RU2087908C1 - Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments - Google Patents
Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087908C1 RU2087908C1 RU95101389A RU95101389A RU2087908C1 RU 2087908 C1 RU2087908 C1 RU 2087908C1 RU 95101389 A RU95101389 A RU 95101389A RU 95101389 A RU95101389 A RU 95101389A RU 2087908 C1 RU2087908 C1 RU 2087908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- acoustic
- pulse
- output
- verified
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики и может быть использовано для поверки характеристик ультразвуковых (у.з.) измерительных приборов как медицинского, так и общетехнического назначения (дефектоскопов, толщинометров и т.п.), служащих для определения размеров или расстояний в контролируемом объекте и оценки отражающих свойств несплошностей в объекте по амплитуде эхо-сигналов. The invention relates to the field of non-destructive testing and diagnostics and can be used to verify the characteristics of ultrasonic (ultrasonic) measuring devices for both medical and general technical purposes (flaw detectors, thickness gauges, etc.), which serve to determine the size or distance in a controlled object and evaluating the reflective properties of discontinuities in the object by the amplitude of the echo signals.
Значительное число разновидностей и все возрастающее количество ультразвуковой диагностической и дефектоскопической техники требует стандартизации общих технических требований, номенклатуры параметров и методов испытаний приборов для идентификации получаемой с их помощью информации. Это одинаково важно как в промышленности, где неверная информация о состоянии ответственного узла и детали, полученная с помощью дефектоскопов или толщинометров, может привести к катастрофическим последствиям (авариям), так и в медицине, где различие характеристик или неисправность диагностических приборов может привести к ошибкам в постановке диагноза. A significant number of varieties and an increasing number of ultrasonic diagnostic and flaw detection equipment require standardization of general technical requirements, a list of parameters and test methods for devices to identify the information obtained with their help. This is equally important both in industry, where incorrect information about the condition of the critical assembly and parts obtained with the help of flaw detectors or thickness gauges can lead to catastrophic consequences (accidents), and in medicine, where a difference in characteristics or malfunction of diagnostic devices can lead to errors in diagnosis.
Известны способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа по авт. св. N 1388789, предназначенные для настройки и поверки дефектоскопов с непрерывным излучением упругих колебаний. За счет имитации эхо-сигналов их излучения в настроечный образец и последующего приема проверяется весь электроакустический тракт дефектоскопа, включая излучающую и приемную части электронного блока дефектоскопа, соответствующих ПЭП и электрических кабелей, соединяющих ПЭП с электронным блоком. Однако недостатком известных способа и устройства является их применимость только для дефектоскопа с непрерывным излучением у.з. колебаний и обработки сигналов на базе эффекта Доплера. Известные решения не могут быть применены при поверке наиболее распространенных в мировой практике ультразвуковых приборов с импульсным излучением у.з. колебаний и имеют ограниченную область применения. A known method and device for monitoring the performance of an ultrasonic flaw detector according to ed. St. N 1388789, intended for tuning and calibration of flaw detectors with continuous emission of elastic vibrations. By simulating the echo signals of their radiation into the training sample and subsequent reception, the entire electro-acoustic path of the flaw detector is checked, including the radiating and receiving parts of the flaw detector electronic unit, the corresponding probes and electric cables connecting the probes to the electronic unit. However, the disadvantage of the known method and device is their applicability only for a flaw detector with continuous radiation. oscillations and signal processing based on the Doppler effect. Known solutions cannot be applied in the verification of ultrasonic devices with pulsed radiation, the most common in the world practice. fluctuations and have a limited scope.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению и принятым за прототип является способ поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов по авт. св. N 1631409, заключающийся в том, что генерируют электрические импульсы с эталонным временным интервалом между ними, преобразуют их в акустические импульсы, передают их через акустически проводящую среду, преобразуют их поверяемым прибором в электрические импульсы, определяют временной интервал между ними и сопоставляют его с эталонным интервалом. Closest to the proposed invention and adopted as a prototype is a method for checking ultrasonic echo-pulse devices according to ed. St. N 1631409, which consists in the fact that they generate electrical impulses with a reference time interval between them, convert them into acoustic impulses, transmit them through an acoustically conductive medium, convert them with an audible device into electrical impulses, determine the time interval between them and compare it with the reference interval .
Известный способ реализуется с помощью устройства, состоящего из акустически проводящей среды и последовательно соединенных у.з. зонда (точнее электроакустического преобразователя), источника эталонного сигнала и измерителя временных интервалов. Источник эталонного сигнала с измерителем временных интервалов по существу представляет собой генератор двойных (парных) импульсов с регулируемой прецезионно задержкой между синхроимпульсом и парой импульсов и с регулируемым временным интервалом между генерируемыми импульсами (между парой импульсов). Причем запуск источника эталонных сигналов (генератора парных импульсов) производится в процессе настройки от измерителя временных интервалов; в процессе измерения (выполнения операции поверки) от синхроимпульсов поверяемого прибора, подаваемого с помощью специального кабеля от прибора к генератору. The known method is implemented using a device consisting of an acoustically conductive medium and connected in series ultrasound. a probe (more precisely, an electro-acoustic transducer), a reference signal source and a time interval meter. The source of the reference signal with a time interval meter is essentially a generator of double (pair) pulses with an adjustable precision delay between the clock pulse and a pair of pulses and with an adjustable time interval between the generated pulses (between a pair of pulses). Moreover, the start of the source of reference signals (pair pulses generator) is carried out in the process of tuning from the meter time intervals; in the process of measuring (performing the verification operation) from the clock pulses of the device being verified, supplied with the help of a special cable from the device to the generator.
При данном способе поверки путем формирования временного интервала электронным устройством в виде двух электрических импульсов и преобразования их в акустические импульсы, подаваемые на вход поверяемого прибора, эталонный временной интервал между импульсами определяется только параметрами источника эталонного сигнала и не зависит от физических параметров среды, по которой преобразование в акустические импульсы передаются к поверяемому прибору. Поскольку факторы среды, влияющие на время распространения у.з. колебаний, в равной степени будут влиять на оба следующих друг за другом акустических импульса, образующих начало и конец измеряемого временного интервала, и будут взаимно компенсироваться, отличия измеренного временного интервала от эталонного будут вызваны только разбросом показателей поверяемого прибора. With this method of verification, by forming a time interval by an electronic device in the form of two electrical pulses and converting them into acoustic pulses supplied to the input of the instrument under test, the reference time interval between pulses is determined only by the parameters of the source of the reference signal and does not depend on the physical parameters of the medium by which the conversion in acoustic impulses are transmitted to the device being verified. Since environmental factors affecting the propagation time of ultrasound oscillations will equally affect both consecutive acoustic pulses forming the beginning and end of the measured time interval, and will be mutually compensated, differences between the measured time interval and the reference will be caused only by a spread in the performance of the instrument being calibrated.
Недостатками известных способа и устройства поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, принятых за прототип, являются:
1. Ограниченная область применения и низкая достоверность контроля, вызванная тем, что выполняется только поверка временных параметров поверяемого прибора. В то же время приборы, реализующие у.з. эхо-импульсные методы контроля и диагностики, как правило, основаны на измерении временных и амплитудных параметров эхо-сигналов. Причем весьма часто амплитудные параметры применяемых сигналов являются не менее важными, чем временные. В частности, этим объясняется то обстоятельство, что в основном все поверочные (стандартные) образцы, например, по ГОСТ 14782-86, ГОСТ 18576-85, предназначены как для измерения временных, так и амплитудных (условная чувствительность) параметров. Кроме того, известным способом осуществляется поверка только приемной части прибора, а генераторная часть прибора и излучающий узел (и режим излучения) акустического блока прибора фактически не поверяются.The disadvantages of the known method and device for verifying ultrasonic echo-pulse devices adopted for the prototype are:
1. Limited scope and low reliability of control, due to the fact that only verification of the time parameters of the device being verified is performed. At the same time, devices that implement ultrasonic testing echo-pulse methods of control and diagnostics, as a rule, are based on the measurement of time and amplitude parameters of echo signals. Moreover, very often the amplitude parameters of the applied signals are no less important than the temporal ones. In particular, this explains the fact that basically all calibration (standard) samples, for example, according to GOST 14782-86, GOST 18576-85, are designed to measure both temporal and amplitude (conditional sensitivity) parameters. In addition, in a known manner, only the receiving part of the device is verified, and the generator part of the device and the emitting unit (and radiation mode) of the acoustic unit of the device are not actually verified.
2. Низкая надежность и производительность поверки, обусловленная тем, что известный способ реализуется в несколько приемов (этапов): в начале обеспечивается электрическая связь между поверяемым прибором и устройством эталонного сигнала, в частности синхроимпульс с прибора подается с помощью электрического кабеля на устройство поверки, после этого обеспечивается акустическая связь через соответствующую среду и т.п. Необходимость проводной связи между поверяемым прибором и устройством поверки резко снижает надежность выполнения операций поверки (в частности, из-за возможной неисправности кабеля) и снижает производительность выполнения поверки (необходимо затрачивать время на поиски кабеля, подсоединения его к двум устройствам и т.п.), в целом снижается производительность диагностики или контроля поверяемым прибором. 2. Low reliability and performance of verification, due to the fact that the known method is implemented in several stages (steps): at the beginning, electrical communication between the device being verified and the device of the reference signal is provided, in particular, the clock pulse from the device is supplied with an electric cable to the verification device, after This provides acoustic communication through an appropriate medium, etc. The need for wired communication between the device being verified and the verification device dramatically reduces the reliability of verification operations (in particular, because of a possible cable malfunction) and reduces the performance of verification (it takes time to search for the cable, connect it to two devices, etc.) , in general, the performance of diagnostics or control by the verified device is reduced.
Таким образом, известные способ и устройство поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, принятые за прототип, имеют низкую надежность и достоверность поверки, низкую производительность диагностики и контроля и находят ограниченное применение. Thus, the known method and device for verifying ultrasonic echo-pulse devices adopted as a prototype have low reliability and reliability of verification, low diagnostic and control performance and are of limited use.
Изобретение направлено на повышение надежности, достоверности и производительности поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, расширение области применения. The invention is aimed at improving the reliability, reliability and performance of verification of ultrasonic echo-pulse devices, expanding the scope.
Поставленная задача достигается тем, что при способе поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, заключающемся в том, что генерируют два электрических импульса с заданной (эталонной) задержкой между ними, преобразуют их в акустические импульсы, передают их через акустически проводящую среду, преобразуют их поверяемым прибором в электрические импульсы, определяют временной интервал между ними и сопоставляют его с эталонным временным интервалом, дополнительно излучают поверяемым прибором акустические (зондирующие) колебания, передают их через эту же акустически проводящую среду, принимают эти колебания, преобразуют их в электрические, измеряют параметры (амплитуду, частоту и длительность) принятых колебаний, генерацию электрических импульсов производят после приема акустических (зондирующих) колебаний поверяемого прибора, параметры генерируемых импульсов устанавливают с учетом параметров, принятых от поверяемого прибора колебаний (длительность и частоту генерируемых колебаний равной длительности и частоте принятых зондирующих колебаний, а амплитуду пропорционально амплитуде принятых) и в процессе выполнения поверки поверяемым прибором определяют амплитуду генерируемых импульсов. Кроме того, амплитуду одного из генерируемых импульсов изменяют (ослабляют) по отношению к амплитуде другого импульса на заданную (эталонную) величину, поверяемым прибором определяют отношение амплитуд генерируемых импульсов и сопоставляют его с заданной (эталонной) величиной, причем прием акустических импульсов от поверяемого прибора и передачу генерируемых импульсов в акустическую среду осуществляют с помощью электроакустического преобразователя, работающего как в режиме приема, так и в режиме излучения, а перевод его в режим излучения производят после после приема акустических колебаний поверяемого прибора. Для оценки работоспособности излучающей части поверяемого прибора осуществляют индикацию факта приема (зондирующих) акустических колебаний от поверяемого прибора. The problem is achieved by the fact that with the method of verification of ultrasonic echo-pulse devices, which consists in generating two electrical pulses with a predetermined (reference) delay between them, converting them into acoustic pulses, transmitting them through an acoustically conductive medium, converting them with a verified device into electrical impulses, determine the time interval between them and compare it with the reference time interval, additionally emit acoustic (sounding) vibrations by the verified instrument before They emit them through the same acoustically conductive medium, take these vibrations, convert them into electric ones, measure the parameters (amplitude, frequency and duration) of the received vibrations, generate electrical pulses after receiving acoustic (probe) vibrations of the instrument being calibrated, set the parameters of the generated pulses taking into account parameters received from the device being tested vibrations (the duration and frequency of the generated vibrations equal to the duration and frequency of the received sounding vibrations, and the amplitude of the proportions tional received amplitude) and during the execution of calibration believed instrument determine the amplitude of the generated pulses. In addition, the amplitude of one of the generated pulses is changed (weakened) with respect to the amplitude of the other pulse by a predetermined (reference) value, the ratio of the amplitudes of the generated pulses is determined by the verified device and compared with the given (reference) value, moreover, the reception of acoustic pulses from the verified device and the transmission of the generated pulses into the acoustic medium is carried out using an electro-acoustic transducer operating both in the reception mode and in the radiation mode, and its translation into the radiation mode Nia produce after after receiving acoustic vibrations the device under test. To assess the health of the radiating part of the device being verified, an indication of the fact of receiving (probing) acoustic vibrations from the device being verified is carried out.
Предложенный способ реализуют с помощью устройства поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, состоящего из акустически проводящей среды, последовательно соединенных электроакустического преобразователя и генератора парных импульсов с регулируемыми (прецизионно) задержкой и временным интервалом между парой импульсов с дополнительно включенными между выходом электроакустического преобразователя и входом генератора парных импульсов последовательно соединенными первым двухпозиционным коммутатором, усилителем принятых сигналов и нормализатором импульсов, включенными между выходом генератора парных импульсов и вторым входом первого коммутатора, последовательно соединенными генератором радиоимпульсов и управляемым аттенюатором, включенным между выходом усилителя и управляемым входом генератора радиоимпульсов измерителя параметров импульсных колебаний, дополнительный вход (вход опроса сигналов) которого соединен с выходом генератора парных импульсов, а второй выход соединен с управляющим входом аттенюатора, а также включенным между выходом нормализатора и управляющим входом коммутатора ждущим мультивибратором. Для поверки точностных характеристик измерителей амплитуд (аттенюатора, БЦО) поверяемого прибора в устройство между выходом управляемого аттенюатора и вторым входом первого коммутатора дополнительно включены последовательно соединенные второй двухпозиционный коммутатор и аттенюатор с фиксированным (эталонным) ослаблением, причем второй выход этого коммутатора соединен с выходом данного аттенюатора, а между управляющим входом второго коммутатора и выходом генератора парных импульсов включен второй ждущий мультивибратор. Для оперативной проверки наличия акустической связи между преобразователем поверяемого прибора и электроакустическим преобразователем устройства, а также для проверки работоспособности излучающей части прибора к выходу нормализатора импульсов дополнительно включен индикатор принятых сигналов.2 На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предполагаемый способ поверки; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие последовательность операций способа и принцип действия устройства. The proposed method is implemented using a device for checking ultrasonic echo-pulse devices, consisting of an acoustically conductive medium, a series-connected electro-acoustic transducer and a pair of pulse generators with adjustable (precision) delay and a time interval between a pair of pulses with an additional connection between the output of the electro-acoustic transducer and the input of the pair generator pulses connected in series by the first on-off switch, an amplifier of received signals als and a pulse normalizer connected between the output of the pair pulse generator and the second input of the first switch, connected in series by the radio pulse generator and a controlled attenuator connected between the amplifier output and the controlled input of the radio pulse generator of the pulse oscillator parameter meter, an additional input (signal polling input) of which is connected to the output a pair of pulse pulses, and the second output is connected to the control input of the attenuator, as well as connected between the normalization output torus and control input of the switch by a waiting multivibrator. To verify the accuracy characteristics of the amplitude meters (attenuator, BCC) of the device under test, a second on-off switch and an attenuator with a fixed (reference) attenuation are additionally connected in series between the output of the controlled attenuator and the second input of the first switch, the second output of this switch being connected to the output of this attenuator and between the control input of the second switch and the output of the pair of pulses, the second standby multivibrator is turned on. For operational verification of the presence of acoustic coupling between the transducer of the device being verified and the electro-acoustic transducer of the device, as well as for checking the operability of the radiating part of the device, an indicator of received signals is additionally turned on to the output of the pulse normalizer. in FIG. 2 timing diagrams explaining the sequence of operations of the method and the principle of operation of the device.
Устройство, реализующее заявляемый способ, содержит акустически проводящую среду 1, последовательно соединенные электроакустический преобразователь 2, первый двухпозиционный коммутатор 3, усилитель принятых сигналов 4, нормализатор импульсов 5, генератор парных импульсов с регулируемой прецезионной задержкой 6 с органом регулировки задержки 7 между зондирующим и первым генерируемым импульсами и органом регулировки 8 временного интервала между парой импульсов, генератор радиоимпульсов 9, управляемый аттенюатор 10 с органом регулировки 11 коэффициента ослабления, второй двухпозиционный коммутатор 12, аттенюатор с фиксированным эталонным ослаблением 13 с органом управления ослабления 14, причем один из выходов коммутатора 12 и выход аттенюатора 13 подключены ко второму входу коммутатора 3, между выходом усилителя 4 и управляющим входом генератора радиоимпульсов 9 включен измеритель параметров импульсных колебаний 15, дополнительный вход которого соединен с генератором 6, а второй выход соединен с управляющим входом аттенюатора 10, причем между выходом нормализатора импульсов 5 и управляющим входом коммутатора 3 включен первый ждущий мультивибратор 16, между выходом генератора парных импульсов 6 и управляющим входом коммутатора 12 включен второй ждущий мультивибратор 17, а к выходу нормализатора импульсов 5 подключен индикатор принятых сигналов 18. На рабочую поверхность (на одну из сторон) акустически проводящей среды 1 устанавливают (вводят) преобразователь (акустический блок) 19 поверяемого прибора 20. A device that implements the inventive method comprises an acoustically conductive medium 1, a series-connected electro-acoustic transducer 2, a first on-
В основу действия заявляемого способа положен принцип электрического формирования и излучения эхо-сигналов, идентичных по своим параметрам реальным эхо-сигналам, получаемым от типовых отражателей в известных стандартных образцах. Эта идентичность достигается тем, что формирование генерируемых электрическим способом эхо-сигналов осуществляют с учетом параметров (амплитуды, длительности и частоты) излучаемых (зондирующих) у.з. колебаний поверяемого прибора, а также с учетом коэффициента преобразования акустического блока прибора электрической энергии в акустическую. Кроме того, также электрическим способом формируются временной интервал и амплитудное приращение между эхо-сигналами со строго фиксированными (эталонными) значениями, что позволяет осуществить поверку основных измерительных узлов поверяемого прибора:
измерителя амплитуд сигналов аттенюатора и блока цифрового отсчета (БЦО);
измерителя временных интервалов глубиномера или измерителя координат отражателя (БЦО). Параллельно поверяются и косвенные параметры прибора, такие как "мертвая зона", срабатывание пороговых устройств, работоспособность узла временной регулировки чувствительности (ВРЧ), условной разрешающей способности по глубине и т.д. Причем предусмотренная способом индикация приема зондирующего импульса поверяемого у.з. прибора уже свидетельствует о исправности (работоспособности) таких основных узлов эхо-импульсного прибора, как генератор синхро-импульсов и генератор зондирующих импульсов, акустический блок (как правило, один или несколько пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП)) и, естественно, высокочастотный кабель, соединяющий электронный блок прибора с акустическим. Индикация принятых от электронного образца колебаний на индикаторах поверяемого прибора свидетельствует о работоспособности остальных узлов прибора.The action of the proposed method is based on the principle of electrical formation and emission of echo signals identical in their parameters to real echo signals received from typical reflectors in known standard samples. This identity is achieved by the fact that the generation of electrical generated echo signals is carried out taking into account the parameters (amplitude, duration and frequency) of the emitted (probing) ultrasonic wave. oscillations of the device being verified, as well as taking into account the coefficient of conversion of the acoustic unit of the device of electrical energy into acoustic. In addition, the time interval and the amplitude increment between the echo signals with strictly fixed (reference) values are also formed electrically, which allows verification of the main measuring nodes of the instrument under test:
an attenuator signal amplitude meter and a digital readout unit (BCO);
measuring the time intervals of the depth gauge or measuring the coordinates of the reflector (BTSO). At the same time, indirect parameters of the device are checked, such as a “dead zone”, triggering of threshold devices, the operability of the temporary sensitivity adjustment unit (TFC), conditional resolution in depth, etc. Moreover, the indication of the reception of the probe pulse of the calibrated ultrasonic signal provided by the method The instrument already indicates the serviceability (operability) of such basic components of the echo-pulse device as a clock generator and a probe pulse generator, an acoustic unit (usually one or more piezoelectric transducers (PES)) and, naturally, a high-frequency cable connecting the electronic unit of the device with acoustic. The indication of the vibrations received from the electronic sample on the indicators of the device being verified indicates the operability of the remaining components of the device.
В отличие от известных способов и устройств впервые предлагается формировать имитируемый эхо-сигнал с учетом параметров излучаемых поверяемым прибором акустических колебаний, т.е. с учетом амплитуды, частоты и длительности зондирующего импульса, электроакустических свойств рабочего акустического блока (ПЭП) прибора, что позволяет максимально приблизить процедуру электрической имитации эхо-сигналов к процессу получения реальных эхо-сигналов от типовых отражателей в стандартных образцах. In contrast to the known methods and devices, it is proposed for the first time to generate a simulated echo signal taking into account the parameters of acoustic vibrations emitted by the verified device, i.e. taking into account the amplitude, frequency and duration of the probe pulse, electro-acoustic properties of the working acoustic unit (PEP) of the device, which allows you to bring the procedure of electrical simulation of echo signals to the process of obtaining real echo signals from standard reflectors in standard samples.
Способ поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов реализуют следующим образом (см. фиг. 1 и 2). Акустический блок 19 поверяемого прибора 20 устанавливают на рабочую поверхность акустически проводящей среды 1 (если среда жидкая, то вводят в среду), обеспечивают акустический контакт между блоком 19 и средой 1 (путем нанесения контактирующей жидкости между ними). В процессе работы прибора излучают импульсные акустические колебания в среду (см. фиг. 2). Эти колебания принимают преобразователем 2, расположенным на противоположной (тыльной) стороне среды 1, усиливают с помощью усилителя 4, нормализуют с помощью нормализатора 5 и индицируют факт приема с помощью индикатора 18, измеряют параметры (амплитуду, частоту и длительность) принятых колебаний и запоминают их с помощью блока 15. В генераторе парных импульсов 6 задерживают принятые колебания на определенное время и генерируют пару импульсов с четко фиксированной, прецизионной задержкой между ними. Эти импульсы используют для запуска генератора радиоимпульсов 9, который формирует колебания, длительность и частота которых соответствует запомненным длительности и частоте принятых от поверяемого прибора колебаниям. Амплитуду этих колебаний (с помощью управляемого аттенюатора 10) устанавливают пропорциональной измеренной и запомненной в блоке 15 амплитуде принятых колебаний. Амплитуду одного (второго по времени) из формируемых колебаний с помощью аттенюатора 13 изменяют (ослабляют) на фиксированную величину ΔU Пару сформированных колебаний с фиксированным временным интервалом Δtп и конкретным амплитудным отличием ΔU между ними подают на преобразователь 2 и излучают в акустически проводящую среду 1. Эти колебания принимают преобразователем 19 поверяемого прибора и после соответствующего усиления и селекции, подают на индикаторы прибора 20. По наличию этих сигналов на индикаторах судят о работоспособности поверяемого прибора, а по измеренным параметрам пары импульсных колебаний, их отличиям от эталонных (заданных устройством) судят о соответствии метрологических характеристик прибора требуемым.The verification method of ultrasonic echo-pulse devices is implemented as follows (see Fig. 1 and 2). The acoustic unit 19 of the verified device 20 is installed on the working surface of the acoustically conductive medium 1 (if the medium is liquid, then introduced into the medium), provide acoustic contact between the block 19 and the medium 1 (by applying contacting liquid between them). In the process of the device emit pulsed acoustic vibrations into the medium (see Fig. 2). These oscillations are received by a transducer 2 located on the opposite (back) side of the medium 1, amplified by an amplifier 4, normalized by a normalizer 5 and the fact of reception is indicated with an indicator 18, the parameters (amplitude, frequency and duration) of the received oscillations are measured and stored using block 15. In the generator of pair pulses 6 delay the received oscillations for a certain time and generate a pair of pulses with a clearly fixed, precision delay between them. These pulses are used to start the radio pulse generator 9, which generates oscillations, the duration and frequency of which corresponds to the stored duration and frequency of the vibrations received from the device being calibrated. The amplitude of these oscillations (using a controlled attenuator 10) is set proportional to the amplitude of the received oscillations measured and stored in block 15. The amplitude of one (second in time) of the generated oscillations with the help of the attenuator 13 is changed (attenuated) by a fixed value ΔU A pair of generated oscillations with a fixed time interval Δt p and a specific amplitude difference ΔU between them is fed to the transducer 2 and emitted into an acoustically conducting medium 1. These vibrations are taken by the transducer 19 of the device being verified and, after appropriate amplification and selection, are fed to the indicators of the device 20. The presence of these signals on the indicators judges the operability of the device. of the instrument to be tested, and according to the measured parameters of a pair of pulsed oscillations, their differences from the reference ones (specified by the device), they judge the compliance of the metrological characteristics of the device with the required.
При таком способе поверки путем формирования временного интервала и амплитудного приращения электронным устройством в виде двух электрических импульсов различной амплитуды и преобразования их в акустические импульсы, подаваемые на вход поверяемого прибора, эталонные временной и амплитудные интервалы между импульсами определяются только параметрами источника эталонного сигнала (электронного устройства) и не зависят от физических параметров среды, по которой преобразованные в акустические импульсы передаются к поверяемому прибору. Поскольку факторы среды, влияющие на параметры у.з. колебаний, в равной степени будут влиять на оба следующих друг за другом акустических импульса и будут взаимно компенсироваться, то отличия измеренного временного интервала и амплитудного приращения (ослабления, а точнее отношения амплитуд) от эталонных будут вызваны только разбросом показателей поверяемого прибора. With this method of verification, by forming a time interval and an amplitude increment by an electronic device in the form of two electrical pulses of different amplitudes and converting them into acoustic pulses supplied to the input of the instrument under test, the reference time and amplitude intervals between pulses are determined only by the parameters of the reference signal source (electronic device) and do not depend on the physical parameters of the medium through which the transformed into acoustic pulses are transmitted to the device being verified. Since environmental factors affecting the parameters of ultrasound oscillations will equally affect both consecutive acoustic pulses and will be mutually compensated, then the differences in the measured time interval and the amplitude increment (attenuation, or rather the ratio of amplitudes) from the reference ones will be caused only by a spread in the performance of the instrument being verified.
Кроме того, использование зондирующего импульса поверяемого прибора в качестве синхроимпульса в электронном устройстве, а также формирования отклика (пары эхо-сигналов) с учетом параметров излучаемого прибором акустического импульса позволяет генерировать полностью идентичные реальным эхо-сигналам колебания. Изменяя коэффициент подавления управляемого аттенюатора, имеется возможность моделировать эхо-сигналы от отражателей типа "цилиндрическое сверление", "плоскодонный отражатель" или "зарубка", обычно применяемые в стандартных образцах по ГОСТ или в стандартных образцах предприятия (СОП) по действующим НТД при поверке у.з. приборов. In addition, the use of the probe pulse of the device under test as a clock pulse in the electronic device, as well as the formation of a response (a pair of echo signals) taking into account the parameters of the acoustic pulse emitted by the device, allows one to generate oscillations that are completely identical to real echo signals. By changing the suppression coefficient of the controlled attenuator, it is possible to simulate the echo signals from reflectors of the type “cylindrical drilling”, “flat-bottom reflector” or “notch”, which are usually used in standard samples according to GOST or in standard samples of an enterprise (SOP) according to current technical documentation when checking with .z. appliances.
Действительно, при определении по индикаторам прибора амплитуд эхо-сигналов от типовых отражателей в стандартных образцах в процессе настройки и поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов в основном учитываются:
амплитуда Uз.и. зондирующего импульса поверяемого прибора;
коэффициент Kvp преобразования преобразователем прибора электрической энергии в акустическую;
коэффициент Kpv обратного преобразования ПЭП прибора акустической энергии в электрическую;
отражательные свойства Pотр выбранного отражателя ("цилиндр", "плоскодонка", "зарубка" или "бесконечная плоскость") в образце;
затухания у.з. колебаний в материале образца δм и в слое контактирующей жидкости δж
усилительные свойства (коэффициент усиления) Kпр приемного тракта поверяемого прибора.Indeed, when determining the amplitudes of echo signals from typical reflectors in standard samples from the instrument indicators, in the process of setting up and checking ultrasonic pulse echo devices, the following are mainly taken into account:
amplitude U s.i. sounding pulse of the device being verified;
the coefficient K vp of the conversion of the electric energy into acoustic energy by the converter;
the coefficient K pv of the inverse transformation of the probe of the acoustic energy into electrical energy;
reflective properties P neg of the selected reflector (“cylinder”, “punt”, “notch” or “infinite plane”) in the sample;
attenuation oscillations in the sample material δ m and in the layer of contacting liquid δ g
amplifying properties (gain) K pr of the receiving path of the device under test.
Т. е. амплитуда эхо-сигнала Uэхо.п, наблюдаемая на индикаторе (ЭЛТ) поверяемого прибора, является функцией характеристик самого прибора (Uз.и. и Kпр), акустического блока (Kvp и Kpv), условий ввода у.з. колебаний в образец (δж) и отражательной способности отражателя (Pотр) с учетом коэффициента затухания (δм) в материале образца
Измеряя параметры излучаемых акустических колебаний поверяемого прибора с помощью дополнительного электроакустического преобразователя 2, можно интегрально оценить такие важные параметры прибора, как амплитуда зондирующего импульса Uз.и., и коэффициент преобразования электрических колебаний в акустические Kpv акустического блока (ПЭП) прибора и затухание δж у.з. колебаний в переходном слое. Если учесть, что обычно Kvp≈Kpv и коэффициент усиления приемного тракта Kпр поверяемого прибора является известной величиной, неизвестными параметрами в выражении (1) являются лишь характеристики отражателя ( δм и Pотр). Эти характеристики могут быть установлены экспериментально и в последующем воспроизведены электронным устройством.E. The amplitude of the echo signal U eho.p observed on the display (CRT) device under test is a function of the characteristics of the unit (U ZI and K etc.), acoustic unit (K vp and K pv), input conditions US fluctuations in the sample (δ g ) and reflectivity of the reflector (P OTR ) taking into account the attenuation coefficient (δ m ) in the material of the sample
By measuring the parameters of the emitted acoustic vibrations of the device under test with the help of an additional electro-acoustic transducer 2, it is possible to integrally evaluate such important device parameters as the amplitude of the probe pulse U s.i. , and the coefficient of conversion of electrical vibrations into acoustic K pv of the acoustic unit (PEP) of the device and the attenuation δ l . vibrations in the transition layer. If we take into account that usually K vp ≈ K pv and the gain of the receiving path K pr of the device under test is a known quantity, the unknown parameters in expression (1) are only the characteristics of the reflector (δ m and P neg ). These characteristics can be established experimentally and subsequently reproduced by an electronic device.
Именно на выполнение этих действий и направлены основные операции предлагаемого способа:
прием акустических (зондирующих) колебаний поверяемого прибора через акустически проводящую среду;
преобразование их в электрические;
измерение параметров принятых колебаний;
установление параметров вторично излучаемых колебаний с учетом параметров принятых колебаний.It is on the implementation of these actions that the main operations of the proposed method are directed:
reception of acoustic (sounding) vibrations of the device being verified through an acoustically conductive medium;
converting them into electrical ones;
measurement of parameters of received oscillations;
the establishment of parameters of the second-emitted oscillations, taking into account the parameters of the received oscillations.
В устройстве, реализующем способ, указанные операции выполняются с помощью преобразователя 2, измерителя параметров импульсных колебаний 15, генератора радиоимпульсов 9 и управляемого аттенюатора 10 (фиг. 1 и 2). In the device that implements the method, these operations are performed using the transducer 2, a pulse meter 15, a radio pulse generator 9 and a controlled attenuator 10 (Fig. 1 and 2).
Реализация предлагаемого устройства не вызывает особых затруднений, т.е. все узлы электронного тракта являются известными радиотехническими устройствами. The implementation of the proposed device does not cause particular difficulties, i.e. all nodes of the electronic path are known radio engineering devices.
Акустически проводящую среду целесообразно выполнять из материала на основе акрильных пластмасс (полистирол, полиамид и т.п.) или полимеров (капролон, поликарбонат и др.), пропускающих ультразвуковые колебания. Возможно в качестве среды использование любой имерсионной жидкости или геля. It is advisable to carry out an acoustically conductive medium from a material based on acrylic plastics (polystyrene, polyamide, etc.) or polymers (caprolon, polycarbonate, etc.) that transmit ultrasonic vibrations. It is possible to use any imersion liquid or gel as a medium.
Выполнение среды 1 из пластмассы существенно уменьшает массу устройства, повышает технологичность изготовления и снижает себестоимость устройства. Кроме того, указанные материалы хотя и пропускают у.з. колебания, в то же время обуславливают их быстрое затухание, благодаря чему полностью исключаются мешающие отражения от торцов среды, связанные с зондирующими колебаниями, излучаемые преобразователем 19 прибора и пьезопластиной 2. The execution of the environment 1 of plastic significantly reduces the mass of the device, increases the manufacturability and reduces the cost of the device. In addition, these materials, although they miss ultrasound. oscillations, at the same time, determine their rapid attenuation, which completely eliminates interfering reflections from the ends of the medium associated with probing vibrations emitted by the transducer 19 of the device and the piezoelectric plate 2.
На практике образец может представлять лист из пластмассы толщиной 3-10 мм. In practice, the sample may be a sheet of plastic with a thickness of 3-10 mm.
Необходимо отметить, что использование в качестве материала для изготовления акустически проводящей среды пластмасс существенно расширяет область применения, т.к. в этом случае можно не ограничиваться только плоским образцом, а изготовить образцы, например, в виде железнодорожных рельсов, валов, осей и других изделий (деталей) машиностроения и транспорта. При этом они будут представлять полые пластмассовые модели конкретных деталей (рельсов, валов) с прикрепленной (наклеенной) внутри под плоскостью сканирования пьезопластиной. It should be noted that the use of plastics as a material for the manufacture of an acoustically conductive medium significantly expands the scope, because in this case, it is possible not only to confine ourselves to a flat sample, but to make samples, for example, in the form of railway rails, shafts, axles and other products (parts) of mechanical engineering and transport. At the same time, they will represent hollow plastic models of specific parts (rails, shafts) with a piezo plate attached (glued) inside under the scanning plane.
Усилитель 4 может быть выполнен по типовой схеме серийного дефектоскопа (например, усилителя высокой частоты дефектоскопа УД2-12) или любого серийного диагностического устройства. Необходимо лишь обеспечить стабильный коэффициент усиления Kпр, который должен быть установлен в процессе настройки устройства.Amplifier 4 can be performed according to the standard scheme of a serial flaw detector (for example, a high-frequency amplifier of a flaw detector UD2-12) or any serial diagnostic device. It is only necessary to ensure a stable gain K ol , which must be set during the setup process of the device.
Назначение нормализатора импульсов 5 ясно из фиг. 2. Он может быть выполнен в виде любого ждущего генератора прямоугольных импульсов заданной длительности (примерно 3:5 мкс), запускающегося при превышении уровня аналогового сигнала на его входе выше пороговой величины. The purpose of the pulse normalizer 5 is clear from FIG. 2. It can be made in the form of any waiting generator of rectangular pulses of a given duration (approximately 3: 5 μs), which starts when the level of the analog signal at its input exceeds a threshold value.
В качестве индикатора принятых сигналов 18 устройства целесообразно использовать световой (или звуковой) индикатор, например типовой светодиод с зеленым свечением. As an indicator of the received signals 18 of the device, it is advisable to use a light (or sound) indicator, for example a typical LED with a green glow.
Генератор парных импульсов 6 может быть выполнен в виде известных двух ждущих мультивибраторов с регулируемыми длительностями импульсов и дифференциальными цепочками с ограничителями, выделяющими задний фронт импульса мультивибратора. Генератор импульсов 9 может быть выполнен по классической схеме ждущего генератора пачек синусоидальных импульсов. Коммутаторы 3 и 12 могут быть выполнены, например, в виде аналогового мультиплексора, осуществляющего подключение одного входа к любому из имеющихся выходов (двух) при поступлении управляющего сигнала. Как следует из фиг. 1 и 2, в качестве управляющего сигнала коммутатора 3 используется выходной сигнал ждущего мультивибратора 16: при единичном положении (импульс на выходе мультивибратора есть) коммутатор подключает пьезопластину 2 через аттенюатор 10 и второй коммутатор 12 к генератору 9 (режим излучения), при нулевом положении (импульс на выходе мультивибратора отсутствует) к входу усилителя 4 (режим приема). Длительность tМВ импульса этого мультивибратора выбирается из условия
где
tэхо.max максимальное время задержки эхо-сигнала от моделируемых отражателей относительно зондирующего импульса поверяемого прибора;
Tз.min минимальная длительность периода, соответствующая максимальной частоте Fз.max посылок зондирующих импульсов прибора 20. На практике tМВ≈200 мкс, т.к. обычно Fз.max≅4 кГц.The generator of pair pulses 6 can be made in the form of two well-known waiting multivibrators with adjustable pulse durations and differential circuits with limiters that highlight the trailing edge of the multivibrator pulse. The pulse generator 9 can be performed according to the classical scheme of a waiting generator of bursts of sinusoidal pulses.
Where
t echo.max maximum delay time of the echo signal from simulated reflectors relative to the probe pulse of the instrument under test;
T z.min is the minimum period duration corresponding to the maximum frequency F z.max of the probe pulses of the instrument 20. In practice, t MV is ≈200 μs, because typically F s.max ≅4 kHz.
Аналогично импульсом второго ждущего мультивибратора 17 управляется второй коммутатор 12, осуществляющий пропуск второго генерируемого импульса через аттенюатор 13 с фиксированным (прецезионным) ослаблением (см. фиг. 1 и 2). Similarly, the pulse of the
Время задержки tэ первого генерируемого эхо-сигнала относительно зондирующего импульса поверяемого прибора в общем случае суммируется из двойного времени прохождения у.з. колебаний tпр через призму (протектор) акустического блока 19 прибора через акустически проводящую среду 1 и времени задержки tз генератора парных импульсов, устанавливаемой органом управления 7 генератора.The delay time t e of the first generated echo signal relative to the probe pulse of the instrument under test is generally summed from the double ultrasonic transit time. t oscillations straight through the prism (protector) acoustic device unit 19 via an acoustically conductive medium 1 and the delay time t of the paired pulse generator, the generator 7 set by the control authority.
При выборе толщины (высоты) акустически проводящей среды 1 в пределах единиц мм время прохождения tпр составляет 1-5 мкс и может быть учтено достаточно точно при установке tз генератора 6 с целью получения желаемого значения tэхо. При метрологической поверке точностных характеристик измерителей временного интервала поверяемого прибора рекомендуется пользоваться временным интервалом между двумя генерируемыми импульсами Δtп, прецезионно устанавливаемыми в требуемом временном диапазоне (например, от 0 до 100 мкс) с помощью органа регулировки 8. При этом на этот интервал не влияют времена прохождения у. з. колебаний в акустически проводящей среде, в толще (0,01-0,05) контактирующей жидкости и в протекторе акустического блока (ПЭП) прибора. Органы регулировки (установки) временных интервалов 7 и 8 должны быть снабжены соответствующими шкалами или же генератор парных импульсов должен быть выполнен с цифровыми индикаторами временных интервалов tэхо и Δtп
Управляемый аттенюатор 10 и аттенюатор с фиксированным ослаблением 13 являются калиброванными ослабителями и могут быть собраны по известным схемам. Они также могут быть снабжены цифровыми индикаторами ослабления (в дБ).When choosing a thickness (height) of an acoustically conductive medium within 1 mm units straight passage time t is 1-5 microseconds and can be taken into account with sufficient accuracy when installing t of the generator 6 in order to obtain the desired value t echoes. When metrological verification of the accuracy characteristics of the time interval meters of the instrument under test, it is recommended to use the time interval between two generated pulses Δt p , precision set in the required time range (for example, from 0 to 100 μs) using the adjustment body 8. Moreover, this interval is not affected by time passing y. h. oscillations in an acoustically conductive medium, in the thickness (0.01-0.05) of the contacting liquid and in the tread of the acoustic unit (PEP) of the device. Bodies of adjustment (installation) of time intervals 7 and 8 must be provided with appropriate scales or the pair pulse generator must be made with digital indicators of time intervals t echo and Δt p
The controlled attenuator 10 and the attenuator with a fixed attenuation 13 are calibrated attenuators and can be assembled according to known schemes. They can also be equipped with digital attenuation indicators (in dB).
Наиболее специфичным узлом устройства, реализующего заявляемый способ поверки у. з. эхо-импульсных приборов, является измеритель 15 параметров импульсных колебаний. С его помощью необходимо не только осуществить измерение принятых от поверяемого прибора основных параметров акустических (зондирующих) колебаний, но и сохранить (запомнить) измеренные значения до момента вторичной генерации электрических импульсов с учетом параметров принятых колебаний. Выполнение указанных функций возможно с помощью блока измерителя, электрическая схема которого может быть реализована различными способами. Один из возможных вариантов схемы измерителя 15 состоит из устройства фиксации 151 и запоминания 151' амплитуды принятого зондирующего импульса и устройства измерения частоты заполнения и длительности зондирующих колебаний (152 и 153)
Устройство фиксации и запоминания амплитуды 151 принятого зондирующего импульса может быть выполнено по известной схеме, в виде аналогового запоминающего устройства на шести полевых и биполярных транзисторах и одном операционном усилителе (типа К140УД8Б). За время действия зондирующего импульса конденсатор устройства заряжается до максимальной амплитуды. При поступлении сигнала опроса с генератора парных импульсов 6 на выходе устройства появляется хранимый аналоговый сигнал, который управляет коэффициентом ослабления аттенюатора 10. В качестве сигнала обнуления устройства можно использовать задний фронт импульса ждущего мультивибратора 16 или мультивибратора 17 (на фиг. 1 эта связь не показана).The most specific node of the device that implements the inventive method of verification at. h. echo-pulse devices, is a meter of 15 parameters of pulsed oscillations. With its help, it is necessary not only to measure the basic parameters of acoustic (sounding) vibrations received from the device being calibrated, but also to save (remember) the measured values until the moment of secondary generation of electrical pulses, taking into account the parameters of the received vibrations. The performance of these functions is possible using the meter unit, the electrical circuit of which can be implemented in various ways. One of the possible variants of the meter 15 circuit consists of a device for fixing 15 1 and storing 15 1 'of the amplitude of the received probe pulse and a device for measuring the filling frequency and duration of the probe oscillations (15 2 and 15 3 )
A device for fixing and storing the amplitude 15 1 of the received probe pulse can be performed according to the well-known scheme, in the form of an analog memory device with six field and bipolar transistors and one operational amplifier (type K140UD8B). During the duration of the probe pulse, the capacitor of the device is charged to the maximum amplitude. When a polling signal is received from a pair of pulse pulses 6, a stored analog signal appears at the output of the device, which controls the attenuation attenuation coefficient 10. As a signal to reset the device, you can use the trailing edge of the pulse of the standby multivibrator 16 or multivibrator 17 (this relationship is not shown in Fig. 1) .
Устройство измерения частоты и длительности принятого зондирующего импульса также может быть выполнено по различной схеме. Один из возможных вариантов построения устройства содержит пороговый ограничитель зондирующего импульса и счетчик числа и длительности полупериодов зондирующего 152 с сответствующим запоминанием 153. При поступлении сигнала опроса с генератора 6 запомненные импульсы прямоугольной формы (длительность каждого из них равна половине периода частоты колебаний зондирующего импульса поверяемого прибора и, например, для частоты у.з. колебаний 2,5 МГц составляет 0,2 мкс) поступают на вход генератора 9 радиоимпульсов. Генератор 9 формирует одно колебание синусоидальной формы необходимой амплитуды (15-90 В при применении в качестве ПЭП пьезопластины типа ЦТС-19) при каждом поступлении на вход каждого прямоугольного импульса (см. фиг. 2). В результате на входе генератора формируется пачка колебаний, частота и длительность которой равна частоте и длительности принятого зондирующего импульса поверяемого прибора.A device for measuring the frequency and duration of a received probe pulse can also be performed in a different way. One of the possible variants of constructing the device contains a threshold limiter of the probe pulse and a counter for the number and duration of the half-periods of the probe 15 2 with the corresponding memory 15 3 . Upon receipt of the polling signal from the generator 6, the stored pulses of a rectangular shape (the duration of each of them is equal to half the period of the oscillation frequency of the probe pulse of the instrument under test and, for example, for the ultrasonic frequency of 2.5 MHz is 0.2 μs) are fed to the generator input 9 radio pulses. The generator 9 generates a single sinusoidal waveform of the required amplitude (15-90 V when applied as a PZT-type piezoelectric plate as a probe) at each input of each rectangular pulse (see Fig. 2). As a result, a packet of oscillations is formed at the generator input, the frequency and duration of which is equal to the frequency and duration of the received probe pulse of the instrument under test.
Наиболее прогрессивный способ реализации измерителя параметров импульсных колебаний и в целом устройства возможен на базе микропроцессора. The most progressive way to implement a pulse meter and in general the device is possible on the basis of a microprocessor.
Устройство поверки эхо-импульсных ультразвуковых приборов, реализующее предлагаемый способ, можно выполнить в следующих модификациях: в виде единого электронно-акустического блока с площадкой для установки ПЭП прибора; в виде электронного блока с пультом управления и отдельной акустической панели; в виде встроенного в электронный блок проверяемого прибора устройства с площадкой для установки ПЭП прибора, работающего в электрически независимом режиме от прибора. A device for checking echo-pulsed ultrasonic devices that implements the proposed method can be performed in the following modifications: in the form of a single electronic-acoustic unit with a platform for installing the probe of the device; in the form of an electronic unit with a control panel and a separate acoustic panel; in the form of a device built into the electronic unit of the device under test with a platform for installing a probe of a device operating in an electrically independent mode from the device.
В любом случае органы управления устройством с соответствующими шкалами, а именно:
регулятор 7 времени задержки tз со шкалой (таблом) в мкс;
регулятор 8 временного интервала Δtп со шкалой в мкс;
дискретный переключатель 11 установки первоначального коэффициента ослабления управляемого аттенюатора 10 (в зависимости от выбранного типа моделируемого отражателя "плоскодонка", "отверстие" и т.п.) с калибровкой в децибеллах (дБ);
переключатель 14 аттенюатора 13 дискретного (прецезионного) ослабления ΔU второго генерируемого импульса относительно первого, также проградуированный в дБ, а также индикатор принятых сигналов должны быть выведены на панель управления устройства.In any case, the device controls with appropriate scales, namely:
regulator 7 of the delay time t s with a scale (board) in μs;
the regulator 8 of the time interval Δt p with a scale in μs;
discrete switch 11 for setting the initial attenuation coefficient of the controlled attenuator 10 (depending on the selected type of simulated reflector "punt," hole, etc.) with calibration in decibels (dB);
the switch 14 of the attenuator 13 of the discrete (precision) attenuation ΔU of the second generated pulse relative to the first, also calibrated in dB, as well as an indicator of the received signals should be displayed on the control panel of the device.
Необходимо отметить, что предлагаемое устройство, реализующее заявляемый способ поверки у.з. эхо-импульсных приборов, при его соответствующей настройке по существу является электронным стандартным образом. Как показывает анализ существующих методик поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, составленных, в частности, в соответствии с ГОСТ 23049-84 и согласованных Госстандартом (МЦУ-6-91), предлагаемый способ и устройство позволяют с минимальной затратой времени и с достаточной точностью выполнять практически все операции поверки и необходимые измерения:
опробование поверяемого прибора путем приема генерируемых эхо-сигналов;
определение погрешности измерения амплитуд эхо-сигналов путем сравнения заданного устройством ΔU с измеренным с помощью прибора;
определение погрешности измерения глубиномера путем сопоставления заданного временного интервала (между двумя генерируемыми импульсами) с измеренным;
проверку срабатывания пороговых устройств;
проверку работоспособности временной регулировки чувствительности (ВРЧ) путем задания различных амплитуд генерируемых импульсов во всем временном диапазоне действия ВРЧ;
проверку работоспособности прибора с преобразователем (ПЭП);
проверку частоты излучения поверяемым прибором у.з. колебаний (при соответствующей индикации измеренной блоком 15 частоты);
проверку абсолютной чувствительности и резерва чувствительности;
проверку "мертвой зоны";
проверку условной разрешающей способности прибора по глубине залегания отражателя.It should be noted that the proposed device that implements the inventive method of verification of ultrasonic testing echo-pulse devices, when properly configured, is essentially an electronic standard way. As an analysis of the existing methods of verification of ultrasonic echo-pulse devices, drawn up, in particular, in accordance with GOST 23049-84 and agreed by the State Standard (MCU-6-91), shows the proposed method and device allow to perform practically with minimal time and with sufficient accuracy all verification operations and necessary measurements:
testing the device being verified by receiving the generated echo signals;
determination of the error in measuring the amplitudes of the echo signals by comparing the ΔU specified by the device with that measured using the device;
determination of the measurement error of the depth gauge by comparing the specified time interval (between two generated pulses) with the measured one;
checking the operation of threshold devices;
checking the operability of the temporal sensitivity adjustment (VLF) by setting different amplitudes of the generated pulses in the entire time range of the action of the VLF;
functional check of the device with a transducer (PEP);
verification of the frequency of radiation with a verified device oscillations (with an appropriate indication of the frequency measured by block 15);
verification of absolute sensitivity and sensitivity reserve;
dead zone check;
checking the conditional resolution of the device by the depth of the reflector.
Во многих случаях использования предлагаемого устройства электронного стандартного образца, может не потребоваться применение прецезионных измерений временных интервалов и отношений амплитуд. В этом случае устройство можно перевести в режим излучения (генерации) одиночных импульсов путем установки временного интервала Δtп между двумя генерируемыми импульсами равным нулю (Δtп= 0). При этом электронный стандартный образец будет полностью заменять (моделировать) обычный стандартный образец (например, металлический образец с цилиндрическим сверлением CO2 по ГОСТ 23049-84), обладая при этом более широкими возможностями, меньшей массой, габаритами и удобством эксплуатации.In many cases, the use of the proposed device is an electronic standard sample, it may not be necessary to use precision measurements of time intervals and amplitude ratios. In this case, the device can be put into the mode of emission (generation) of single pulses by setting the time interval Δt p between two generated pulses equal to zero (Δt p = 0). At the same time, an electronic standard sample will completely replace (simulate) a standard standard sample (for example, a metal sample with CO2 cylindrical drilling in accordance with GOST 23049-84), while possessing wider capabilities, lower weight, dimensions and ease of use.
Все основные операции заявляемого способа и основные узлы устройства проверены макетированием. All the basic operations of the proposed method and the main components of the device are verified by prototyping.
Таким образом, поставленная при создании изобретения задача повышения надежности, достоверности и производительности поверки ультразвуковых эхо-импульсных приборов, а также расширение области применения способа полностью решена. Электронный стандартный образец заявляемое устройство, реализуя заявляемый способ, позволяет в отличие от прототипа поверять не только временные, но и амплитудные характеристики эхо-импульсных приборов. При этом операции поверки осуществляются без каких-либо электрических соединений поверяемого прибора с устройством. Достаточно лишь установить на акустически проводящую среду устройства ПЭП прибора и обеспечить акустический контакт между ними. При этом генерация импульсов с учетом параметров акустических импульсов прибора позволяет измерять дополнительные характеристики поверяемого прибора с большей точностью и производительностью. Thus, the task of creating the invention is to increase the reliability, reliability and performance of verification of ultrasonic echo-pulse devices, as well as expanding the scope of the method completely solved. The electronic standard sample of the claimed device, implementing the inventive method, allows, in contrast to the prototype, to verify not only the temporal, but also the amplitude characteristics of the echo-pulse devices. At the same time, verification operations are carried out without any electrical connections of the instrument being verified with the device. It is enough only to install the device probe device on an acoustically conductive medium and provide acoustic contact between them. In this case, the pulse generation taking into account the parameters of the acoustic pulses of the device allows you to measure additional characteristics of the instrument being tested with greater accuracy and performance.
Внедрение предлагаемых способа и устройства в медицинской диагностике, в промышленности, при проведении неразрушающего контроля и диагностики с помощью эхо-импульсных ультразвуковых приборов позволит повысить надежность и достоверность контроля и диагностики при одновременном повышении производительности работ. Implementation of the proposed method and device in medical diagnostics, in industry, during non-destructive testing and diagnostics using echo-pulsed ultrasonic devices will improve the reliability and reliability of monitoring and diagnostics while increasing productivity.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95101389A RU2087908C1 (en) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95101389A RU2087908C1 (en) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95101389A RU95101389A (en) | 1996-11-20 |
| RU2087908C1 true RU2087908C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=20164419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95101389A RU2087908C1 (en) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087908C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477516C2 (en) * | 2008-04-29 | 2013-03-10 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Domestic appliance and system of domestic appliance |
-
1995
- 1995-02-02 RU RU95101389A patent/RU2087908C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1388789, кл. G 01 N 29/04, 1988. Авторское свидетельство СССР N 1631409, кл. G 01 N 29/10, 1991. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477516C2 (en) * | 2008-04-29 | 2013-03-10 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Domestic appliance and system of domestic appliance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95101389A (en) | 1996-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102187214B (en) | Method for performing ultrasonic testing | |
| CA1038486A (en) | Acoustic emission transducer calibration | |
| US5511425A (en) | Flaw detector incorporating DGS | |
| Goujon et al. | Behaviour of acoustic emission sensors using broadband calibration techniques | |
| CN105662473A (en) | Tissue parameter detection method and system | |
| CN109084917A (en) | A kind of method of ultrasound detection structure perpetuity stress | |
| Lopez-Sanchez et al. | Determination of an ultrasonic transducer's sensitivity and impedance in a pulse-echo setup | |
| JP3725515B2 (en) | Nondestructive inspection equipment | |
| US10261054B2 (en) | Method for the non-destructive ultrasonic testing of a part by echo analysis | |
| KR101391140B1 (en) | Ultrasonic probe for measuring nonlinear parameter, apparatus for measuring nonlinear parameter for comprising the same | |
| RU2087908C1 (en) | Method and device for verifying ultrasonic echo-pulse instruments | |
| CN210427470U (en) | Test system for amplitude-frequency characteristic of acoustic emission sensor | |
| US3531977A (en) | Electronic device for calibrating and referencing ultrasonic instruments | |
| JPS6321135B2 (en) | ||
| Silva et al. | Nondestructive testing ultrasonic immersion probe assessment and uncertainty evaluation according to EN 12668-2: 2010 | |
| Galbraith et al. | Development of a PVDF membrane hydrophone for use in air-coupled ultrasonic transducer calibration | |
| Keprt et al. | The determination of uncertainty in the calibration of acoustic emission sensors | |
| Evans et al. | Design of a self-calibrating simulated acoustic emission source | |
| JP5305093B2 (en) | Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device | |
| US8276431B1 (en) | Method of determining acoustic transit times for material having high acoustic attenuation properties | |
| Rajagopal et al. | Calibration of miniature medical ultrasonic hydrophones for frequencies in the range 100 to 500 kHz using an ultrasonically absorbing waveguide | |
| JP2020197512A (en) | Aerial ultrasonic inspection device | |
| JPS5826283A (en) | Ultrasonic measuring device with self-diagnosing function | |
| KR20200128085A (en) | Method for measuring ultrasonic attenuation parameters guided by harmonic elastography, probes and apparatus for implementation of this method | |
| Miqueleti et al. | Acoustic impedance measurement method using spherical waves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100203 |