратор, последовательно соединенные пороговой каскад, второй каскад задержки, смеситель и триггер и второй пороговый каскад, первый вход которого подключен к первому входу первого порогового каскада и выходу усилителя, второй вход к вторым входам первого порогового каскада и блока выделения дефекта и выходу триггера, третий вход к выходу регистратора, выход к второму входу смесителя, первый вход усилителя подключен к ультразвуковому преобразователю, второй вход к выходу блока выделения поверхностного сигнала, выход синхронизатора подключен к вторым входам регистратора и блока выделения поверхностного сигнала, последовательно соединенные генератор стабильной частоты, коммутатор и реверсивный счетчик, второй вход которого подключен к второму выходу коммутатора, задатчик кода и блок выделения конца второй зоны контроля, первый вход которого подключен к первому входу генератора стабильной частоты, третьему входу реверсивного счетчика и выходу синхронизатора, второй вход к выходу триггера, выход к второму входу генератора стабильной частоты, второй вход коммутатора подключен к третьему входу генератора стабильной частоты и выходу блока выделения поверхностного сигнала, третий вход к третьему входу усилителя и выходу второго порогового каскада, четвертый вход к второму входу триггера и выходу реверсивного счетчика, а выход задатчика кода подключен к четвертому входу реверсивного счетчика [2]
Недостатком известного дефектоскопа является низкая производительность контроля из-за необходимости участия оператора при определении глубины залегания дефекта, эхо-сигналы от которого принимаются между первым и вторым донными эхо-сигналами, вследствие неопределенности положения эхо-сигналов от него.Known ultrasonic flaw detector containing a serially connected synchronizer, an ultrasonic oscillation generator, an ultrasonic transducer and a surface signal extraction unit, a serially connected amplifier, a delay stage, a defect isolation unit and a recorder, a threshold stage, a second delay stage, a mixer and a trigger, and a second threshold stage are connected in series the first input of which is connected to the first input of the first threshold stage and the output of the amplifier, the second input to the second inputs of of the threshold stage and the defect isolation unit and the trigger output, the third input to the recorder output, the output to the second input of the mixer, the first input of the amplifier is connected to the ultrasonic transducer, the second input to the output of the surface signal extraction unit, the synchronizer output is connected to the second inputs of the registrar and allocation unit surface signal, serially connected to a stable frequency generator, a switch and a reversible counter, the second input of which is connected to the second output of the switch, a code generator and a block ok allocation of the end of the second control zone, the first input of which is connected to the first input of the stable frequency generator, the third input of the reverse counter and the synchronizer output, the second input to the trigger output, the output to the second input of the stable frequency generator, the second input of the switch is connected to the third input of the stable frequency generator and the output of the surface signal extraction unit, the third input to the third input of the amplifier and the output of the second threshold stage, the fourth input to the second input of the trigger and the output of the reverse counter ka, and the output of the code master is connected to the fourth input of the reverse counter [2]
A disadvantage of the known flaw detector is the low monitoring performance due to the need for operator participation in determining the depth of the defect, the echo signals from which are received between the first and second bottom echo signals, due to the uncertainty of the position of the echo signals from it.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности контроля. The technical result of the invention is to increase the control performance.

Это достигается тем, что предлагаемый ультразвуковой дефектоскоп дополнительно снабжен последовательно соединенными третьим каскадом задержки, вторым смесителем, вторым триггером, вторым генератором стабильной частоты, вторым коммутатором и вторым реверсивным счетчиком, второй вход которого подключен к второму выходу второго коммутатора, и четвертым каскадом задержки, вход которого подключен к выходу второго порогового каскада, второму входу первого смесителя, третьим входом усилителя и первого коммутатора, выход к второму входу второго коммутатора, вход третьего каскада задержки подключен к выходу блока выделения поверхностного сигнала, вторым входам усилителя и первого коммутатора, третьим входам первого генератора стабильной частоты и второго коммутатора, второй вход второго смесителя подключен к выходу блока выделения дефекта и первому входу регистратора, второй вход второго триггера подключен к выходу синхронизатора, входу генератора ультразвуковых колебаний, первым входам первого генератора стабильной частоты и блока выделения конца второй зоны контроля, вторым входам блока выделения поверхностного сигнала и регистратора, третьему входу второго реверсивного счетчика, а выход второго реверсивного счетчика подключен к третьему входу регистратора. This is achieved by the fact that the proposed ultrasonic flaw detector is additionally equipped with a third delay stage, a second mixer, a second trigger, a second stable frequency generator, a second switch and a second reversible counter, the second input of which is connected to the second output of the second switch, and the fourth delay stage, an input which is connected to the output of the second threshold stage, the second input of the first mixer, the third input of the amplifier and the first switch, the output to the second input of the second switch, the input of the third delay stage is connected to the output of the surface signal extraction unit, the second inputs of the amplifier and the first switch, the third inputs of the first stable frequency generator and the second switch, the second input of the second mixer is connected to the output of the defect allocation unit and the first input of the recorder, the second input of the second the trigger is connected to the output of the synchronizer, the input of the generator of ultrasonic vibrations, the first inputs of the first generator of stable frequency and the block selection of the end of the second control zone I, the second input signal extraction unit surface and the registrar, the third input of the second down counter, and the output of the second up-down counter connected to the third input of the recorder.

Предлагаемый ультразвуковой дефектоскоп позволяет автоматически измерять временные интервалы между эхо-сигналом от поверхности изделий и эхо-сигналами от дефектов, принимаемых в двух разных временных интервалах (в интервале времени между поверхностным и первым донным эхо-сигналами и в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами), в которых проявляются различные свойства из взаимного расположения. The proposed ultrasonic flaw detector allows you to automatically measure the time intervals between the echo signal from the surface of the product and the echo signals from defects received in two different time intervals (in the time interval between the surface and the first bottom echo signals and in the time interval between the first and second bottom echoes -signals) in which various properties from a mutual arrangement are manifested.

Ультразвуковой дефектоскоп позволяет повысить производительность контроля за счет устранения необходимости участия оператора в определении глубины залегания дефекта, эхо-сигналы от которого принимаются в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами. An ultrasonic flaw detector can improve the monitoring performance by eliminating the need for operator participation in determining the depth of the defect, the echo signals from which are received in the time interval between the first and second bottom echo signals.

Сущность изобретения заключается в том, что в состав ультразвукового дефектоскопа включены узлы, автоматически преобразующие временные интервалы между эхо-сигналами, принимаемыми в двух разных временных интервалах между эхо-сигналами от поверхностей изделия, в которых проявляются различные свойства их взаимного расположения, в код глубины залегания дефекта, регистрируемый регистратором в цифровом виде, что обеспечивает исключение ручных операций по определению глубины залегания дефектов, располагающихся между поверхностью ввода ультразвуковых колебаний и серединой контролируемого изделия (в традиционной подповерхностной мертвой зоне) и, как следствие, повышение производительности контроля. The essence of the invention lies in the fact that the ultrasonic flaw detector includes nodes that automatically convert time intervals between echo signals received in two different time intervals between echo signals from product surfaces, in which various properties of their relative position are manifested, into a depth code defect recorded by the registrar in digital form, which eliminates manual operations to determine the depth of the defects located between the input surface at trazvukovyh oscillation midpoint and controlled products (in a conventional subsurface dead zone), and, as consequence, increase of control performance.

На фиг. 1 приведена структурная схема дефектоскопа; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. In FIG. 1 shows a structural diagram of a flaw detector; in FIG. 2 timelines of his work.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 ультразвуковых колебаний, ультразвуковой преобразователь 3 и блок 4 выделения поверхностного сигнала, последовательно соединенные усилитель 5, каскад 6 задержки, блок 7 выделения дефекта и регистратор 8, последовательно соединенные пороговый каскад 9, второй каскад 10 задержки, смеситель 11 и триггер 12, второй пороговый каскад 13, последовательно соединенные генератор 14 стабильной частоты, коммутатор 15 и реверсивный счетчик 16, задатчик 17 кода, блок 18 выделения конца второй зоны контроля, последовательно соединенные третий каскад 19 задержки, второй смеситель 20, второй триггер 21, второй генератор 22 стабильной частоты, второй коммутатор 23 и второй реверсивный счетчик 24, четвертый каскад 25 задержки. Выход синхронизатора 1 соединен с первыми входами первого генератора 14 стабильной частоты и блока выделения конца второй зоны контроля, с вторыми входами блока 4 выделения поверхностного сигнала, регистратора 8, второго триггера 21, первого 16 и второго 24 реверсивных счетчиков, преобразователь 3 соединен с первым входом усилителя 5, выход блока 4 соединен с входом каскада 19 задержки, с вторыми входами усилителя 5, первого 15 и второго 23 коммутаторов, первого генератора 14 стабильной частоты, третий вход усилителя 5 соединен с выходом второго порогового каскада 13, входом четвертого каскада 25 задержки, с вторым входом первого смесителя 11 и третьим входом первого коммутатора 15, второй вход блока 7 выделения дефекта соединен с первыми входами первого и второго пороговых каскадов 9 и 13, вторым входом блока 18 выделения конца второй зоны контроля и выходом первого триггера 12, выход с вторым входом второго смесителя 20. Третий вход регистратора 8 соединен с выходом второго реверсивного счетчика 24, а выход с вторым входом второго порогового каскада 13. Второй вход порогового каскада 9 соединен с выходом усилителя 5, входом каскада 6 задержки и третьим входом порогового каскада 13. Второй вход первого триггера 12 соединен с выходом первого реверсивного счетчика 16 и с четвертым входом первого коммутатора 15, третий вход первого генератора 14 стабильной частоты соединен с выходом блока 18 выделения конца второй зоны контроля, второй выход первого коммутатора 15 соединен с третьим входом первого реверсивного счетчика 16, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика 17 кода. Третий вход второго коммутатора 23 соединен с выходом четвертого каскада 25 задержки, а второй выход с третьим входом второго реверсивного счетчика 24. An ultrasonic flaw detector contains a serially connected synchronizer 1, an ultrasonic oscillation generator 2, an ultrasonic transducer 3 and a surface signal extraction unit 4, a serially connected amplifier 5, a delay stage 6, a defect isolation unit 7, and a recorder 8, a threshold stage 9 connected in series, a second delay stage 10 , mixer 11 and trigger 12, second threshold stage 13, serially connected stable frequency generator 14, switch 15 and reversible counter 16, code setter 17, block 18 Highlighted end of the second control zone, the third series-connected delay stage 19, a second mixer 20, a second flip-flop 21, a second stable frequency generator 22, second switch 23 and the second down counter 24, the fourth stage 25 is delayed. The output of the synchronizer 1 is connected to the first inputs of the first stable frequency generator 14 and the extraction unit of the end of the second control zone, with the second inputs of the surface signal extraction unit 4, recorder 8, second trigger 21, the first 16 and second 24 reverse counters, the converter 3 is connected to the first input amplifier 5, the output of block 4 is connected to the input of the delay stage 19, with the second inputs of amplifier 5, the first 15 and second 23 switches, the first stable frequency generator 14, the third input of amplifier 5 is connected to the output of the second threshold new stage 13, the input of the fourth delay stage 25, with the second input of the first mixer 11 and the third input of the first switch 15, the second input of the defect isolation unit 7 is connected to the first inputs of the first and second threshold stages 9 and 13, the second input of the block for allocating the end of the second zone control and the output of the first trigger 12, the output with the second input of the second mixer 20. The third input of the recorder 8 is connected to the output of the second reversible counter 24, and the output with the second input of the second threshold stage 13. The second input of the threshold stage 9 is connected to the output of the amplifier 5, the input of the delay stage 6 and the third input of the threshold stage 13. The second input of the first trigger 12 is connected to the output of the first reversible counter 16 and to the fourth input of the first switch 15, the third input of the first stable frequency generator 14 is connected to the output of the block for extracting the end of the second control zone, the second output of the first switch 15 is connected to the third input of the first reversible counter 16, the fourth input of which is connected to the output of the setter 17 of the code. The third input of the second switch 23 is connected to the output of the fourth delay stage 25, and the second output to the third input of the second reverse counter 24.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом. Ultrasonic flaw detector operates as follows.

Дефектоскопом контролируется изделие 26. Эхо-сигналы от дефектов, принимаемые в одном цикле контроля, селектируются в двух разных временных интервалах, в которых проявляются различные свойства их взаимного расположения во времени. При этом зоны контроля формируются в интервале времени между поверхностным эхо-сигналом и первым донным эхо-сигналом (ЗК1) и в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами (ЗК2). Длительности и задержки зон контроля определяются выражениями
t_3К1 t_u-t_o, t_зад.ЗК1 t_o;
t_ЗК2 t_u-t_ЗК1 t_o, t_зад.ЗК2 t_ЗК1, где t_u время прохождения УЗ колебаниями двойной толщины контролируемого изделия;
t_o время "мертвой зоны", определяемое временем затухания поверхностного эхо-сигнала до величины, на 10 дБ меньшей амплитуды эхо-сигнала от максимально допускаемого дефекта.The product 26 is controlled by a flaw detector. Echo signals from defects received in one control cycle are selected in two different time intervals, in which various properties of their relative position in time are manifested. In this case, control zones are formed in the time interval between the surface echo signal and the first bottom echo signal (ZK1) and in the time interval between the first and second bottom echo signals (ZK2). Durations and delays of control zones are determined by the expressions
t _3K1 t _u -t _o , t _ass.ZK1 t _o ;
t _ZK2 t _u -t _ZK1 t _o , t _ass.ZK2 t _ZK1 , where t _{u is} the transit time of ultrasound by vibrations of the double thickness of the controlled product;
t _{o the} time of the "dead zone", determined by the decay time of the surface echo to a value 10 dB less than the amplitude of the echo from the maximum allowable defect.

При t_o ≅

общая длительность обеих зон контроля равна времени прохождения УЗ колебаниями двойной толщины контролируемого изделия, а контролем без "мертвой зоны" охватывается вся толщина изделия.When t _o ≅

the total duration of both control zones is equal to the time the ultrasound passes through the vibrations of the double thickness of the controlled product, and the control without the “dead zone” covers the entire thickness of the product.

Синхронизатор 1, вырабатывающий импульсы 27, запускает генератор 2, который возбуждает в преобразователе 3 импульсы 28 УЗ колебаний. Одновременно импульсы 27 устанавливают в исходное состояние узлы дефектоскопии, в частности прекращает работу генератор 14 и генератор 22, в реверсивный счетчик 16 заносится код времени задержки t_o, установленный задатчиком 17 кода, и обнуляется реверсивный счетчик 24.The synchronizer 1, generating pulses 27, starts the generator 2, which excites pulses 28 of the ultrasonic vibrations in the converter 3. At the same time, the pulses 27 reset the flaw detection units, in particular, the generator 14 and the generator 22 stop working, the delay time code t _o set by the code setter 17 is entered into the reverse counter 16, and the reverse counter 24 is reset.

УЗ колебания, излучаемые преобразователем 3 через иммерсионную среду, вводятся в контролируемое изделие, находящееся в ванне. Эхо-сигналы 29-31, отраженные соответственно от передней и задней граней (эхо-сигнал 31 после внутреннего отражения от поверхности и дна изделия эхо-сигнала 30), и эхо-сигналы 32, отраженные от дефектов, принимаются и тем же самым преобразователем 3,преобразуются им в электрические сигналы 33, поступают на блок 4 и усилитель 5. Выделенные блоком 4 поверхностные сигналы 34 подаются на второй (управляющий) вход усилителя 5 и определяют момент начала временной регулировки чувствительности с характеристикой 35, соответствующей закону измерения амплитуды эхо-сигнала от дефекта в зависимости от глубины его залегания в интервале времени между поверхностным и донным эхо-сигналами. Одновременно поверхностный сигнал 34 запускает генератор 14 стабильной частоты, который начинает генерировать импульсы 36 и устанавливает коммутатор 15 в состояние, разрешающее прохождение импульсов с выхода генератора 14 на вычитающий (первый) вход реверсивного счетчика 16 (импульсы 37). В момент времени, когда число импульсов 37 от генератора 14, поступающих на вычитающий вход счетчика 16, совпадает со значением кода задержки t_o, на выходе переполнения счетчика 16 появляется импульс 38 переполнения, последний устанавливает триггер 12 в состояние, при котором на его выходе формируется строб 39К1, и устанавливает коммутатор 15 в состояние, при котором импульсы с выхода генератора 14 поступают на суммирующий (второй) вход реверсивного счетчика 16 (импульсы 40). Эхо-сигналы с выхода усилителя 5 подаются на два пороговых каскада 9 и 13 с порогами U_пор1 и U_пор2 соответственно. Причем U_пор1 соответствует порогу выделения эхо-сигналов от дефектов, а U_пор2 эхо-сигналов от дна. Между порогами осуществляется неравенство U_пор1 << U_пор2. Строб 39 разрешает прохождение сигналов с выходов пороговых каскадов 9 и 13 на входы каскада 10 задержки и смесителя 11. При отсутствии дефекта под УЗ преобразователем 3 (цикл контроля 1) на входы пороговых каскадов 9 и 13 поступает эхо-сигнал 30, отраженный от задней грани, величина которого превышает U_пор2. На выходах обоих пороговых каскадов 9 и 13 формируются импульсы 41 и 43 соответственно. Импульс 42 через смеситель 11 поступает на второй вход триггера 12 и устанавливает его в состояние "0", при этом формирование ЗК1 прекращается. Одновременно импульс 42 с выхода порогового каскада 13 устанавливает коммутатор 15 в состояние, разрешающее прохождение сигналов с выхода генератора 14 на вычитающий вход реверсивного счетчика 16. Последний к этому времени установлен в состояние, соответствующее количеству импульсов, принятых от генератора 14 за период времени t_ЗК1t_u-t_o. Импульс 42 также подается на третий (управляющий) вход усилителя 5 и определяет момент начала временной регулировки чувствительности усилителя с характеристикой 43, соответствующей закону изменения амплитуды эхо-сигнала от дефекта в зависимости от глубины его залегания в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами.Ultrasonic vibrations emitted by the transducer 3 through the immersion medium are introduced into the controlled product in the bath. Echo signals 29-31, reflected respectively from the front and rear faces (echo signal 31 after internal reflection from the surface and bottom of the product, echo signal 30), and echo signals 32, reflected from defects, are received by the same transducer 3 are converted by him into electrical signals 33, fed to block 4 and amplifier 5. The surface signals 34 allocated by block 4 are fed to the second (control) input of amplifier 5 and the moment of the beginning of temporal sensitivity adjustment with characteristic 35 corresponding to the law of amplitude measurement is determined the echo signal from the defect depending on the depth of its occurrence in the time interval between the surface and bottom echo signals. At the same time, the surface signal 34 starts the stable frequency generator 14, which starts to generate pulses 36 and sets the switch 15 to a state that allows the passage of pulses from the output of the generator 14 to the subtracting (first) input of the counter 16 (pulses 37). At the time when the number of pulses 37 from the generator 14 arriving at the subtracting input of the counter 16 coincides with the value of the delay code t _o , an overflow pulse 38 appears at the output of the overflow of the counter 16, the latter sets the trigger 12 to the state at which its output is formed gate 39K1, and sets the switch 15 in a state in which the pulses from the output of the generator 14 are fed to the summing (second) input of the reverse counter 16 (pulses 40). The echo signals from the output of the amplifier 5 are fed to two threshold stages 9 and 13 with thresholds U _por1 and U _por2, respectively. Moreover, U _por1 corresponds to the threshold for echo signals from defects, and U _por2 echoes from the bottom. Between thresholds, the inequality U _por1 << U _por2 . Gate 39 allows the passage of signals from the outputs of the threshold stages 9 and 13 to the inputs of the delay stage 10 and mixer 11. If there is no defect under the ultrasonic transducer 3 (control cycle 1), an echo signal 30 is reflected at the inputs of the threshold stages 9 and 13, reflected from the back face whose value exceeds U _por2 . At the outputs of both threshold stages 9 and 13, pulses 41 and 43 are formed, respectively. The pulse 42 through the mixer 11 is supplied to the second input of the trigger 12 and sets it to the state "0", while the formation of ZK1 stops. At the same time, the pulse 42 from the output of the threshold stage 13 sets the switch 15 in a state that allows the passage of signals from the output of the generator 14 to the subtracting input of the reverse counter 16. By this time, it has been set to a state corresponding to the number of pulses received from the generator 14 over a period of time t _ЗК1 t _u -t _o . The pulse 42 is also fed to the third (control) input of the amplifier 5 and determines the moment of the beginning of the temporal adjustment of the sensitivity of the amplifier with characteristic 43, which corresponds to the law of change in the amplitude of the echo signal from the defect depending on its depth in the time interval between the first and second bottom echo signals .

В момент времени, когда число импульсов от генератора 14, поступающих на вычитающий вход счетчика 16, совпадает со значением кода t_ЗК1, на выходе переполнения ≅0 счетчика появляется импульс 44 переполнения, он устанавливает триггер 12 в состояние, при котором на его выходе формируется строб 45 ЗК2, и устанавливает коммутатор 15 в состояние, разрешающее прохождение импульсов с выхода генератора 14 на суммирующий вход счетчика 16, который начинает считать число импульсов, заполняющих временной интервал после импульса 44.At the time when the number of pulses from the generator 14 arriving at the subtracting input of the counter 16 coincides with the value of the code t _ЗК1 , an overflow pulse 44 appears at the counter overflow ≅0, it sets the trigger 12 to the state in which a strobe is formed at its output 45 ZK2, and sets the switch 15 in a state that allows the passage of pulses from the output of the generator 14 to the summing input of the counter 16, which begins to count the number of pulses filling the time interval after the pulse 44.

Строб 45 ЗК2 разрешает прохождение сигналов с выходов пороговых каскадов 9 и 13. При поступлении на первые входы пороговых каскадов 9 и 13 эхо-сигналов 31 (второй донный) на их выходах формируются импульсы 45 и 47. Последний определяет конец ЗК2. Gate 45 of ZK2 allows the passage of signals from the outputs of threshold cascades 9 and 13. Upon receipt of echo signals 31 (second bottom) at the first inputs of threshold stages 9 and 13, pulses 45 and 47 are generated at their outputs. The latter determines the end of ZK2.

Для исключения формирования последующих зон контроля блоком 18 вырабатывается импульс 48, прекращающий работу генератора 14. To exclude the formation of subsequent control zones by block 18, a pulse 48 is generated that stops the operation of the generator 14.

При появлении эхо-сигнала 32 от дефекта в интервале времени между поверхностным и первым донным эхо-сигналами (цикл контроля 2) с уровнем U_деф, лежащим в пределах между U_пор1 и U_пор2, только на первом пороговом каскаде 9 выделяется импульс 49 дефекта. Задержанный каскадом 10 импульс 50 дефекта через смеситель 11 сбрасывает триггер 12 и прекращает формирование ЗК1, исключая выделение пеpвого донного эхо-сигнала и формирование ЗК2, что обеспечивает однозначность определения параметров дефекта.When the echo signal 32 from the defect appears in the time interval between the surface and the first bottom echo signals (control cycle 2) with the level of U _def lying between U _por1 and U _por2 , only at the first threshold stage 9 defect pulse 49 is emitted. The defect pulse 50 delayed by cascade 10 through the mixer 11 resets trigger 12 and stops the formation of ZK1, excluding the allocation of the first bottom echo signal and the formation of ZK2, which ensures the unambiguous determination of defect parameters.

При появлении эхо-сигнала 32 от дефекта в интервале времени между первым и вторым донными эхо-сигналами, соответствующего расположению дефекта в поверхностной "мертвой зоне" для интервала времени между поверхностным и первым донным эхо-сигналами (цикл контроля 3), формируются две зоны контроля. Причем конец второй зоны контроля определяется задержанным эхо-сигналом от дефекта, выделены также только пороговым каскадом 9. When the echo signal 32 from the defect appears in the time interval between the first and second bottom echo signals corresponding to the location of the defect in the surface “dead zone” for the time interval between the surface and first bottom echo signals (control cycle 3), two control zones are formed . Moreover, the end of the second control zone is determined by the delayed echo signal from the defect, also highlighted only by the threshold cascade 9.

Эхо-сигналы с выхода усилителя 5 поступают на каскад 6 задержки, величина t₁ которой выбирается равной длительности единичного отражателя от дефекта и определяет "мертвую зону" дефектоскопа. На выходе каскада 6 формируется последовательность эхо-сигналов 51, содержащая все сигналы и задержанная на время t₁. Задержка каскада 10 выбирается равной t₂ > t₁. Таким образом, вырабатываемые триггером 12 ЗК1 и ЗК2 при формировании их конца донными сигналами, всегда отстроены от донных сигналов, содержащихся в последовательности эхо-сигналов 51, подаваемой на вход блока 7 выделения дефекта, что исключает ложную регистрацию донных эхо-сигналов. В то же время при формировании конца зоны контроля задержанным на время t₂ > t₁ сигналом дефекта сигнал дефекта в последовательности эхо-сигналов 51 всегда совпадает со стробом зоны контроля и выделяется блоком 7 выделения дефекта, что исключает пропуск дефектов с уровнем эхо-сигнала, превышающим U_пор1. Сигналы 32 дефекта с выхода блока 7 поступают на регистр 8. Если последовательность эхо-сигналов от дефекта в следующих друг за другом циклах контроля нарастает до величины, соизмеримой с U_пор2, по при превышении сигналом дефекта некоторой величины U_пор3, находящейся в интервале U_пор1 U_пор3< U_пор2, на выходе регистратора вырабатывается сигнал, запрещающий прохождение сигналов сравнения с выхода порогового каскада 13 до момента снижения его величины ниже U_пор3.The echo signals from the output of the amplifier 5 are fed to the delay stage 6, the value of t _{1 of} which is chosen equal to the duration of a single reflector from the defect and determines the dead zone of the flaw detector. At the output of cascade 6, a sequence of echo signals 51 is formed, containing all signals and delayed by time t ₁ . The delay of the cascade 10 is selected equal to t ₂ > t ₁ . Thus, ZK1 and ZK2 generated by trigger 12 during the formation of their end by bottom signals are always detuned from the bottom signals contained in the sequence of echo signals 51 supplied to the input of the defect isolation unit 7, which eliminates the false registration of bottom echo signals. At the same time, when the end of the control zone is formed, the defect signal is delayed by a time t ₂ > t _{1, the} defect signal in the sequence of echo signals 51 always coincides with the strobe of the control zone and is highlighted by the defect isolation unit 7, which eliminates the passage of defects with the echo level, exceeding U _pore1 . The defect signals 32 from the output of block 7 go to register 8. If the sequence of echo signals from the defect in successive monitoring cycles grows to a value commensurate with U _por2 , when the defect signal exceeds a certain value of U _por3 , which is in the interval U _por1 U _por3 <U _por2 , a signal is generated at the output of the recorder that prohibits the passage of comparison signals from the output of the threshold stage 13 until its value decreases below U _por3 .

Для обеспечения автоматического измерения глубины залегания дефектов, выявляемых в зонах контроля ЗК1 и ЗК2, в дефектоскоп введены элементы 19-25, которые работают следующим образом. To ensure automatic measurement of the depth of defects detected in the inspection zones ZK1 and ZK2, elements 19-25 are introduced into the flaw detector, which operate as follows.

Импульс 27 с выхода синхронизатора 1 в каждом цикле контроля устанавливает в состояние "log 0" второй триггер 21 и обнуляет реверсивный счетчик 24. Поверхностный сигнал 34, выделенный блоком 4, устанавливает коммутатор 23 в состояние, разрешающее прохождение импульсов с выхода генератора 22 на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 24 и через время t₁, определяемое каскадом задержки 19, через смеситель 20 устанавливает в состояние "log 1" триггер 21. При этом разрешается работа генератора 22 стабильной частоты, частота следования импульсов которого выбирается пропорциональной скорости распространения ультразвуковых колебаний в материале контролируемого изделия. Импульсы 53 с выхода генератора 22 через коммутатор 23 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 24, который преобразует количество поступивших импульсов в код на выходах, подаваемый на третий вход регистратора 8. При появлении эхо-сигнала 49 от дефекта в интервале времени между поверхностным по времени со стробом 39 зоны контроля ЗК1 дефекта с выхода блока 7 через смеситель 20 устанавливает в состояние "log 0" триггер 21 и запрещает работу генератора. На выходах реверсивного счетчика 24 будет зафиксирован код количества импульсов генератора 22, заполнивших временной интервал t_g1. Так как значения времени задержки t₁ выбраны одинаковыми для первого и третьего каскадов 6 и 19 задержки (т. е. задержка поверхностного сигнала равна задержке эхо-сигнала дефекта), то код на выходе счетчика 24 определяет глубину залегания дефекта. При отсутствии эхо-сигнала от дефекта в зоне контроля (цикл контроля 1) генератор 22 генерирует импульсы в интервале времени t₃ между задержанным поверхностным сигналом 34 и следующим импульсом 27 с выхода синхронизатора. Первый донный эхо-сигнал 42, выделенный вторым пороговым каскадом 13, через время t₁, определяемое четвертым каскадом 25 задержки, устанавливает коммутатор 23 в состояние, разрешающее прохождение импульсов 54 с выхода генератора 22 на второй (вычитающий) вход реверсивного счетчика 24. В момент переключения коммутатора 23 код счетчика 24 соответствует временному интервалу t_u между задержанным поверхностным и задержанным первым донным эхо-сигналами. Так как время задержки этих сигналов одинаково, то код счетчика характеризует толщину контролируемого изделия. После переключения коммутатора импульсы 54 с выхода генератора уменьшают код счетчика 24. При появлении эхо-сигнала 49 от дефекта в интервале времени между первым и вторым донными сигналами (цикл контроля 3) и совпадающий по времени со стробом 45 зоны контроля ЗК2 сигнал дефекта с выхода блока 7 через смеситель 20 устанавливает в состояние "log 0" триггер 21 и запрещает работу генератора. На выходах счетчика 24 будет зафиксирован код количества импульсов, заполнивших разницу временных интервалов t_u t₄ t_д2, т. е. характеризующий глубину залегания дефекта от поверхности ввода. Сигнал 49 дефекта с выхода блока 7 выделения запускает регистратор, работающий в старт-стопном режиме, и код глубины залегания дефекта регистрируется в виде, удобном для дальнейшей обработки результатов контроля.The pulse 27 from the output of the synchronizer 1 in each control cycle sets the second trigger 21 to the state "log 0" and resets the reverse counter 24. The surface signal 34, allocated by block 4, sets the switch 23 to a state that allows the passage of pulses from the output of the generator 22 to the first ( summing) the input and the down counter 24 after a time t ₁ defined delays cascade 19, through the mixer 20 sets the state "log 1" flip-flop 21. this enables the stable frequency generator 22, the pulse repetition frequency of which is chosen proportional to the propagation velocity of ultrasonic vibrations in the material of the test object. Pulses 53 from the output of the generator 22 through the switch 23 are fed to the summing input of the reverse counter 24, which converts the number of received pulses into a code at the outputs supplied to the third input of the recorder 8. When the echo signal 49 from the defect occurs in the time interval between the surface time by the gate 39 of the zone of control of the defect ZK1 from the output of block 7 through the mixer 20 sets the trigger 21 to the state "log 0" and prohibits the operation of the generator. At the outputs of the reversible counter 24 will be fixed code of the number of pulses of the generator 22, filling the time interval t _g1 . Since the values of the delay time t ₁ are chosen the same for the first and third delay stages 6 and 19 (i.e., the delay of the surface signal is equal to the delay of the defect echo), the code at the output of the counter 24 determines the depth of the defect. In the absence of an echo signal from a defect in the control zone (control cycle 1), the generator 22 generates pulses in the time interval t ₃ between the delayed surface signal 34 and the next pulse 27 from the output of the synchronizer. The first bottom echo signal 42, allocated by the second threshold stage 13, after a time t ₁ determined by the fourth delay stage 25, sets the switch 23 to a state that allows the passage of pulses 54 from the output of the generator 22 to the second (subtracting) input of the counter 24. switching switch 23 counter code 24 corresponds to the time interval t _u between the delayed surface and the delayed first bottom echo signals. Since the delay time of these signals is the same, the counter code characterizes the thickness of the monitored product. After switching the switch, pulses 54 from the output of the generator reduce the counter code 24. If an echo signal 49 from the defect appears in the time interval between the first and second bottom signals (control cycle 3) and the defect signal from the block output coincides with the strobe 45 of the control zone ЗК2 7 through the mixer 20 sets the trigger 21 to the state "log 0" and inhibits the operation of the generator. At the outputs of counter 24, a code will be recorded for the number of pulses filling the difference in time intervals t _u t ₄ t _d2 , i.e., characterizing the depth of the defect from the input surface. The defect signal 49 from the output of the allocation unit 7 starts the recorder operating in the start-stop mode, and the defect occurrence depth code is recorded in a form convenient for further processing of the control results.

Claims

ULTRASONIC DEFECTOSCOPE, comprising a serially connected synchronizer, an ultrasonic oscillation generator, an ultrasonic transducer, an amplifier, a first delay stage, a defect isolation unit and a recorder, a first threshold stage, a second delay stage, a first mixer, a first trigger, an end allocation unit of the second control zone, the first stable frequency generator, the first switch and the first reversible counter, the second threshold stage, the first input of which is connected to the output of the recorder a, and the output is connected to the second inputs of the mixer, amplifier and the first switch, a surface signal extraction unit, the first input of which is connected to the output of the ultrasonic transducer, and the output to the third inputs of the amplifier and the first switch and the second input of the first stable frequency generator, and a code generator, connected to the second input of the first reversible counter, the third input of which is connected to the second output of the first switch, and the output to the second input of the first trigger and the fourth input of the first switch, the output is the driver is connected to the first input of the first threshold stage and the second input of the second threshold stage, the output of the synchronizer is connected to the third inputs of the allocation unit of the end of the second control zone, the stable frequency generator and recorder, to the fourth input of the first reversible counter and the second input of the surface signal extraction unit, and the output the first trigger is connected to the second input of the first threshold stage and the third input of the second threshold stage, characterized in that it is provided with a third connected in series a delay stage, a mixer, the second input of which is connected to the output of the defect isolation unit, a trigger, a stable frequency generator, a switch and a reverse counter, the output of which is connected to the third input of the recorder, and the second input to the second output of the second switch, and the fourth delay stage, connected between the output of the second threshold stage and the second input of the second switch, the output of the surface signal extraction unit is connected to the input of the third delay stage and to the third input of the second switch, and the output q synchronizer is connected to the second input of the second trigger.