RU31281U1 - Ultrasonic scanning device (options) - Google Patents
Ultrasonic scanning device (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU31281U1 RU31281U1 RU2003109875/20U RU2003109875U RU31281U1 RU 31281 U1 RU31281 U1 RU 31281U1 RU 2003109875/20 U RU2003109875/20 U RU 2003109875/20U RU 2003109875 U RU2003109875 U RU 2003109875U RU 31281 U1 RU31281 U1 RU 31281U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasonic
- output
- measured data
- processing unit
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Полезная модель относится к устройствам для неразрушающего контроля материалов и изделий с помощью ультразвуковых эхо-импульсов путём измерения толщины стенок и протяжённости исследуемых объектов, обнаружения дефектов материала объектов, в частности, коррозионных и трещиноподобных дефектов, а также обнаружения дефектов геометрии (профиля, толщины стенки) контролируемых изделий. Устройство может применяться для контроля толщины листового материала, стенок труб и трубопроводов. Предпочтительно использование заявленных устройств для контроля длинномерных объектов, когда необходимо транспортирование сканирующей системы на большие расстояния,например,приобследованиимагистральныхThe utility model relates to devices for non-destructive testing of materials and products using ultrasonic echo pulses by measuring wall thickness and length of objects under study, detecting material defects of objects, in particular, corrosion and crack-like defects, as well as detecting geometry defects (profile, wall thickness) controlled items. The device can be used to control the thickness of sheet material, the walls of pipes and pipelines. It is preferable to use the claimed devices for monitoring long objects, when it is necessary to transport the scanning system over long distances, for example, acquisition of trunk
нефтегазопродуктопроводов.oil and gas pipelines.
Из уровня техники известно устройство для ультразвукового контроля материалов (патент РФ RU2075074 от 10.03.97, МПК: G01 N29/04), содержащее последовательно соединённые генератор модулирующего напряжения, модулятор радиосигнала, излучающий ультразвуковой преобразователь, а также последовательно соединённые приёмный ультразвуковой преобразователь, аналоговый перемножитель, входной усилитель, радиочастотный фильтр и индикатор. Один из выходов генератора модулирующего напряжения подключен через элемент задержки к одному из входов аналогового перемножителя и к одному из входов входного усилителя.The prior art device for ultrasonic testing of materials (RF patent RU2075074 dated 03/10/97, IPC: G01 N29 / 04), containing a series-connected modulating voltage generator, a radio signal modulator, an emitting ultrasonic transducer, as well as a series-connected receiving ultrasonic transducer, an analog multiplier , input amplifier, RF filter and indicator. One of the outputs of the modulating voltage generator is connected through a delay element to one of the inputs of the analog multiplier and to one of the inputs of the input amplifier.
Достоинством устройства является то, что вход усилителя электрически развязан от высоковольтного выхода генератора (несколько сотен вольт) и модулятора. Однако использование пары электроакустических преобразователей для излучения и приёма ультразвуковых импульсов приводит к тому, что преобразователи занимают больше места, чем приёмоизлучающие преобразователи, и в условиях ограниченности пространства, в котором может размещаться сканирующее устройство, например, при внутритрубном сканировании, использование пар преобразователей дополнительно ограничивает количество преобразователей, которые могут быть размещены.The advantage of the device is that the input of the amplifier is electrically isolated from the high-voltage output of the generator (several hundred volts) and the modulator. However, the use of a pair of electro-acoustic transducers for emitting and receiving ultrasonic pulses leads to the fact that the transducers occupy more space than the receiving-emitting transducers, and in conditions of limited space in which the scanning device can be placed, for example, during in-line scanning, the use of pairs of transducers additionally limits the number converters that can be placed.
Известно устройство для ультразвукового контроля материалов (заявка Великобритании GB2090413 от 07.07.82, МПК: G01 N29/04; патент США US4055990 от 01.11.77, МПК: G01 N29/00; заявка Великобритании GB2105465 от 23.03.83, МПК: G01 N29/04), содержащее последовательно соединённые тактовый генератор, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой приёмоизлучающий преобразователь, приёмоусилительный модуль, формирователь. При этом выход генератора подключен как к ультразвуковому преобразователю, так и к входу приёмоусилительного тракта.A device for ultrasonic testing of materials is known (UK application GB2090413 from 07.07.82, IPC: G01 N29 / 04; US patent US4055990 from 01.11.77, IPC: G01 N29 / 00; UK application GB2105465 from 03.23.83, IPC: G01 N29 / 04), containing a serially connected clock generator, a probe pulse generator, an ultrasonic receiving-emitting transducer, a receiving-amplifying module, a shaper. In this case, the output of the generator is connected both to the ultrasonic transducer and to the input of the amplifier circuit.
Известно также устройство для ультразвукового неразрушающего контроля труб (патент США US5062300 от 05.11.91, МПК: G01 N29/06), содержащее синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, мультиплексор, приёмоизлучающие ультразвуковые преобразователи, приёмоусилительный тракт. При этом выход генератора подключен к входу приёмоусилительного тракта, а также через мультиплексор подключен к ультразвуковым преобразователям. Управляющий выход генератора зондирующих импульсов подключен к управляющему входу мультиплексора. Выходы синхронизатора подключены к управляющим входам мультиплексора и генератора зондирующих импульсов. Указанные устройства с приёмоизлучающими преобразователями имеют преимущество перед устройством с парами излучающих и принимающих ультразвуковых преобразователей, поскольку позволяют разместить большее число преобразователей в заданном объёме. Однако важным недостатком таких устройств является то, что вход усилителя гальванически связан с высоковольтным выходом генератора зондирующих импульсов, что требует предъявления жёстких требований к усилителю по широкому рабочему диапазону по напряжению, поскольку отраженные ультразвуковые сигналы, принятые ультразвуковыми преобразователями, формируют на входе усилителя электрические сигналы напряжением менее 1В, а на выходе генератора возбуждающий импульс характеризуется напряжением несколько сотен вольт. Известен ультразвуковой многоканальный дефектоскоп (а.с.СССР SU1370551 от 30.01.88, МПК: G01 N29/04), содержащий распределитель импульсов, подключенные к выходам последнего управляющими входами N транзисторных ключей, число которых равно числу каналов контроля, N электроакустических преобразователей и N импульсных трансформаторов. Распределитель импульсов выполнен из последовательно соединённых тактового генератора, выход которого предназначен для подключения к входу внешней синхронизации дефектоскопа, двоичного счётчика, ёмкость которого устанавливается равной числу каналов контроля, и дешифратора, выходы которого служат выходами распределителя импульсов. В каждом канале транзисторный ключ соединён параллельно с первичной обмоткой импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно с v электроакустическим преобразователем. Свободные выводы вторичных обмоток импульсных трансформаторов ка едого канала объединены и предназначены для подключения к генераторно-приёмному тракту дефектоскопа. При этом возбуждение электроакустических преобразователей осуществляется путём периодического изменения сопротивления первичной обмотки трансформатора. Существенным недостатком такого устройства является то, что к вторичной обмотке трансформатора и, соответственно, к электроакустическому преобразователю постоянно подключено высокое напряжение (несколько сотен вольт), и тот же вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к приёмному тракту, что также ограничивает диапазон усилителей, которые могут быть использованы в приёмоусилительном тракте, из-за требования широкого рабочего диапазона по напряжению для усилителя. Известно ультразвуковое устройство для определения дефектов и толщины стенки магистральных газопроводов (патент США US5587534 от 24.12.96, МПК: G01 N29/10, аналог: WO96/13720), содержащее последовательно соединённые генератор зондирующих импульсов (до 400В), магнитный диплексер и пьезокерамический ультразвуковой приёмопередающий преобразователь, а также усилитель (с динамическим диапазоном до 64дБ), подключенный к обмотке магнитного диплексора. Достоинством указанных устройств является использование приёмоизлучающих преобразователей и отсутствие гальванической связи входа усилителя с высоковольтным выходом генератора зондирующих импульсов благодаря магнитному диплексору, обеспечивающему связь входа усилителя с выводом ультразвукового преобразователя и ограничивающему связь выхода генератора с входом усилителя благодаря магнитному насыщению сердечникаAlso known is a device for ultrasonic non-destructive testing of pipes (US patent US5062300 from 05.11.91, IPC: G01 N29 / 06), comprising a synchronizer, a probe pulse generator, a multiplexer, ultrasound transducers, a receiving amplifier. In this case, the output of the generator is connected to the input of the amplifier path, and also through the multiplexer is connected to ultrasonic transducers. The control output of the probe pulse generator is connected to the control input of the multiplexer. The outputs of the synchronizer are connected to the control inputs of the multiplexer and the probe pulse generator. These devices with transceiver transducers have an advantage over the device with pairs of emitting and receiving ultrasonic transducers, because they allow you to place a larger number of transducers in a given volume. However, an important drawback of such devices is that the input of the amplifier is galvanically connected to the high-voltage output of the probe pulse generator, which requires strict requirements for the amplifier over a wide operating voltage range, since the reflected ultrasonic signals received by ultrasonic transducers form electrical signals at the amplifier input less than 1V, and at the output of the generator an exciting pulse is characterized by a voltage of several hundred volts. Known ultrasonic multichannel flaw detector (a.s.SSSR SU1370551 from 01.30.88, IPC: G01 N29 / 04) containing a pulse distributor connected to the outputs of the latter by the control inputs of N transistor switches, the number of which is equal to the number of control channels, N electro-acoustic transducers and N pulse transformers. The pulse distributor is made of a series-connected clock generator, the output of which is designed to connect to the external synchronization input of a flaw detector, a binary counter, the capacity of which is set equal to the number of control channels, and a decoder whose outputs serve as the outputs of the pulse distributor. In each channel, the transistor switch is connected in parallel with the primary winding of a pulse transformer, the secondary winding of which is connected in series with v electro-acoustic transducer. The free terminals of the secondary windings of pulse transformers of each channel are combined and designed to be connected to the generator-receiver path of the flaw detector. In this case, the excitation of electro-acoustic transducers is carried out by periodically changing the resistance of the primary winding of the transformer. A significant drawback of such a device is that a high voltage (several hundred volts) is constantly connected to the secondary winding of the transformer and, accordingly, to the electro-acoustic transducer, and the same terminal of the secondary winding of the transformer is connected to the receiving path, which also limits the range of amplifiers that can be used in the receiving path, due to the requirement of a wide operating voltage range for the amplifier. A known ultrasonic device for determining defects and wall thickness of gas pipelines (US patent US5587534 from 12.24.96, IPC: G01 N29 / 10, analogue: WO96 / 13720), containing a probe pulse generator (up to 400V) connected in series, a magnetic diplexer and a piezoceramic ultrasonic transceiver and amplifier (with a dynamic range of up to 64dB) connected to the winding of a magnetic diplexer. The advantage of these devices is the use of receiving-emitting transducers and the absence of galvanic coupling of the input of the amplifier with the high-voltage output of the probe pulse generator due to the magnetic diplexer, which ensures the connection of the input of the amplifier with the output of the ultrasonic transducer and limiting the connection of the output of the generator with the input of the amplifier due to the magnetic saturation of the core
электромагнитного преобразователя, входящего в состав диплексора. Однако наличие ограниченной магнитной связи через диплексор входа усилителя с выходом генератора также ограничивает диапазон усилителей, которые могут быть использованы в устройстве.electromagnetic transducer included in the diplexer. However, the presence of limited magnetic coupling through the amplifier input diplexer with the generator output also limits the range of amplifiers that can be used in the device.
Известно ультразвуковое устройство для автоматического контроля качества металла трубопроводов (патент РФ RU2042946 от 27.08.95, МП К: G01 N29/04), содержащее последовательно соединённые синхронизатор, генератор возбуждающих импульсов, коммутатор, пьезоэлектрические приёмоизлучающие преобразователи, многоканальный приёмоусилительный блок, блок первичной обработки информации, блоки определения местонахождения контроля, накопления информации и энергообеспечения. При этом пьезоэлектрические преобразователи подключены параллельно между собой через коммутатор к генератору возбуждающих импульсов и каждый из пьезоэлектрических преобразователей подключен к соответствующему каналу приёмно-усилительного блока.A known ultrasonic device for automatic quality control of metal pipelines (RF patent RU2042946 from 08.27.95, MP K: G01 N29 / 04), containing a serially connected synchronizer, an excitation pulse generator, a switch, a piezoelectric receiving-emitting transducers, a multi-channel receiving amplifier unit, a primary information processing unit , blocks for determining the location of control, accumulation of information and energy supply. In this case, the piezoelectric transducers are connected in parallel with each other through the switch to the generator of exciting pulses and each of the piezoelectric transducers is connected to the corresponding channel of the receiving-amplifying unit.
Известно также устройство для ультразвукового контроля трубопроводов (патент РФ RU2018817 от 30.08.94, МПК: G01 N29/10), содержащее последовательно соединённые синхронизатор, генератор возбуждающих импульсов,коммутатор,пьезоэлектрическиеприёмоизлучающиеA device for ultrasonic monitoring of pipelines is also known (RF patent RU2018817 from 08.30.94, IPC: G01 N29 / 10) containing a synchronizer, a generator of exciting pulses, a commutator, piezoelectric transceivers, connected in series
преобразователи, многоканальные приёмоусилительные тракты с регуляторами усиления и блоками автоматической регулировки. При этом каждый канал содержит блок из нескольких пьезоэлектрических преобразователей, входы которых подключены к соответствующим выходам коммутатора, и усилитель с регулятором усиления, включённый между выводами пьезоэлектрических преобразователей и входом блока обработки информации.converters, multi-channel receive-amplification paths with gain controls and automatic adjustment units. Moreover, each channel contains a block of several piezoelectric transducers, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the switch, and an amplifier with a gain control connected between the terminals of the piezoelectric transducers and the input of the information processing unit.
Достоинством указанных устройств является использование приёмоизлучающих преобразователей. Однако гальваническая связь низковольтных входов усилителей с высоковольтными выходами генератора возбуждающих импульсов при замыкании коммутаторов негативно сказывается на характеристиках усилителя.The advantage of these devices is the use of receiving-emitting converters. However, the galvanic connection of the low-voltage inputs of the amplifiers with the high-voltage outputs of the exciting pulse generator when the switches are closed adversely affects the characteristics of the amplifier.
Общим прототипом заявленных вариантов устройств является известный эхо-импульсный ультразвуковой дефектоскоп (Й.Крауткремер, Г.Крауткремер Ультразвуковой контроль материалов. Справочник, Москва, 1991г.- стр.205-210), содержащий последовательно соединённые источник напряжения (высокогосотни вольт), генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ (в виде биполярного транзистора), имеющий два токопроводящих вывода (эмиттер и коллектор) и управляющий вход (базу) и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу (от коллектора к эмиттеру), управляющий вход ключа (база) подключен к одному из выходов схемы управления, генератор содержит также токопроводящий элемент (резистор), первый токопроводящий вывод кпюча подключен к первому выводу конденсатора и через указанный токопроводящий элемент подключен к выходу источника напряжения, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, второй токопроводящий вывод ключа подключен к второму выводу ультразвукового преобразователя, устройство включает в себя такжеA common prototype of the claimed device variants is the well-known echo-pulsed ultrasonic flaw detector (J. Krautkremer, G. Krautkremer Ultrasonic material control. Handbook, Moscow, 1991, pp. 205-210), containing a voltage source connected in series (high voltage volts), excitation generator pulses, a receiving-emitting ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a series-connected receiving-amplifying path and a unit for processing the measured data, while the exciting pulse generator will contain a capacitor, an electronically controlled key (in the form of a bipolar transistor) having two conductive terminals (emitter and collector) and a control input (base) and capable of conducting electric current from one conductive terminal to another conductive terminal (from collector to emitter), a control input the key (base) is connected to one of the outputs of the control circuit, the generator also contains a conductive element (resistor), the first conductive terminal of the key is connected to the first output of the capacitor and through the specified conductive the second element is connected to the output of the voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal of the ultrasonic transducer, the second conductive terminal of the key is connected to the second terminal of the ultrasonic transducer, the device also includes
второй токопроводящий элемент (резистор), подключенный параллельно ультразвуковому преобразователю.a second conductive element (resistor) connected in parallel with the ultrasonic transducer.
Основным недостатком устройства по прототипу также является то, что высоковольтный выход генератора возбуждающих импульсов подключен как к одному из выводов ультразвукового преобразователя, так и к входу приёмоусилительного тракта, что препятствует получению высокого соотношения сигнал/шум для надёжной идентификации электрических импульсов, соответствующих принятым ультразвуковым импульсам.The main disadvantage of the prototype device is also that the high-voltage output of the excitation pulse generator is connected both to one of the outputs of the ultrasonic transducer and to the input of the amplification path, which prevents a high signal-to-noise ratio for reliable identification of electric pulses corresponding to the received ultrasonic pulses.
Заявленное ультразвуковое сканирующее устройство, как и устройство по прототипу, содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, а также токопроводящий элемент, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, первый токопроводящий вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора и через указанный токопроводящий элемент подключен к выходу источника напряжения, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя.The claimed ultrasonic scanning device, as well as the prototype device, contains a series-connected voltage source, a generator of exciting pulses, a receiving-emitting ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a series-connected receiving-amplifying path and a unit for processing the measured data, while the exciting pulse generator contains an electronically controlled capacitor a key having two conductive outputs and a control input and capable of conducting electric current from one a conductive terminal to another conductive terminal, as well as a conductive element, the control input of the key is connected to one of the outputs of the control circuit, the first conductive terminal of the key is connected to the first terminal of the capacitor and through the specified conductive element is connected to the output of the voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal ultrasonic transducer.
В отличии от устройства по прототипу в заявленном устройстве генератор возбуждающих импульсов включает в себя также токопроводящий элемент, подключенный между указанным вторым токопроводящим выводом ключа иIn contrast to the prototype device in the claimed device, the exciting pulse generator also includes a conductive element connected between the specified second conductive terminal of the key and
вторым выводом ультразвукового преобразователя, вход приёмоусилительного тракта подключен к указанному второму выводу ключа.the second output of the ultrasonic transducer, the input of the amplifier path is connected to the specified second output of the key.
В предпочтительном исполнении указанный здесь токопроводящий элемент выполнен способным создавать перепад напряжения от 0,1В до ЗВ в режиме усиления сигналов с ультразвукового преобразователя. Активное сопротивление указанного здесь токопроводящего элемента составляет от 3 Ом до 300 Ом.In a preferred embodiment, the conductive element indicated here is configured to create a voltage drop of 0.1V to 3V in the amplification mode of signals from an ultrasonic transducer. The active resistance of the conductive element indicated here is from 3 ohms to 300 ohms.
Указанный здесь токопроводящий элемент выполнен в виде индуктивной катушки с активным сопротивлением от 3 Ом до 300 Ом и индуктивностью от 10 до ЗООмкГн либо (в другом подварианте) в виде резистора или полупроводникового элемента, образующего р-п переход между указанным вторым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя.The conductive element indicated here is made in the form of an inductive coil with an active resistance of 3 Ohms to 300 Ohms and an inductance of 10 to ZOOmkGn, or (in another option) in the form of a resistor or semiconductor element forming a pn junction between the specified second conductive terminal of the key and the second the output of the ultrasonic transducer.
Устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,The device is designed as an in-line flaw detector, the device includes many ultrasound transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means for analog-to-digital conversion of the measured data and digital recording means data
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по второму варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающихThe ultrasonic scanning device according to the second embodiment contains a series-connected voltage source, an exciting generator
импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, а также токопроводящий элемент, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, первый токопроводящий вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора и через указанный токопроводящий элемент подключен к выходу источника напряжения, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя,pulses, a receiving-emitting ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a series-connected receiving-amplifying path and a measured data processing unit, while the exciting pulse generator contains a capacitor, an electronically controlled switch having two conductive leads and a control input and capable of conducting electric current from one conductive lead to another conductive terminal, as well as a conductive element, the control input of the key is connected to one of the outputs of the control circuit, trans the high conductive terminal of the key is connected to the first terminal of the capacitor and through the specified conductive element is connected to the output of the voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal of the ultrasonic transducer,
В отличие от прототипа в устройстве по второму варианту генератор возбуждающих импульсов включает в себя также токопроводящий элемент, подключенный между указанным вторым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя, вход приёмоусилительного тракта подключен к указанному первому выводу конденсатора.Unlike the prototype in the device according to the second embodiment, the excitation pulse generator also includes a conductive element connected between the specified second conductive terminal of the key and the second output of the ultrasonic transducer, the input of the amplifier path is connected to the specified first output of the capacitor.
В развитие второго варианта заявленное устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the second option, the claimed device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more generators of exciting pulses, as well as to a receiving-amplifying path, the unit for processing the measured data includes series-connected means for analog-to-digital conversion of the measured data and means of recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генераторthe device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on the carrier along a surface with axial symmetry, wherein the voltage source, generator
возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.exciting pulses, the control circuit, the amplifier path and the processing unit of the measured data are installed in the specified hermetic shell.
Ультразвуковое сканирующее устройство по третьему варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, а также токопроводящий элемент, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, первый токопроводящий вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора и через указанный токопроводящий элемент подключен к выходу источника напряжения, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя,The ultrasonic scanning device according to the third embodiment comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serially amplified path and a measured data processing unit, while the excitation pulse generator contains a capacitor, an electronically controlled key having two conductive output and control input and capable of conducting electric current from one conductive pin an ode to another conductive terminal, as well as a conductive element, the control input of the key is connected to one of the outputs of the control circuit, the first conductive output of the key is connected to the first output of the capacitor and through the specified conductive element is connected to the output of the voltage source, the second output of the capacitor is connected to the first output of the ultrasonic transducer
отличающееся тем, что генератор возбуждающих импульсов включает в себя также токопроводящий элемент, подключенный между указанным вторым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя, вход приёмоусилительного тракта подключен к указанному первому выводу конденсатора.characterized in that the generator of exciting pulses also includes a conductive element connected between the specified second conductive output of the key and the second output of the ultrasonic transducer, the input of the amplifier path is connected to the specified first output of the capacitor.
В развитие третьего варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенныеIn development of the third option, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected
средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,means for analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по четвёртому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, один из токопроводящих выводов ключа подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, отличающееся тем, чтоAccording to the fourth embodiment, the ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serial amplification path and a measured data processing unit, while the excitation pulse generator contains a capacitor, an electronically controlled key having two conductive output and control input and capable of conducting electric current from one conductive to the output to another conductive terminal, the control input of the key is connected to one of the outputs of the control circuit, one of the conductive terminals of the key is connected to the first terminal of the capacitor, the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal of the ultrasonic transducer, characterized in that
второй токопроводящий вывод ключа подключен к выходу источника напряжения, генератор возбуждающих импульсов включает в себя также,the second conductive terminal of the key is connected to the output of the voltage source, the generator of exciting pulses also includes,
по меньшей мере, два последовательно соединённых токопроводящих элемента, подключенных между указанным первым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя, входat least two series-connected conductive elements connected between the specified first conductive terminal of the key and the second terminal of the ultrasonic transducer, input
приёмоусилительного тракта подключен к точке соединения между собой указанных токопроводящих элементов. В развитие четвёртого варианта указанный здесь токопроводящий элемент, подключенный к второму выводу ультразвукового преобразователя, выполнен способным создавать перепад напряжения от 0,1В до ЗВ в режиме усиления сигналов с ультразвукового преобразователя, активное сопротивление указанного токопроводящего элемента, подключенного к второму выводу ультразвукового преобразователя, составляет от 3 Ом до 300 Ом. Указанный здесь токопроводящий элемент, подключенный к второму выводу ультразвукового преобразователя, выполнен в виде индуктивной катушки с активным сопротивлением от 3 Ом до 300 Ом и индуктивностью от 10 до ЗООмкГн, либо токопроводящий элемент, подключенный к второму выводу ультразвукового преобразователя, выполнен в виде резистора или полупроводникового элемента, образующего р-п переход между указанным вторым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя. В дальнейшее развитие четвёртого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных, устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генераторthe amplifier path is connected to the connection point between the specified conductive elements. In development of the fourth embodiment, the conductive element indicated here, connected to the second output of the ultrasonic transducer, is capable of creating a voltage drop from 0.1V to 3B in the signal amplification mode from the ultrasonic transducer, the active resistance of the specified conductive element connected to the second output of the ultrasonic transducer is from 3 ohms to 300 ohms. The conductive element indicated here, connected to the second output of the ultrasonic transducer, is made in the form of an inductive coil with an active resistance of 3 Ohms to 300 Ohms and an inductance of 10 to ZOOmkGn, or the conductive element connected to the second output of the ultrasonic transducer is made in the form of a resistor or semiconductor element forming the pn junction between the specified second conductive terminal of the key and the second terminal of the ultrasonic transducer. In the further development of the fourth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data, the device also includes a sealed shell and a carrier of these ultra sonic transducers that are mounted on the carrier on a surface with axial symmetry, while the voltage source, generator
возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.exciting pulses, the control circuit, the amplifier path and the processing unit of the measured data are installed in the specified hermetic shell.
Ультразвуковое сканирующее устройство по пятому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, один из токопроводящих выводов ключа подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, отличающееся тем, чтоThe fifth version ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serial amplified path and a measured data processing unit, while the excitation pulse generator contains a capacitor, an electronically controlled key, with two conductive output and control input and capable of conducting electric current from one conductive output and to another conductive terminal, the control input of the key is connected to one of the outputs of the control circuit, one of the conductive terminals of the key is connected to the first terminal of the capacitor, the second terminal of the capacitor is connected to the first terminal of the ultrasonic transducer, characterized in that
второй токопроводящий вывод ключа подключен к выходу источника напряжения, генератор возбуждающих импульсов включает в себя также,the second conductive terminal of the key is connected to the output of the voltage source, the generator of exciting pulses also includes,
по меньшей мере, два последовательно соединённых токопроводящих элемента, подключенных между указанным первым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя, вход приёмоусилительного тракта подключен к указанному первому выводу конденсатора.at least two series-connected conductive elements connected between the specified first conductive output of the key and the second output of the ultrasonic transducer, the input of the amplifier path is connected to the specified first output of the capacitor.
В развитие пятого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блокIn development of the fifth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more generators of exciting pulses, as well as to the amplification path, block
МС у1С9ЦMS u1S9Ts
обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,processing the measured data includes serially connected means for analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по шестому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, отличающееся тем, чтоThe sixth embodiment ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, as well as a control circuit and a serial amplifying path and a measured data processing unit, characterized in that
включает в себя множество указанных генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями, указанные генераторы или ультразвуковых преобразователи подключены к одному приёмоусилительному тракту, точки подключения к входу приёмоусилительного тракта объединены между собой, активное сопротивление линий объединения выходов усилителей между объединёнными выводами генераторов или ультразвуковых преобразователей не превышает 5 Ом.includes many of these excitation pulse generators with ultrasonic transducers connected to them, these generators or ultrasonic transducers are connected to the same amplifier path, the connection points to the input of the amplifier path are interconnected, the active resistance of the lines connecting the outputs of the amplifiers between the combined outputs of the generators or ultrasonic transducers is not exceeds 5 ohms.
В развитие шестого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство вкпючает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенныеIn development of the sixth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes a number of ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected
средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,means for analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по седьмому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, отличающееся тем, чтоThe seventh version ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, as well as a control circuit and a serial amplifying path and a measured data processing unit, characterized in that
приёмоусилительный тракт вкпючает в себя множество усилителей, сигнальные входы усилителей представляют собой входы приёмоусилительного тракта, к сигнальному входу каждого усилителя подключены один или несколько указанных генераторов возбуждающих импульсов или ультразвуковых преобразователей, выходы усилителей объединены между собой и подключены к сигнальному входу указанного блока обработки измеренных данных, активное сопротивление линий объединения выходов усилителей между выходами любой пары усилителей, выходы которых объединены, не превышает 5 Ом.the receiving amplifier includes a plurality of amplifiers, the signal inputs of the amplifiers are the inputs of the receiving amplifier, one or more of the indicated excitation pulse generators or ultrasonic transducers are connected to the signal input of each amplifier, the outputs of the amplifiers are interconnected and connected to the signal input of the indicated block for processing the measured data, active resistance of the lines of combining the outputs of amplifiers between the outputs of any pair of amplifiers whose outputs are combined inen, does not exceed 5 ohms.
В развитие седьмого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, усилители выполнены в виде усилителей с регулируемым выходом и имеют управляющие входы, подключенные к выходам схемы управления, устройство вкпючает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторамIn development of the seventh variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the amplifiers are made in the form of amplifiers with an adjustable output and have control inputs connected to the outputs of the control circuit, the device includes a lot of ultrasonic transducers connected to one or more generators
09 Ш09 w
возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,exciting pulses, as well as to the receiving path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по восьмому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, отличающееся тем, чтоThe eighth ultrasonic scanning device according to the eighth embodiment comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, as well as a control circuit and a serial amplifying path and a measured data processing unit, characterized in that
включает в себя множество указанных генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями, пирёмоусилительный тракт включает в себя множество усилителей, к сигнальному входу каждого из которых подключены несколько генераторов возбуждающих импульсов и/или ультразвуковых преобразователей, а также общий усилитель, сигнальный вход которого подкпючен к выходам указанных усилителей.includes many of these excitation pulse generators with ultrasonic transducers connected to them, the pyrotechnic amplifier path includes many amplifiers, several excitation pulse generators and / or ultrasonic transducers are connected to the signal input of each of them, as well as a common amplifier, the signal input of which is connected to the outputs of these amplifiers.
В развитие восьмого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, общий усилитель выполнен с электронно управляемым коэффициентом усиления и имеет управляющий вход, подкпюченный к одному из выходов схемы управления, устройство включает вIn development of the eighth variant, the device is designed as an in-line flaw detector, the common amplifier is made with an electronically controlled gain and has a control input connected to one of the outputs of the control circuit, the device includes
себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,a lot of ultrasonic transducers connected to one or more generators of exciting pulses, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по девятому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом выход генератора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, второй вывод ультразвукового преобразователя подключен к общей точке электрической схемы, отличающееся тем, что устройство включает в себя токопроводящий элемент, подключенный одним из выводов к второму выводу ультразвукового преобразователя, вход приёмоусилительного тракта подключен к указанному второму выводу ультразвукового преобразователя через указанный токопроводящий элемент.The ultrasound scanning device according to the ninth embodiment comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serial amplified path and a measured data processing unit, while the generator output is connected to the first output of the ultrasonic transducer, the second output of the ultrasonic transducer connected to a common point in the circuit, characterized in that the device including includes a conductive element connected by one of the terminals to the second terminal of the ultrasonic transducer, the input of the amplifier path is connected to the specified second terminal of the ultrasonic transducer through the specified conductive element.
В развитие девятого варианта указанный здесь токопроводящий элемент выполнен способным создавать перепад напряжения от 0,1В до ЗВ в режиме усиления сигналов с ультразвукового преобразователя, активное сопротивление указанного токопроводящего элемента составляет от 3 Ом до 300 Ом.In development of the ninth embodiment, the conductive element indicated here is capable of creating a voltage drop from 0.1V to 3B in the amplification mode of signals from the ultrasonic transducer, the active resistance of the specified conductive element is from 3 Ohms to 300 Ohms.
3109 Ч3109 h
Указанный здесь токопроводящий элемент выполнен в виде индуктивной катушки с активным сопротивлением от 3 Ом до 300 Ом и индуктивностью от 10 до ЗООмкГн, либо (в другом подварианте) в виде резистора или полупроводникового элемента, образующего р-п переход между указанным вторым токопроводящим выводом ключа и вторым выводом ультразвукового преобразователя.The conductive element indicated here is made in the form of an inductive coil with an active resistance of 3 Ohms to 300 Ohms and an inductance of 10 to ZOOmkGn, or (in another option) in the form of a resistor or semiconductor element forming a pn junction between the specified second conductive terminal of the switch and the second output of the ultrasonic transducer.
Устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,The device is designed as an in-line flaw detector, the device includes many ultrasound transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means for analog-to-digital conversion of the measured data and digital recording means data
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по десятому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом выход генератора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, второй вывод ультразвукового преобразователя подключен к общей точке электрической схемы, отличающееся тем, что устройство включает в себя токопроводящий элемент, выход источникаThe ultrasonic scanning device according to the tenth embodiment contains a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serial amplified path and a measured data processing unit, while the generator output is connected to the first output of the ultrasonic transducer, the second output of the ultrasonic transducer connected to a common point in the circuit, characterized in that the device including includes a conductive element, the output of the source
С)3100WC) 3100W
напряжения подключен к входу генератора через указанный токопроводящий элемент, активное сопротивление которого составляет не менее 10 кОм.voltage is connected to the input of the generator through the specified conductive element, the active resistance of which is at least 10 kOhm.
В развитие десятого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the tenth version, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по одиннадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, при этом генератор возбуждающих импульсов содержит конденсатор, электронно управляемый ключ, имеющий два токопроводящих вывода и управляющий вход и способный проводить электрический ток от одного токопроводящего вывода к другому токопроводящему выводу, а также токопроводящий элемент, управляющий вход ключа подключен к одному из выходов схемы управления, первый токопроводящий вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора и через указанный токолроводящий The eleventh ultrasonic scanning device comprises a voltage source in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serially amplified path and a measured data processing unit, while the excitation pulse generator contains a capacitor, an electronically controlled key, with two conductive output and control input and capable of conducting electric current from one conductive output of any other conductive terminal, and a conductive element that controls key input connected to one of the control circuit outputs a first output conductor switch connected to the first terminal of the capacitor and through said tokolrovodyaschy
элемент подключен к выходу источника напряжения, второй вывод конденсатора подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя, второй токопроводящий вывод ключа подключен к второму выводу ультразвукового преобразователя, отличающееся тем, что устройство включает в себя множество указанных генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями, приёмоусилительный тракт включает в себя, по меньшей мере, один усилитель, сигнальный вход которого является сигнальным входом приёмоусилительного тракта, указанные генераторы или ультразвуковые преобразователи подключены к сигнальному входу указанного усилителя, указанный электронно управляемый ключ выполнен на элементе тиристорного типа или биполярного транзисторного типа или полевого транзисторного типа. В развитие одиннадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных, устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the element is connected to the output of the voltage source, the second output of the capacitor is connected to the first output of the ultrasonic transducer, the second conductive output of the key is connected to the second output of the ultrasonic transducer, characterized in that the device includes many of these excitation pulse generators with ultrasonic transducers connected to them, an amplifier path includes at least one amplifier, the signal input of which is the signal input of the amplifier th path, said ultrasonic generators or transducers connected to the signal input of said amplifier, said electronically controllable switch is formed on an element of the thyristor type or bipolar type transistor or field effect transistor type. In development of the eleventh embodiment, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data, the device also includes a sealed shell and a carrier of these ultrasounds x transducers which are mounted on a support on a surface with axial symmetry, wherein the voltage source generator excitation pulses, the control circuit, and priomousilitelny path unit processing the measured data set in said hermetic shell.
Ультразвуковое сканирующее устройство по двенадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, приёмоусилительный тракт включает в себя усилитель, сигнальный вход которого является сигнальным входом приёмоусилительного тракта,According to the twelfth embodiment, the ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic transducer, as well as a control circuit and a serially amplified path and a measured data processing unit, the amplified path includes an amplifier, the signal input of which is a signal input of the amplifier path ,
отличающееся тем, что усилитель выполнен с электронно регулируемым выходом и имеет управляющий вход, подключенный к одному из выходов схемы управления, усилитель выполнен способным открывать и закрывать указанный выход в зависимости от сигнала или потенциала на управляющем входе усилителя.characterized in that the amplifier is made with an electronically controlled output and has a control input connected to one of the outputs of the control circuit, the amplifier is capable of opening and closing the specified output depending on the signal or potential at the control input of the amplifier.
В развитие двенадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбу кдающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the twelfth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means of recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по тринадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, приёмоусилительный тракт включает в себя усилитель, сигнальный вход которого является сигнальным входом приёмоусилительного тракта, отличающееся тем, чтоAccording to the thirteenth embodiment, the ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, as well as a control circuit and a serial connected amplifying path and a measured data processing unit, the receiving amplifying path includes an amplifier whose signal input is a signal input of the receiving amplifying path characterized in that
включает в себя не менее четырёх указанных генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями, при этом указанные генераторы или указанные ультразвуковые преобразователи подключены к одному усилителю.includes at least four of these excitation pulse generators with ultrasonic transducers connected to them, while these generators or these ultrasonic transducers are connected to one amplifier.
В развитие тринадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подкпюченные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the thirteenth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes sequentially connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по четырнадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, приёмоусилительный тракт включает в себя усилитель, сигнальный вход которого является сигнальным входом приёмоусилительного тракта, отличающееся тем, чтоAccording to the fourteenth embodiment, the ultrasonic scanning device comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, a control circuit and a serial receiving amplifier and a processing unit for measured data, the receiving amplifier includes an amplifier whose signal input is a signal input of the receiving amplifier characterized in that
включает в себя множество указанных генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями, а также множество указанных усилителей, при этом ультразвуковые преобразователи непосредственно или через указанные генераторы подключены к указанным усилителям, приёмоусилительный тракг включает в себя также общий усилитель, сигнальный вход которого подключен к выходам не менее, чем трёх указанных усилителей.includes many of these excitation pulse generators with ultrasonic transducers connected to them, as well as many of these amplifiers, while the ultrasonic transducers are directly or through these generators connected to these amplifiers, the receiving amplifier also includes a common amplifier, the signal input of which is connected to the outputs no less than three of these amplifiers.
В развитие четырнадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the fourteenth variant, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по пятнадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь, а также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, отличающееся тем, чтоAn ultrasound scanning device according to the fifteenth embodiment comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, an ultrasonic receiving transducer, as well as a control circuit and a serial amplifying path and a measured data processing unit, characterized in that
включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, при этом к одному каналу приёмоусилительного тракта подключены не менее двенадцати ультразвуковых преобразователей.includes many ultrasonic transducers, with at least twelve ultrasonic transducers connected to one channel of the amplifier path.
В развитие пятнадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the fifteenth embodiment, the device is made in the form of an in-line flaw detector, the device includes many ultrasonic transducers connected to one or several excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Ультразвуковое сканирующее устройство по шестнадцатому варианту содержит последовательно соединённые источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, приёмоизлучающий ультразвуковой преобразователь.An ultrasound scanning device according to the sixteenth embodiment comprises a voltage source connected in series, an excitation pulse generator, a receiving-emitting ultrasonic transducer.
a также схему управления и последовательно соединённые приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных, отличающееся тем, чтоas well as a control circuit and a serially connected receiving amplifier path and a unit for processing the measured data, characterized in that
указанный генератор и приёмоусилительный тракт конструктивно объединены в одном блоке и герметизированы от внешней среды, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, при этом к одному блоку подключены не менее тридцати ультразвуковых преобразователей.the specified generator and the amplification path are structurally combined in one block and sealed from the external environment, the device includes many ultrasonic transducers, while at least thirty ultrasonic transducers are connected to one block.
В развитие шестнадцатого варианта устройство выполнено в виде внутритрубного дефектоскопа, устройство включает в себя множество ультразвуковых преобразователей, подключенных к одному или нескольким генераторам возбуждающих импульсов, а также к приёмоусилительному тракту, блок обработки измеренных данных включает в себя последовательно подключенные средства аналого-цифрового преобразования измеренных данных и средства записи цифровых данных,In development of the sixteenth embodiment, the device is designed as an in-line flaw detector, the device includes a number of ultrasonic transducers connected to one or more excitation pulse generators, as well as to the amplification path, the measured data processing unit includes series-connected means of analog-to-digital conversion of the measured data and means for recording digital data,
устройство включает в себя также герметичную оболочку и носитель указанных ультразвуковых преобразователей, которые установлены на носителе по поверхности с осевой симметрией, при этом источник напряжения, генератор возбуждающих импульсов, схема управления, приёмоусилительный тракт и блок обработки измеренных данных установлены в указанной герметичной оболочке.the device also includes a sealed enclosure and a carrier for said ultrasonic transducers, which are mounted on a carrier along a surface with axial symmetry, while a voltage source, an excitation pulse generator, a control circuit, an amplification path, and a measured data processing unit are installed in the enclosed enclosure.
Основной технический результат, получаемый в результате реализации группы заявленных полезных моделей, общий для всех вариантов,- повышение эффективности обнаружения дефектов материала и/или дефектов геометрии сканируемых объектов благодаря повышению эффективности идентификации электрических сигналов, соответствующих принятым отражённым ультразвуковым импульсам при ограниченном пространстве для размещения аппаратуры.The main technical result obtained as a result of the implementation of the group of claimed utility models, common to all the options, is to increase the detection efficiency of material defects and / or geometry defects of scanned objects by increasing the identification efficiency of electrical signals corresponding to the received reflected ultrasonic pulses with limited space for equipment placement.
большой плотности размещения ультразвуковых преобразователей и ограниченном ресурсе энергопотребления.high density of ultrasonic transducers and a limited resource of energy consumption.
Механизм достижения указанного технического результата состоит в том, что заявленное подключение ультразвуковых преобразователей, усилителей приёмоусилительного тракта и генераторов возбуждающих импульсов позволяет многократно снизить влияние возбуждающего импульса высокого напряжения (несколько сотен вольт) от генератора возбуждающих импульсов на уровень напряжения на входе приёмоусилительного тракта, что позволяет снизить требования по диапазону входного напряжения, предъявляемые к входному или общему усилителю, и, тем самым, повьюить соотношение сигнал/шум при усилении низковольтных сигналов с ультразвукового преобразователя, соответствующих принятым ультразвуковым импульсам.The mechanism for achieving the indicated technical result consists in the fact that the claimed connection of ultrasonic transducers, amplifiers of the receiving amplifier and excitation pulse generators can significantly reduce the influence of the exciting high-voltage pulse (several hundred volts) from the generator of exciting pulses on the voltage level at the input of the receiving amplifier, which reduces the requirements for the input voltage range for the input or common amplifier, and thereby to determine the signal-to-noise ratio when amplifying low-voltage signals from the ultrasonic transducer, corresponding to the received ultrasonic pulses.
Реализация заявленного устройства в многоканальном исполнении позволяет напрямую подключать группу ультразвуковых преобразователей и связанных с ними генераторов возбуждающих импульсов к входу усилителя без каких-либо разделительных устройств, поскольку подключение входа усилителя к генератору как указано для заявленного устройства позволяет пренебречь взаимным влиянием генераторов, поскольку в этой схеме оно не влияет на работоспособность каждого генератора. Кроме того, это позволяет минимизировать количество электронных компонент и, соответственно, минимизировать энергопотребление и габаритные размеры дефектоскопа в условиях ограниченности ресурса электропитания и объёма для размещения оборудования, что особенно критично при внутритрубном обследовании магистральных трубопроводов.The implementation of the claimed device in multi-channel design allows you to directly connect a group of ultrasonic transducers and associated excitation pulse generators to the input of the amplifier without any isolation devices, since connecting the input of the amplifier to the generator as indicated for the claimed device allows you to neglect the mutual influence of the generators, since in this circuit it does not affect the performance of each generator. In addition, it allows minimizing the number of electronic components and, accordingly, minimizing the power consumption and overall dimensions of the flaw detector under conditions of limited power supply resource and volume for equipment placement, which is especially critical for in-line inspection of trunk pipelines.
Значения активных сопротивлений на указанных участках могут быть и больше указанных, однако в этом случае использование схемы с большимиThe values of active resistances in these areas may be more than indicated, however, in this case, the use of a circuit with large
значениями сопротивлений сопряжено с большими временами заряда-разряда конденсаторов, что ограничивает частоту генерирования (следования) ультразвуковых импульсов. С другой стороны, значения активного сопротивления между выходом источника высокого напряжения и входом питания генератора возбуждающих импульсов могут быть меньше, чем указано выше, однако при этом следует учитывать, что активное сопротивление в заданном диапазоне позволяет обеспечивать функции защиты от поражения электрическим током оператора дефектоскопа в результате повреждения кабеля, к которому подключен ультразвуковой преобразователь, а также функции взрывобезопасности в случае повреждения указанного кабеля во взрывоопасной зоне. Поэтому указанные значения для активных сопротивлений являются наиболее оптимальными и предпочтительными.resistance values is associated with large charge-discharge times of capacitors, which limits the frequency of generation (follow) of ultrasonic pulses. On the other hand, the values of the active resistance between the output of the high voltage source and the power input of the generator of exciting pulses can be less than indicated above, however, it should be borne in mind that the active resistance in a given range allows you to provide protection functions against electric shock to the flaw detector operator as a result damage to the cable to which the ultrasonic transducer is connected, as well as explosion protection functions in case of damage to the specified cable in an explosion hazard th zone. Therefore, the indicated values for active resistances are the most optimal and preferred.
Заявленное сканирующее устройство для эхо-импульсного дефектоскопа представляет собой устройство для неразрушающего ультразвукового контроля материалов и изделий (ультразвукового сканирования материалов и изделий и обработки данных измерений, последующей идентификации данных) для обнаружения дефектов структуры материала, определения геометрии изделий (геометрических параметров изделий: профиля трубы, толщины стенки и других), в том числе определения дефектов геометрии изделий. В предпочтительном исполнении обоих вариантов заявленного устройства: управляющий вход указанного усилителя подключен к управляющему входу генератора, усилители выполнены с электронно управляемым порогом, сигнальные входы усилителя с регулируемым выходом являются сигнальными входами приёмно-усилительного тракта, электронно управляемый ключ выполнен на одном или нескольких р-п-р, п-р-п или полевых транзисторах или иных полупроводниковых элементах с р-п переходами, подключенный к ультразвуковому преобразователю выводThe claimed scanning device for an echo-pulse flaw detector is a device for non-destructive ultrasonic testing of materials and products (ultrasonic scanning of materials and products and processing of measurement data, subsequent identification of data) to detect defects in the structure of the material, determine the geometry of the products (geometric parameters of the products: pipe profile, wall thickness and others), including the determination of defects in the geometry of products. In a preferred embodiment of both variants of the claimed device: the control input of the specified amplifier is connected to the control input of the generator, the amplifiers are made with an electronically controlled threshold, the signal inputs of the amplifier with an adjustable output are signal inputs of the receiver-amplifier path, the electronically controlled key is made on one or several p-p -p, p-p-p or field-effect transistors or other semiconductor elements with p-p junctions, output connected to the ultrasonic transducer
указанного ранее конденсатора подключен к преобразователю через токопроводящие элементы. Подключенные к усилителю выходы генераторов (первые выводы конденсаторов) подключены к вторым выводам ультразвуковых преобразователей через токопроводящие элементы в виде нескольких резисторов, индуктивных элементов, транзисторов, диодов и/или других полупроводниковых элементов, в том числе с р-п переходами, например, включенными параллельно между собой с противоположным направлением электропроводимости, второй сигнальный вход (земляной) каждого усилителя с регулируемым выходом подключен к вторым выводам каждого ультразвукового преобразователя. Блок обработки измеренных данных представляет собой блок оцифровки измеренных данных, сжатия цифровых данных, записи данных в накопитель цифровых данных или дистанционной передачи данных. В процессе обработки измеренных данных оцифрованные параметры принятых импульсов (соответствующих зондирующим импульсам для каждого ультразвукового преобразователя) объединяют в кадры данных, указанные параметры включают в себя оцифрованные амплитудные значения импульсов и времени, прошедшего после запуска соответствующего зондирующего импульса, для каждого амплитудного значения.The previously mentioned capacitor is connected to the converter through conductive elements. The outputs of the generators connected to the amplifier (the first outputs of the capacitors) are connected to the second outputs of the ultrasonic transducers through conductive elements in the form of several resistors, inductive elements, transistors, diodes and / or other semiconductor elements, including with pn junctions, for example, connected in parallel with each other with the opposite direction of electrical conductivity, the second signal input (ground) of each amplifier with an adjustable output is connected to the second terminals of each ultrasonic educator. The measured data processing unit is a unit for digitizing the measured data, compressing digital data, writing data to a digital data storage device, or remotely transmitting data. In the process of processing the measured data, the digitized parameters of the received pulses (corresponding to the probe pulses for each ultrasonic transducer) are combined into data frames, these parameters include the digitized amplitude values of the pulses and the time elapsed after the start of the corresponding probing pulse for each amplitude value.
Устройство также может быть выполнено в соответствии с признаками, характеризующими любую подгруппу из описанных выше вариантов исполнения заявленного устройства.The device can also be made in accordance with the features characterizing any subgroup of the above described embodiments of the claimed device.
На фиг.1 изображён ультразвуковой дефектоскоп в исполнении, предназначенном для внутритрубного контроля трубопроводов;Figure 1 shows an ultrasonic flaw detector in a design intended for in-pipe inspection of pipelines;
на фиг.2, фиг.З изображена схема генератора возбуждающих электрических импульсов;in Fig.2, Fig.Z shows a diagram of a generator of exciting electric pulses;
31оДО31oDO
на фиг.4 изображена схема подключения нескольких генераторов возбуждающих электрических импульсов к приёмоусилительному тракту;figure 4 shows a diagram of the connection of several generators of exciting electric pulses to the receiving path;
на фиг.5 изображена схема подключения электронных модулей и элементов многоканального ультразвукового дефектоскопа;figure 5 shows a connection diagram of electronic modules and elements of a multichannel ultrasonic flaw detector;
на фиг.6 изображена схема, иллюстрирующая ход зондирующих ультразвуковых импульсов, испускаемых по нормали к внутренней стенке трубопровода;Fig. 6 is a diagram illustrating the progress of probing ultrasonic pulses emitted normal to the inner wall of the pipeline;
на фиг.7 изображена схема, иллюстрирующая ход зондирующих ультразвуковых импульсов, испускаемых под углом к нормали внутренней стенки трубопровода;7 is a diagram illustrating the progress of the probe ultrasonic pulses emitted at an angle to the normal to the inner wall of the pipeline;
на фиг.8 изображено графическое отображение измеренных данных о толщине стенки трубопровода для некоторого участка обследованного трубопровода, позволяющее идентифицировать сварные швы;on Fig depicts a graphical display of the measured data on the wall thickness of the pipeline for a certain section of the examined pipeline, allowing to identify welds;
на фиг.9 изображено графическое отображение измеренных данных о толщине стенки трубопровода для некоторого участка обследованного трубопровода, позволяющее идентифицировать коррозионные потери металла.figure 9 shows a graphical display of the measured data on the wall thickness of the pipeline for a certain section of the examined pipeline, which allows to identify the corrosion loss of the metal.
В результате решения задачи уменьшения габаритов электронного оборудования дефектоскопов и уменьшения потребляемой мощности в условиях ограниченности ресурса электропитания разработана заявленная схема излучения и приёма ультразвуковых импульсов, позволяющая подключать сотни ультразвуковых датчиков (преобразователей) и получать, таким образом, высокое разрешение при сканировании за один проход поверхности объекта с периметром до нескольких метров.As a result of solving the problem of reducing the dimensions of electronic equipment of flaw detectors and reducing power consumption in conditions of limited power supply, the claimed radiation and reception of ultrasonic pulses scheme is developed, which allows connecting hundreds of ultrasonic sensors (transducers) and, thus, obtaining high resolution when scanning in one pass of the object’s surface with a perimeter up to several meters.
На фиг.1 изображено заявленное устройство в виде дефектоскопа во внутритрубном исполнении для обследования трубопровода диаметром сFigure 1 shows the inventive device in the form of a flaw detector in-line execution for inspection of the pipeline with a diameter of
толщиной стенки 4-ЗОмм. В представленном исполнении устройство включает в себя: корпус 1, образующий взрывонепроницаемую оболочку, в которой располагается источник питания и электронная аппаратура для измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений на основе бортового компьютера, управляющего работой внутритрубного дефектоскопа в процессе его движения внутри трубопровода. В качестве источника питания устанавливаются аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов общей ёмкостью до 1000 А-ч. В хвостовой части дефектоскопа установлены ультразвуковые преобразователи 2, попеременно излучающие и принимающие ультразвуковые импульсы. На корпусе дефектоскопа установлены полиуретановые манжеты 3 и одометры 4.wall thickness 4-ZOmm. In the presented embodiment, the device includes: a housing 1, forming an explosion-proof shell, in which there is a power source and electronic equipment for measuring, processing and storing the obtained measurement data on the basis of an on-board computer that controls the operation of the in-tube flaw detector during its movement inside the pipeline. Rechargeable batteries or batteries of galvanic cells with a total capacity of up to 1000 Ah are installed as a power source. In the tail part of the flaw detector, ultrasonic transducers 2 are installed, alternately emitting and receiving ultrasonic pulses. Polyurethane cuffs 3 and odometers 4 are installed on the flaw detector body.
На фиг.2 изображена схема подключения ультразвукового преобразователя к генератору возбуждающих импульсов. Один приёмоизлучающий канал содержит последовательно подкпюченные источник напряжения 21, электронно управляемый ключ 22, токопроводящий модуль 24, конденсатор 23, ультразвуковой преобразователь 2, токопроводящий модуль 27, электронно управляемый ключ 26, а также схему управления 28, токопроводящий модуль 25, приёмоусилительный тракт 29, блок обработки измеренных данных 30. Токопроводящий модуль 25 подключен параллельно ультразвуковому преобразователю 2. Управляющие входы ключа 22 и ключа 26 подключены к соответствующим выходам схемы управления 28. Последовательно соединённые ключ 26 и токопроводящий элемент 27 составляют цепь разряда конденсатора 23, которая с одной стороны подключена к выводу конденсатора 23, а с другой стороны подключена ко второму выводу приёмоизлучающего ультразвукового преобразователя 2 (второй вывод конденсатора 23 подкпючен к первому выводу преобразователя 2). Токопроводящий элемент 25 обеспечивает полный разрядFigure 2 shows the connection diagram of the ultrasonic transducer to the generator of exciting pulses. One receive-emitting channel contains a serially connected voltage source 21, an electronically controlled switch 22, a conductive module 24, a capacitor 23, an ultrasonic transducer 2, a conductive module 27, an electronically controlled switch 26, as well as a control circuit 28, a conductive module 25, amplification path 29, block processing the measured data 30. The conductive module 25 is connected in parallel with the ultrasonic transducer 2. The control inputs of the key 22 and key 26 are connected to the corresponding outputs of the control circuit 28. The serially connected key 26 and the conductive element 27 constitute the discharge circuit of the capacitor 23, which is connected to the output of the capacitor 23 on the one hand and connected to the second output of the receiving-emitting ultrasonic transducer 2 (the second output of the capacitor 23 is connected to the first output of the transducer 2). The conductive element 25 provides a full discharge
конденсатора 23. Точка подключения входа приёмоусилительного тракта 29 является точкой соединения между собой токопроводящего элемента 26 (в виде ключа) и элемента 27. Ключ 26 может быть выполнен как в виде биполярных транзисторов, так и в виде полевых транзисторов, в виде элементов интегральных микросхем соответствующего типа, а также в виде каких-либо коммутаторов (реле) подходящего типа, параметры которых могут быть выбраны специалистом исходя из параметров ультразвукового преобразователя (исходя, в первую очередь, из допустимого напряжения на выводах преобразователя, тока через преобразователь, допустимой периодичности подачи импульсов на ультразвуковой преобразователь). Токопроводящие элементы 24, 25, 27 могут быть как резисторами, так и индуктивными элементами, полупроводниковыми элементами, в том числе включающими р-п переходы, (в зависимости от параметров преобразователя и схемы подключения ультразвукового преобразователя к генератору возбуждающих импульсов, которая рекомендована производителем ультразвуковых преобразователей выбранного типа).capacitor 23. The connection point of the input of the amplifier circuit 29 is the connection point between the conductive element 26 (in the form of a key) and element 27. The key 26 can be made both in the form of bipolar transistors and in the form of field effect transistors, in the form of integrated circuit elements of the corresponding type, as well as in the form of any switches (relays) of the appropriate type, the parameters of which can be selected by a specialist based on the parameters of the ultrasonic transducer (based primarily on the permissible voltage I converter findings, the current through the inverter permitted pulsing frequency to the ultrasonic transducer). The conductive elements 24, 25, 27 can be either resistors or inductive elements, semiconductor elements, including including pn junctions, (depending on the parameters of the transducer and the connection scheme of the ultrasonic transducer to the excitation pulse generator, which is recommended by the manufacturer of ultrasonic transducers selected type).
На фиг.З представлен пример реализации схемы, изображённой на фиг.2. Так, в схеме на фиг.З электронно управляемые ключи выполнены в виде р-п-р транзисторов, где эмиттер и коллектор являются токопроводящими выводами ключа, способными проводить электрический ток от эмиттера к коллектору, а база является управляющим входом ключа, подключенным к выходу схемы управления 28. Токопроводящий модуль 24 выполнен в виде резистора 32, токопроводящий модуль 25 представляет собой сборку соединённых параллельно между собой резистора 38, конденсатора 37 и индуктивности 36. Токопроводящий модуль 27 представляет собой сборку соединённых параллельно между собой резистора 34 и индуктивности 35. Эмиттер транзистора 22 подкпючен через резистор 31 к выходу источника напряжения 21, коллектор транзистора 22 подкпючен черезOn Fig.3 shows an example implementation of the circuit depicted in Fig.2. So, in the circuit of FIG. 3, the electronically controlled keys are made in the form of pp transistors, where the emitter and collector are conductive terminals of the key that can conduct electric current from the emitter to the collector, and the base is the control input of the key connected to the circuit output control 28. The conductive module 24 is made in the form of a resistor 32, the conductive module 25 is an assembly of resistor 38, a capacitor 37 and an inductance 36 connected in parallel to each other. The conductive module 27 is an assembly non-parallel between the resistor 34 and the inductance 35. The emitter of the transistor 22 is connected through the resistor 31 to the output of the voltage source 21, the collector of the transistor 22 is connected through
резистор 32 к первому выводу конденсатора 23, а через резисторы 32 и 33- к эмиттеру транзистора 26. Второй вывод конденсатора 23 подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя 2. Коллектор транзистора 26 лодключен через соединённые параллельно резистор 34 и индуктивный элемент 35 к общей точке- второму выводу ультразвукового преобразователя 2. Напряжение на выходе источника 21 может быть 300-500В. Активное сопротивление индуктивности 35 составляет не менее сопротивления резистора 34, активное сопротивление индуктивности 36 составляет не менее сопротивления резистора 38. Ёмкость конденсатора 23 составляет ЗОО-ЮОООпф, ёмкость конденсатора 37 составляет 10-100пф и может отличаться в зависимости от конструктивного исполнения ультразвукового преобразователя 2 и рекомендаций производителя ультразвукового преобразователя.resistor 32 to the first output of the capacitor 23, and through resistors 32 and 33 to the emitter of the transistor 26. The second output of the capacitor 23 is connected to the first output of the ultrasonic transducer 2. The collector of the transistor 26 is connected through a parallel resistor 34 and the inductive element 35 to a common point - the second the output of the ultrasonic transducer 2. The voltage at the output of the source 21 may be 300-500V. The active resistance of the inductance 35 is not less than the resistance of the resistor 34, the active resistance of the inductance 36 is not less than the resistance of the resistor 38. The capacitance of the capacitor 23 is ZOO-UOOOpf, the capacitance of the capacitor 37 is 10-100pf and may vary depending on the design of the ultrasonic transducer 2 and recommendations ultrasound transducer manufacturer.
На фиг.4 лредставлен пример реализации подключения нескольких генераторов возбуждающих имлульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями к одному приёмоусилительному тракту.Figure 4 presents an example of the implementation of the connection of several generators of exciting pulses with connected ultrasonic transducers to a single amplifier path.
Первый генератор включает в себя транзисторы 22, 26, конденсаторы 23,The first generator includes transistors 22, 26, capacitors 23,
37,индуктивность 35, резисторы 31, 32, 33, 38, к этому генератору подключен ультразвуковой преобразователь 91. Эмиттер транзистора 22 подключен через резистор 31 к выходу источника налряжения 21, коллектор транзистора 22 подключен через резистор 32 к лервому выводу конденсатора 23, а через резисторы 32 и 33- к эмиттеру транзистора 26. Второй вывод конденсатора 23 подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя 91. Коллектор транзистора 26 лодключен через соединённые параллельно резистор 34 и индуктивный элемент 35 к общей точке- второму выводу ультразвукового преобразователя 91. Сборка соединённых параллельно между собой резистора37, inductance 35, resistors 31, 32, 33, 38, an ultrasonic transducer 91 is connected to this generator. The emitter of transistor 22 is connected through resistor 31 to the output of voltage source 21, the collector of transistor 22 is connected through resistor 32 to the left terminal of capacitor 23, and through resistors 32 and 33- to the emitter of transistor 26. The second output of the capacitor 23 is connected to the first output of the ultrasonic transducer 91. The collector of the transistor 26 is connected through a resistor 34 and an inductive element 35 connected in parallel to a common point - the second ult transducer 91. Assembling a resistor connected in parallel
ультразвуковому преобразователю 91. База транзисторов 22, 26 является управляющим входом, подключенным к выходу схемы управления 28.ultrasonic transducer 91. The base of transistors 22, 26 is a control input connected to the output of the control circuit 28.
Второй генератор включает в себя транзисторы 41, 42, конденсаторы 43, 44, индуктивность 45, резисторы 46, 47, 48, 49, к этому генератору подключен ультразвуковой преобразователь 92. Эмиттер транзистора 41 подключен через резистор 36 к выходу источника напряжения 21, коллектор транзистора 42 подключен через резистор 47 к первому выводу конденсатора 43, а через резисторы 47 и 48- к эмиттеру транзистора 42. Второй вывод конденсатора 43 подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя 92. Коллектор транзистора 42 подключен через соединённые параллельно резистор 34 и индуктивный элемент 35 к общей точке- второму выводу ультразвукового преобразователя 92. Сборка соединённых параллельно между собой резистора 49, конденсатора 44 и индуктивности 45 подключена параллельно ультразвуковому преобразователю 92. База транзисторов 41, 42 является управляющим входом, подключенным к выходу схемы управления 28.The second generator includes transistors 41, 42, capacitors 43, 44, inductance 45, resistors 46, 47, 48, 49, an ultrasonic transducer 92 is connected to this generator. The emitter of transistor 41 is connected through a resistor 36 to the output of voltage source 21, the collector of the transistor 42 is connected through a resistor 47 to the first output of the capacitor 43, and through resistors 47 and 48 to the emitter of the transistor 42. The second output of the capacitor 43 is connected to the first output of the ultrasonic transducer 92. The collector of the transistor 42 is connected through a parallel connected res a source 34 and an inductive element 35 to a common point, the second terminal of the ultrasonic transducer 92. An assembly of a resistor 49, a capacitor 44, and an inductance 45 connected in parallel are connected in parallel to the ultrasonic transducer 92. The base of transistors 41, 42 is a control input connected to the output of the control circuit 28 .
Третий генератор включает в себя транзисторы 51, 52, конденсаторы 53, 54, индуктивность 55, резисторы 56, 57, 58, 59, к этому генератору подключен ультразвуковой преобразователь 93. Эмиттер транзистора 51 подключен через резистор 56 к выходу источника напряжения 21, коллектор транзистора 52 подключен через резистор 57 к первому выводу конденсатора 53, а через резисторы 57 и 58- к эмиттеру транзистора 52. Второй вывод конденсатора 53 подключен к первому выводу ультразвукового преобразователя 93. Коллектор транзистора 52 подключен через соединённые параллельно резистор 54 и индуктивный элемент 55 к общей точке- второму выводу ультразвукового преобразователя 93. Сборка соединённых параллельно между собой резистора 59, конденсатора 54 и индуктивности 55 подключена параллельноThe third generator includes transistors 51, 52, capacitors 53, 54, inductance 55, resistors 56, 57, 58, 59, an ultrasonic transducer 93 is connected to this generator. The emitter of transistor 51 is connected through a resistor 56 to the output of voltage source 21, the collector of the transistor 52 is connected through a resistor 57 to the first output of the capacitor 53, and through resistors 57 and 58 to the emitter of the transistor 52. The second output of the capacitor 53 is connected to the first output of the ultrasonic transducer 93. The collector of the transistor 52 is connected through a parallel connected res a source 54 and an inductive element 55 to a common point, the second terminal of the ultrasonic transducer 93. An assembly of a resistor 59, a capacitor 54, and an inductance 55 connected in parallel to each other are connected in parallel
ультразвуковому преобразователю 93. База транзисторов 51, 52 является управляющим входом, подключенным к выходу схемы управления 28.ultrasonic transducer 93. The base of transistors 51, 52 is a control input connected to the output of the control circuit 28.
Напряжение на выходе источника 21 может быть 300-500В. Активное сопротивление индуктивности 35 не менее сопротивления резистора 34, активное сопротивление индуктивностей 36, 45, 55 составляет не менее сопротивления резисторов 38, 49, 59 соответственно. ЁМКОСТЬ конденсаторов 23, 43, 53 составляет 300-1 ООООпф, ёмкость конденсаторов 37, 44, 54 составляет 10-100пф и может отличаться в зависимости от конструктивного исполнения ультразвуковых преобразователей 91, 92, 93.The voltage at the output of the source 21 may be 300-500V. The active resistance of the inductance 35 is not less than the resistance of the resistor 34, the active resistance of the inductors 36, 45, 55 is not less than the resistance of the resistors 38, 49, 59, respectively. The capacitance of the capacitors 23, 43, 53 is 300-1 LLCOpf, the capacity of the capacitors 37, 44, 54 is 10-100pf and may differ depending on the design of the ultrasonic transducers 91, 92, 93.
Токопроводящие элементы- резистор 34 и индуктивность 35 являются элементами цепи разряда конденсатора, общими для нескольких (трёх) генераторов, первый вывод которых подключен к коллекторам транзисторов 26, 42, 52 и к сигнальному входу приёмоусилительного тракта 29, а вторые выводы подключены к общей точке (земле), к которой подключены вторые выводы всех ультразвуковых преобразователей 91-93, источника напряжения 21, приёмоусилительного тракта 29, схемы обработки измеренных данных 30.Conductive elements resistor 34 and inductance 35 are elements of a capacitor discharge circuit common to several (three) generators, the first output of which is connected to the collectors of transistors 26, 42, 52 and to the signal input of the amplifier path 29, and the second conclusions are connected to a common point ( ground), to which the second leads of all ultrasonic transducers 91-93, a voltage source 21, a power amplifier path 29, and a circuit for processing the measured data 30 are connected.
Аналогичным образом к одному приёмоусилительному тракту могут быть подключены 4, 8, 16 и более генераторов возбуждающих электрических импульсов с подключенными к каждому из них ультразвуковыми преобразователями.Similarly, 4, 8, 16 or more generators of exciting electric pulses with ultrasonic transducers connected to each of them can be connected to one receiving amplifier path.
На фиг.5 показан пример подключения электронных модулей ультразвукового дефектоскопа в многоканальном исполнении. В этом варианте имеются три канала усилителей 291, 292, 293 с регулируемым выходом, к каждому из которых подключены (в соответствии со схемами фиг.2, фиг.З, фиг.4) по три генератора возбуждающих импульсов с подключенными к каждому из них ультразвуковыми преобразователями: генераторы 61-63 с преобразователями Figure 5 shows an example of connecting electronic modules of an ultrasonic flaw detector in a multi-channel design. In this embodiment, there are three channels of amplifiers 291, 292, 293 with an adjustable output, each of which is connected (in accordance with the schemes of FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4) three excitation pulse generators with ultrasound connected to each of them converters: generators 61-63 with converters
93 подключены к усилителю 291, генераторы 64-66 с преобразователями 94-96 подключены к усилителю 292, генераторы 67-69 с преобразователями 97-99 подключены к усилителю 293. Выходы всех усилителей с регулируемым порогом непосредственно объединены (без каких-либо разделительных резисторов) и подключены к сигнальному входу усилителя 75 с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к сигнальному входу логарифмического усилителя 76. Усилители с регулируемым выходом 291, 292, 293, а также усилитель 75 и логарифмический усилитель 76 образуют приёмоусилительный тракт 29 (фиг.2, фиг.З, фиг.4). Схема 30 обработки измеренных данных (фиг.2, фиг.З, фиг.4) содержит последовательно соединённые сумматор 77 (фиг.5), аналого-цифровой преобразователь 78 (АЦП), модуль преобразования и записи цифровых данных 79 на основе бортового компьютера, схему 86 анализа данных от одометров 83, 84, 85, позволяющую синхронизовать запуск ультразвуковых преобразователей со скоростью движения дефектоскопа. Схема управления 28 (фиг.2, фиг.З, фиг.4) содержит вычислительный модуль 80 (фиг.5) на основе бортового компьютера, цифро-аналоговые преобразователи 81 и 82. Входы ЦАП 81 и 82 подключены к выходам вычислительного модуля 80. Выход ЦАП 81 подключен к управляющему входу общего усилителя 290 с регулируемым коэффициентом усиления, выход ЦАП 82 подключен ко второму входу сумматора 77. Выходы схемы 86 анализа одометрических данных и модуля 79 преобразования и записи цифровых данных подключены к входам вычислительного модуля 80. Управляющие выходы вычислительного модуля подключены к управляющим входам модуля 79 преобразования и записи цифровых данных, генераторов 61-69 возбуждающих электрических импульсов, усилителей 291, 292, 293 с регулируемым выходом.93 are connected to amplifier 291, generators 64-66 with converters 94-96 are connected to amplifier 292, generators 67-69 with converters 97-99 are connected to amplifier 293. The outputs of all amplifiers with an adjustable threshold are directly combined (without any isolation resistors) and connected to the signal input of an amplifier 75 with an adjustable gain, the output of which is connected to the signal input of a logarithmic amplifier 76. Amplifiers with an adjustable output 291, 292, 293, as well as an amplifier 75 and a logarithmic amplifier 76 form amplifier path 29 (FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4). The circuit 30 for processing the measured data (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) contains a series-connected adder 77 (Fig. 5), an analog-to-digital converter 78 (ADC), a digital data conversion and recording module 79 based on the on-board computer, a circuit 86 for analyzing data from odometers 83, 84, 85, allowing synchronizing the launch of ultrasonic transducers with the speed of the flaw detector. The control circuit 28 (FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4) comprises a computing module 80 (FIG. 5) based on an on-board computer, digital-to-analog converters 81 and 82. The inputs of the DAC 81 and 82 are connected to the outputs of the computing module 80. The output of the DAC 81 is connected to the control input of the common amplifier 290 with an adjustable gain, the output of the DAC 82 is connected to the second input of the adder 77. The outputs of the odometric data analysis circuit 86 and the digital data conversion and recording module 79 are connected to the inputs of the computing module 80. The control outputs of the computing m the module is connected to the control inputs of the module 79 conversion and recording of digital data, generators 61-69 exciting electric pulses, amplifiers 291, 292, 293 with an adjustable output.
IWIw
|Ш)2. Ш| W) 2. W
Как указывалось ранее, к каждому усилителю с регулируемым выходом могут быть подключены восемь и более генераторов возбуждающих импульсов с ультразвуковыми преобразователями. Кроме того, аналогичным образом к общему усилителю 290 могут быть подключены четыре, восемь и более усилителей с регулируемым выходом, к каждому из которых подключено по несколько генераторов возбуждающих импульсов с ультразвуковыми преобразователями. Кроме того, ультразвуковой дефектоскоп может содержать несколько описанных приёмоусилительных трактов, подключенных к одной или нескольким схемам обработки измеренных данных. Так, во внутритрубном ультразвуковом дефектоскопе, приведённом на фиг.1, используется двенадцать приёмоусилительных трактов, к каждому из которых подключено более тридцати приёмоизлучающих ультразвуковых преобразователей.As indicated earlier, eight or more exciting pulse generators with ultrasonic transducers can be connected to each amplifier with an adjustable output. In addition, in the same way, four, eight or more amplifiers with an adjustable output can be connected to a common amplifier 290, each of which has several excitation pulse generators with ultrasonic transducers. In addition, an ultrasonic flaw detector may contain several described amplification paths connected to one or more schemes for processing the measured data. So, in the in-tube ultrasonic flaw detector, shown in figure 1, uses twelve amplification paths, each of which is connected to more than thirty receiving emitting ultrasonic transducers.
Заявленное устройство работает следующим образом. Дефектоскоп помещают в трубопровод и вкпючают перекачку продукта (нефти, нефтепродукта) по трубопроводу. Полиуретановые манжеты 3 обеспечивают центровку дефектоскопа внутри трубопровода и его продвижение потоком перекачиваемой по трубопроводу среды. При движении дефектоскопа колёса установленных на корпусе дефектоскопа одометров 4 прижимаются к внутренней стенке трубопровода, одометры 4 генерируют импульсы, число которых пропорционально измеренной одометром дистанции, импульсы от одометров проходят обработку в схеме 86, обеспечивающей согласование времени запуска ультразвуковых преобразователей с показаниями одометров. Информация о длине пройденного пути, измеренная одометрами, записывается в накопитель бортового компьютера и позволяет после выполнения диагностического пропуска и обработки накопленных данных определить положение дефектов наThe claimed device operates as follows. The flaw detector is placed in the pipeline and the product (oil, oil product) is pumped through the pipeline. Polyurethane cuffs 3 provide the alignment of the flaw detector inside the pipeline and its advancement by the flow of the medium pumped through the pipeline. When the flaw detector is moving, the wheels of the odometers 4 mounted on the flaw detector body are pressed against the inner wall of the pipeline, the odometers 4 generate pulses, the number of which is proportional to the distance measured by the odometer, the pulses from the odometers are processed in circuit 86, which matches the start time of the ultrasonic transducers with the odometers. Information on the distance traveled, measured by odometers, is recorded in the drive of the on-board computer and allows, after performing a diagnostic pass and processing the accumulated data, to determine the position of defects on
ic«3 трубопроводе и, соответственно, место последующей экскавации и ремонта трубопровода. В процессе движения внутритрубного ультразвукового дефектоскопа внутри трубопровода ультразвуковые преобразователи периодически испускают ультразвуковые импульсы. При решении задачи ультразвуковой толщинометрии ультразвуковые импульсы 124 фиг.6 испускают перпендикулярно внутренней поверхности листового материала или стенки трубы. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки 121, от внешней стенки 122 или от области дефекта 123, например, расслоения металла в стенке. Частично ультразвуковые импульсы 129 проходят через границу сред, образуемую внешней стенкой. После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые преобразователи принимают импульсы 125, отражённые от внутренней стенки, импульсы 127, 128, отражённые от внешней стенки, либо импульсы 126, отражённые от указанной области дефекта стенки. С целью обнаружения трещин в листовом материале или стенке ультразвуковые импульсы 132 фиг.7 испускают под углом около 15°-21° (предпочтительно 17°-19°) к нормали внутренней поверхности стенки. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки 121, от внешней стенки 122 или от трещиноподобного дефекта 131. Частично ультразвуковые импульсы 133 проходят через границы сред или отражаются 134, ослабляя, тем самым, полезный отражённый импульс 135. После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые преобразователи принимают импульсы 135, отражённые от трещиноподобного дефекта 131. |Ж)5103 0Г ic “3 pipeline and, accordingly, the place of subsequent excavation and repair of the pipeline. During the movement of an in-line ultrasonic flaw detector inside a pipeline, ultrasonic transducers periodically emit ultrasonic pulses. When solving the problem of ultrasonic thickness gauge, ultrasonic pulses 124 of Fig.6 emit perpendicular to the inner surface of the sheet material or pipe wall. These pulses are partially reflected from the inner wall 121, from the outer wall 122 or from the area of the defect 123, for example, the delamination of the metal in the wall. Partially ultrasonic pulses 129 pass through the boundary of the media formed by the outer wall. After the emission of ultrasonic pulses, the ultrasonic transducers receive pulses 125 reflected from the inner wall, pulses 127, 128 reflected from the outer wall, or pulses 126 reflected from the indicated area of the wall defect. In order to detect cracks in the sheet material or wall, the ultrasonic pulses 132 of FIG. 7 emit at an angle of about 15 ° -21 ° (preferably 17 ° -19 °) to the normal to the inner surface of the wall. These pulses are partially reflected from the inner wall 121, from the outer wall 122 or from a crack-like defect 131. Partially, the ultrasonic pulses 133 pass through the boundaries of the media or are reflected 134, thereby attenuating the useful reflected pulse 135. After the emission of ultrasonic pulses, the ultrasonic transducers receive pulses 135 reflected from crack-like defect 131. | G) 5103 0G
ощ, Последовательный запуск и опрос ультразвуковых преобразователей 91-99, возбуждаемых генераторами 61-69, реализуется с помощью вычислительного модуля 80, который последовательно подаёт управляющие импульсы на управляющие входы генераторов 61-69 и на управляющие входы усилителей 291, 292, 293. По получении управляющего импульса на управляющем входе генератора последний формирует электрический импульс напряжением 100-ЗООВ и подаёт его на ультразвуковой приёмоизлучающий преобразователь, который излучает ультразвуковой импульс в направлении контролируемого объекта, в частности, в направлении стенки трубопровода. Через некоторое время, необходимое для прохождения ультразвукового импульса от преобразователя до точки отражения и обратно, отражённые ультразвуковые импульсы принимаются тем же ультразвуковым преобразователем и формируют в точке подключения сигнального входа усилителя к генератору электрический импульс напряжением менее 1-100мВ. Вычислительный модуль 80 отсчитывает время, прошедшее после излучения ультразвукового импульса (подачи соответствующего управляющего импульса на соответствующий генератор), и через заданный отрезок времени (запрограммированный перед пропуском дефектоскопа в трубопроводе или определяемый в процессе пропуска дефектоскопа по показаниям одометров 83, 84, 85 в зависимости от скорости ультразвукового дефектоскопа в трубопроводе) подаёт управляющий импульс на управляющий вход усилителя с регулируемым порогом, подключенный к указанному генератору, и открывает выход соответствующего усилителя на заданный промежуток времени (длительность которого определяется тем, какой путь проходит ультразвуковой импульс в среде от преобразователя до точки отражения импульса и обратно). Электрический импульс, сформировавшийся на сигнальном входе усилителя с регулируемым выходом, усиливается указанным усилителем.Well, the sequential start and interrogation of ultrasonic transducers 91-99, excited by the generators 61-69, is implemented using the computing module 80, which sequentially supplies the control pulses to the control inputs of the generators 61-69 and to the control inputs of the amplifiers 291, 292, 293. Upon receipt the control pulse at the control input of the generator, the latter generates an electric pulse with a voltage of 100-ZOOV and feeds it to the ultrasonic receiving-emitting transducer, which emits an ultrasonic pulse in the direction of the object being rolled, in particular in the direction of the pipeline wall. After some time necessary for the ultrasonic pulse to pass from the transducer to the reflection point and back, the reflected ultrasonic pulses are received by the same ultrasonic transducer and form an electric pulse with a voltage of less than 1-100 mV at the point of connection of the signal input of the amplifier to the generator. Computing module 80 counts the time elapsed after the emission of the ultrasonic pulse (applying the appropriate control pulse to the corresponding generator) and after a specified period of time (programmed before the flaw detector is skipped in the pipeline or determined during the flaw detector skip according to the odometers 83, 84, 85, depending on ultrasonic flaw detector speed in the pipeline) supplies a control pulse to the control input of the amplifier with an adjustable threshold connected to the specified generator and opens the output of the corresponding amplifier for a given period of time (the duration of which is determined by the way the ultrasonic pulse travels in the medium from the transducer to the point of reflection of the pulse and vice versa). An electrical pulse generated at the signal input of an amplifier with an adjustable output is amplified by the specified amplifier.
проходит через его выход на вход усилителя 290 с регулируемым коэффициентом усиления, далее усиливается в логарифмическом усилителе 76, подаётся на первый вход сумматора 77, где суммируется со значением, задаваемым с вычислительного модуля 80 с помощью 1ДАП 82, далее импульс с сумматора проходит аналого-цифровое преобразование в АЦП 78, и оцифрованные значения преобразуются в модуле 79 и сохраняются в накопителе цифровых данных. Коэффициент усиления усилителя 290 с регулируемым порогом устанавливается вычислительным модулем 80 с помощью цифро-аналогового преобразователя 81. Для синхронизации режима сканирования (излучения зондирующих ультразвуковых импульсов) реализована схема 86 обработки одометрических данных от одометров 83, 84, 85. Выходы одометров 83, 84, 85 подключены к входам схемы 86, выход схемы 86, соответствующий запуску ультразвуковых преобразователей, подключен к одному из входов схемы 80. Ультразвуковые преобразователи возбуждаются последовательно: управляющий сигнал с модуля 80 инициирует генератор 61, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 91, отражённый ультразвуковой импульс формирует электрический импульс на входе усилителя 291, управляющий импульс с модуля 80 открывает выход усилителя 291, и указанный электрический импульс проходит через усилители 290 и 76 на сумматор 77 и АЦП 78. После этого управляющий импульс с модуля 80 инициирует генератор возбуждающих импульсов 62, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 92. Управляющий импульс с модуля 80 открывает выход усилителя 291, и электрический импульс с преобразователя 92, соответствующий принятому отражённому ультразвуковому импульсу, усиливается в усилителях 291, 290, 76. Аналогично возбуждается ультразвуковой преобразователь 93 и усиливается электрический импульс, соответствующийpasses through its output to the input of an amplifier 290 with an adjustable gain, then amplifies in a logarithmic amplifier 76, moves to the first input of the adder 77, where it is summed with the value set from the computing module 80 using 1 ДАП 82, then the pulse from the adder passes an analog-digital conversion to ADC 78, and the digitized values are converted in module 79 and stored in a digital data storage device. The gain of the amplifier 290 with an adjustable threshold is set by the computing module 80 using a digital-to-analog converter 81. To synchronize the scanning mode (radiation of probing ultrasonic pulses), an odometer data processing circuit 86 from odometers 83, 84, 85 is implemented. Odometer outputs 83, 84, 85 connected to the inputs of the circuit 86, the output of the circuit 86, corresponding to the launch of the ultrasonic transducers, is connected to one of the inputs of the circuit 80. The ultrasonic transducers are excited in series: I control The signal from module 80 is triggered by a generator 61, which drives the ultrasound transducer 91, the reflected ultrasound pulse generates an electric pulse at the input of amplifier 291, the control pulse from module 80 opens the output of amplifier 291, and this electric pulse passes through amplifiers 290 and 76 to adder 77 and ADC 78. After that, the control pulse from module 80 initiates the excitation pulse generator 62, which excites the ultrasonic transducer 92. The control pulse from module 80 opens the output of the amplifier 291, and the electric pulse from the transducer 92 corresponding to the received reflected ultrasonic pulse is amplified in the amplifiers 291, 290, 76. Similarly, the ultrasonic transducer 93 is excited and the electric pulse corresponding to
omfomf
отражённому ультразвуковому импульсу, принятому ультразвуковым преобразователем 93.reflected ultrasound pulse received by ultrasonic transducer 93.
Ультразвуковые преобразователи 94-99 возбуждаются аналогично с помощью генераторов возбуждающих импульсов 64-69 соответственно. Электрические импульсы, соответствующие ультразвуковым импульсам, принятым преобразователями 94-96, усиливаются с помощью усилителей 292, 290, 76; электрические импульсы, соответствующие ультразвуковым импульсам, принятым преобразователями 97-99, усиливаются с помощью усилителей 293, 290, 76.Ultrasonic transducers 94-99 are excited similarly using excitation pulse generators 64-69, respectively. Electrical pulses corresponding to ultrasonic pulses received by the transducers 94-96 are amplified by amplifiers 292, 290, 76; electrical pulses corresponding to ultrasonic pulses received by the transducers 97-99 are amplified by amplifiers 293, 290, 76.
Для инициирования генератора возбуждающих импульсов фиг.З в одном из способов управляющий импульс из схемы управления 28 подаётся на базу транзистора 22 и открывает его. Транзистор 26 при этом закрыт, и конденсатор 23 заряжается. Сопротивление резисторов 31, 32 при этом сотавляет 10-100кОм, сопротивление резистора 33 составляет 3-10Ом, сопротивление резисторов 34, 38 составляет 10-1 ОООм. Управляющий импульс из схемы управления 28 подаётся на базу транзистора 26 и открывает его. Конденсатор 23 при этом разряжается, на выводах преобразователя 2 формируется импульс с пиковым напряжением 150В, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 2, который излучает ультразвуковой импульс в направлении стенки. После отражения от внутренней и/или внешней стенки ультразвуковой импульс приходит в ультразвуковой преобразователь 2 и возбуждает в нём электрический импульс. На сигнальном входе приёмоусилительного тракта формируется электрический импульс напряжением от 1 до ЮОмВ, который усиливается в приёмоусилительном тракте 29. Через 20-100мкс после открытия транзистора 26 он закрывается (по окончании управляющего импульса со схемы управления 28), конденсатор 23 заряжается, и через промежуток времени, соответствующийTo initiate the generator of exciting pulses of Fig. 3, in one of the methods, the control pulse from the control circuit 28 is supplied to the base of the transistor 22 and opens it. The transistor 26 is closed, and the capacitor 23 is charged. The resistance of the resistors 31, 32 in this case is 10-100 kOhm, the resistance of the resistor 33 is 3-10 Ohm, the resistance of the resistors 34, 38 is 10-1 Om. The control pulse from the control circuit 28 is supplied to the base of the transistor 26 and opens it. The capacitor 23 is discharged, a pulse with a peak voltage of 150 V is generated at the terminals of the transducer 2, which excites the ultrasonic transducer 2, which emits an ultrasonic pulse in the direction of the wall. After reflection from the internal and / or external wall, the ultrasonic pulse arrives at the ultrasonic transducer 2 and excites an electric pulse in it. An electrical pulse with a voltage from 1 to 10 OhmV is generated at the signal input of the receive-amplifier path, which is amplified in the receive-amplifier path 29. After 20-100 microseconds after the transistor 26 is opened, it closes (at the end of the control pulse from the control circuit 28), the capacitor 23 is charged, and after a while corresponding
ШтPCS
продвижению дефектоскопа в трубопроводе на 3мм (около Змс), из схемы управления 28 подаётся очередной управляющий импульс, открывающий транзистор 26 для излучения очередного зондирующего ультразвукового импульса. При описанном использовании заявленного устройства ключ 22 может быть заменён прямым соединением выхода источника напряжения 21 с выводом конденсатора 23 через резисторы 31 и 32, а также прямым соединением выхода источника напряжения 21 с выводом конденсатора 23.advancing the flaw detector in the pipeline by 3 mm (about 3ms), the next control pulse is supplied from the control circuit 28, opening the transistor 26 to emit the next probing ultrasonic pulse. With the described use of the claimed device, the key 22 can be replaced by directly connecting the output of the voltage source 21 to the output of the capacitor 23 through the resistors 31 and 32, as well as by directly connecting the output of the voltage source 21 to the output of the capacitor 23.
При ином использовании указанного устройства фиг.З сопротивление резисторов 31, 32 составляет 5-50 Ом, сопротивление резисторов 34, 38 составляет 10-100 Ом, сопротивление резистора 33 составляет 3-10 Ом, управляющий импульс со схемы управления 28 открывает транзистор 22, при этом на преобразователь 2 подаётся возбуждающий электрический импульс, преобразователь 2 излучает ультразвуковой импульс в направлении стенки трубопровода, далее управляющий импульс со схемы управления 28 открывает транзистор 26, конденсатор 23 разряжается через резисторы 33, 34 и ключ 26, которые составляют схему разряда конденсатора 23. Ультразвуковой импульс, отражённый от внутренней и/или внешней поверхности стенки, возбуждает электрический импульс на сигнальном входе приёмоусилительного тракта 29. Через 20-100МКС после отфывания транзистора 22 транзисторы 22 и 26 закрываются, а через промежуток времени около 1мс очередной управляющий импульс со схемы управления 28 открывает транзистор 22 и запускает очередной цикл излучения-приёма ультразвукового импульса.With another use of the indicated device of Fig. 3, the resistance of resistors 31, 32 is 5-50 Ohms, the resistance of resistors 34, 38 is 10-100 Ohms, the resistance of resistor 33 is 3-10 Ohms, the control pulse from the control circuit 28 opens the transistor 22, when In this case, an exciting electric pulse is supplied to the transducer 2, the transducer 2 emits an ultrasonic pulse in the direction of the pipe wall, then the control pulse from the control circuit 28 opens the transistor 26, the capacitor 23 is discharged through the resistors 33, 34 and h 26, which make up the discharge circuit of the capacitor 23. An ultrasonic pulse reflected from the inner and / or outer surface of the wall excites an electric pulse at the signal input of the amplifier path 29. After 20-100 MKS, after the transistor 22 has been turned off, the transistors 22 and 26 are closed, and after a gap At about 1ms, the next control pulse from the control circuit 28 opens the transistor 22 and starts the next radiation-reception cycle of the ultrasonic pulse.
Фиг.4 более подробно иллюстрирует работу нескольких генераторов, подключенных к одному приёмоусилительному тракту. Так, в первом варианте использования представленного устройства перед возбуждением ультразвуковых преобразователей 91-93 фиг.4 из схемы управления 28 подаётся управляющийFigure 4 illustrates in more detail the operation of several generators connected to a single amplifier path. So, in the first embodiment, the use of the device before excitation of the ultrasonic transducers 91-93 of figure 4 from the control circuit 28 serves the control
сигнал на базу транзисторов 22, 41, 51 и открывает их. Транзисторы 26, 42, 52 при этом закрыты, и конденсаторы 23, 43, 53 заряжаются. При этом сопротивление резисторов 31, 46, 56, 32, 47, 57 составляет 20-100 кОм, сопротивление резисторов 33, 48, 58 составляет 3-10 Ом, сопротивление резисторов 34, 38, 49, 59 составляет 10-100 Ом. Управляющий импульс из схемы управления 28 подаётся на базу транзистора 26 и отфывает его. Конденсатор 23 при этом разряжается, на выводах преобразователя 91 формируется импульс с пиковым напряжением 150В, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 91, который излучает ультразвуковой импульс в направлении стенки. После отражения от внутренней и/или внешней стенки ультразвуковой импульс приходит в ультразвуковой преобразователь 91 и возбуждает в нём электрический импульс. На сигнальном входе приёмоусилительного тракта 29 формируется электрический импульс . напряжением от 1 до ЮОмВ, который усиливается в приёмоусилительном тракте 29. Через 20-100мкс после открытия транзистора 26 он закрывается, конденсатор 23 заряжается.the signal to the base of transistors 22, 41, 51 and opens them. The transistors 26, 42, 52 are closed, and the capacitors 23, 43, 53 are charged. The resistance of the resistors 31, 46, 56, 32, 47, 57 is 20-100 kOhm, the resistance of the resistors 33, 48, 58 is 3-10 Ohms, the resistance of the resistors 34, 38, 49, 59 is 10-100 Ohms. The control pulse from the control circuit 28 is supplied to the base of the transistor 26 and otfyvaet it. The capacitor 23 is discharged, a pulse with a peak voltage of 150 V is generated at the terminals of the transducer 91, which excites the ultrasonic transducer 91, which emits an ultrasonic pulse in the direction of the wall. After reflection from the internal and / or external wall, the ultrasonic pulse arrives at the ultrasonic transducer 91 and excites an electric pulse in it. An electrical impulse is generated at the signal input of the receive-amplifier path 29. voltage from 1 to 10 OhmV, which is amplified in the amplifier path 29. After 20-100 microseconds after the opening of the transistor 26, it closes, the capacitor 23 is charged.
После этого управляющий импульс из схемы управления 28 подаётся на базу транзистора 42 и открывает его. Конденсатор 43 при этом разряжается, на выводах преобразователя 92 формируется импульс с пиковым напряжением 150В, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 92, который излучает ультразвуковой импульс в направлении стенки. После отражения от внутренней и/или внешней стенки листа или трубы ультразвуковой импульс приходит в ультразвуковой преобразователь 92 и возбуждает в нём электрический импульс. На сигнальном входе приёмоусилительного тракта 29 формируется электрический импульс напряжением от 1 до ЮОмВ, который усиливается в приёмоусилительном тракте 29. Через 20-100мкс после открытия транзистора 42 он закрывается, конденсатор 43 заряжается.After that, the control pulse from the control circuit 28 is supplied to the base of the transistor 42 and opens it. The capacitor 43 is discharged, a pulse with a peak voltage of 150 V is generated at the terminals of the transducer 92, which excites the ultrasonic transducer 92, which emits an ultrasonic pulse in the direction of the wall. After reflection from the internal and / or external wall of the sheet or pipe, the ultrasonic pulse arrives at the ultrasonic transducer 92 and excites an electric pulse in it. An electrical impulse of voltage from 1 to 10 OhmV is generated at the signal input of the receive-amplifier path 29, which is amplified in the receive-amplifier path 29. After 20-100 μs, after the opening of transistor 42, it closes, the capacitor 43 is charged.
jcj)iQ.m jcj) iQ.m
Далее последовательно управляющий импульс из схемы управления 28 подаётся на базу транзистора 52 и открывает его. Конденсатор 53 при этом разряжается, на выводах преобразователя 93 формируется импульс с пиковым напряжением 150В, который возбуждает ультразвуковой преобразователь 93, который излучает ультразвуковой импульс в направлении стенки трубы или листового материала. После отражения от внутренней и/или внешней стенки ультразвуковой импульс приходит в ультразвуковой преобразователь 93 и возбуждает в нём электрический импульс. На сигнальном входе приёмоусилительного тракта 29 формируется электрический импульс напряжением от 1 до ЮОмВ, который усиливается в приёмоусилительном тракте 29. Через 20-100мкс после открытия транзистора 52 он закрывается, конденсатор 53 заряжается. При описанном использовании заявленного устройства ключи 22, 41, 51 могут быть заменены на один ключ 22 так, что коллектор ключа 22 подключен напрямую или через резистор (резисторы) к одному из выводов каждого конденсатора 23, 43, 53. Указанные ключи могут быть также заменены прямым соединением выхода источника напряжения 21 с первым выводом каждого из конденсаторов: 23, 43, 53. При ином способе использования представленного устройства фиг.4: при использовании транзисторов 22, 41, 51 фиг.4 для коммутации возбуждающих импульсов ультразвуковыми преобразователями 91, 92, 93 соответственно резисторы 33, 34 и ключ 26 составляют цепь разряда конденсатора 23; резисторы 48, 34 и ключ 42 составляют цепь разряда конденсатора 43; резисторы 53, 34 и ключ 52 составляют цепь разряда конденсатора 53. При этом сопротивление резисторов 31, 46, 56, 32, 47, 57 составляет 5-50 Ом, сопротивление резисторов 33, 48, 58 составляет 3-10 Ом, сопротивление резисторов 34, 38, 49, 59 составляет 10-100 Ом. При этом последовательно отфываются транзисторы: 22,Next, a sequentially controlling pulse from the control circuit 28 is supplied to the base of the transistor 52 and opens it. The capacitor 53 is discharged, a pulse with a peak voltage of 150 V is generated at the terminals of the transducer 93, which excites the ultrasonic transducer 93, which emits an ultrasonic pulse in the direction of the pipe wall or sheet material. After reflection from the internal and / or external wall, the ultrasonic pulse arrives at the ultrasonic transducer 93 and excites an electric pulse in it. An electrical impulse of voltage from 1 to 10 OhmV is generated at the signal input of the receive-amplifier path 29, which is amplified in the receive-amplifier path 29. After 20-100 μs, after the opening of the transistor 52, it closes, the capacitor 53 is charged. With the described use of the claimed device, the keys 22, 41, 51 can be replaced with one key 22 so that the collector of the key 22 is connected directly or through a resistor (s) to one of the terminals of each capacitor 23, 43, 53. These keys can also be replaced by directly connecting the output of the voltage source 21 with the first output of each of the capacitors: 23, 43, 53. With a different method of using the device shown in FIG. 4: when using transistors 22, 41, 51 of FIG. 4 for switching exciting pulses by ultrasonic transducers s 91, 92, 93, respectively, resistors 33, 34 and the key 26 comprise a capacitor discharge circuit 23; resistors 48, 34 and key 42 constitute the discharge circuit of the capacitor 43; the resistors 53, 34 and the key 52 make up the discharge circuit of the capacitor 53. The resistance of the resistors 31, 46, 56, 32, 47, 57 is 5-50 Ohms, the resistance of the resistors 33, 48, 58 is 3-10 Ohms, the resistance of the resistors 34 , 38, 49, 59 is 10-100 ohms. In this case, the transistors are sequentially otfnyut: 22,
26 и через 20-100мкс закрываются, далее последовательно открываются транзисторы 41, 42 и через 20-100мкс зафываются, последовательно открываются транзисторы 51, 52 и через 20-100мкс закрываются.26 and after 20-100 microseconds are closed, then transistors 41, 42 are sequentially opened, and after 20-100 microseconds they are closed, transistors 51, 52 are sequentially opened and after 20-100 microseconds are closed.
Аналогичным образом последовательно инициируются другие генераторы возбуждающих импульсов (при их наличии, например, в дефектоскопе, изображённом на фиг.1, в схеме дефектоскопа фиг.4), при этом каждый ультразвуковой преобразователь возбуждается через промежуток времени, соответствующий продвижению дефектоскопа вдоль сканируемой поверхности на 3мм (около Змс), когда из схемы управления 28 подаётся очередной управляющий импульс для излучения очередного зондирующего ультразвукового импульса. При этом суммарное время открытого состояния транзисторов 26, 42, 52 и далее (при наличии большого числа генераторов) не должно превышать промежуток времени между обращениями к каждому генератору (и соответствующему ультразвуковому преобразователю). При наличии нескольких приёмоусилительных каналов управляющий сигнал схемы управления 28 может запускать сразу несколько генераторов, подключенных обязательно к разным приёмоусилительным трактам. Каждый приёмоусилительный тракт с подключенным к его выходу аналогоцифровым преобразователем может быть подключен к входам одной схемы преобразования цифровых данных 79 или альтернативно могут использоваться несколько схем преобразования цифровых данных , несколько схем управления, к каждой из которых подключена своя группа генераторов возбуждающих импульсов с подключенными к ним ультразвуковыми преобразователями и приёмоусилительными трактами.Similarly, other excitation pulse generators are sequentially initiated (if available, for example, in the flaw detector shown in Fig. 1 in the flaw detector circuit of Fig. 4), and each ultrasonic transducer is excited after a period of time corresponding to 3 mm advance along the scanning surface of the flaw detector (near ZMS), when the next control pulse is supplied from the control circuit 28 to emit the next probing ultrasonic pulse. Moreover, the total open time of the transistors 26, 42, 52 and beyond (in the presence of a large number of generators) should not exceed the time interval between calls to each generator (and the corresponding ultrasonic transducer). If there are several receiving amplifying channels, the control signal of the control circuit 28 can start several generators at once, which are necessarily connected to different receiving amplifying paths. Each amplifier path with an analog-to-digital converter connected to its output can be connected to the inputs of one digital data conversion circuit 79 or alternatively, several digital data conversion circuits, several control circuits can be used, each of which is connected to its own group of exciting pulse generators with ultrasonic ones connected to them converters and amplification paths.
В процессе пропуска внутритрубного ультразвукового дефектоскопа фиг.1 определяют скорость движения дефектоскопа внутри трубопровода и выполняют проверку условия, состоящего в том, что скорость движения дефектоскопаIn the process of skipping the in-line ultrasonic flaw detector of figure 1, the speed of the flaw detector inside the pipeline is determined and the condition is checked that the speed of the flaw detector
составляет не менее 0,1 м/с и не более 1,5м/с. При невыполнении указанного условия ультразвуковые преобразователи запускают с заданным периодом.is not less than 0.1 m / s and not more than 1.5 m / s. If the specified condition is not met, the ultrasonic transducers are started with a predetermined period.
В соответствии с алгоритмом, реализуемым программой бортового компьютера в процессе диагностического пропуска дефектоскопа, оцифрованные измеренные данные от группы преобразователей объединяются в кадры данных, в кадр данных заносятся параметры принятых импульсов, соответствующих зондирующим импульсам для каждого ультразвукового преобразователя, а также время по таймеру, однозначно связанное с временем запуска указанных зондирующих импульсов. Указанные параметры принятых импульсов включают в себя оцифрованные значения импульсов (напряжений) и времени для каждого оцифрованного значения, прошедшего с момента запуска соответствующего зондирующего импульса до момента оцифровки электрического импульса, соответствующего принятому ультразвуковому импульсу. Кадр данных включает в себя указанные параметры принятых импульсов, соответствующих 64 зондирующим импульсам для каждого преобразователя из группы ультразвуковых преобразователей, для каждой указанной группы преобразователей записывают значение времени по таймеру, однозначно связанное с временем запуска каждого преобразователя из указанной группы преобразователей. Оцифрованные данные записывают в накопитель цифровых данных путём записи в файл 20 указанных кадров данных, а также времени открытия файла и времени зафытия файла, указанное время определяют по часам компьютера, управляющего записью данных в накопитель. Время по часам компьютера и время по таймеру синхронизируют между собой и с временем по таймеру, установленному вне ультразвукового дефектоскопа перед пропуском ультразвукового дефектоскопа и после пропуска ультразвукового дефектоскопа. В предпочтительном варианте исполнения в процессе пропуска дефектоскопа в трубопроводе выполняют какIn accordance with the algorithm implemented by the on-board computer program during the diagnostic pass of the flaw detector, the digitized measured data from the group of transducers are combined into data frames, the parameters of the received pulses corresponding to the probe pulses for each ultrasonic transducer, as well as the timer time, uniquely related with the start time of the indicated probe pulses. The indicated parameters of the received pulses include the digitized values of the pulses (voltages) and time for each digitized value that has passed from the moment the corresponding probe pulse was triggered until the moment of digitization of the electric pulse corresponding to the received ultrasonic pulse. The data frame includes the specified parameters of the received pulses corresponding to 64 probe pulses for each transducer from the group of ultrasonic transducers; for each specified group of transducers, a timer value is recorded that is uniquely associated with the start time of each transducer from the specified transducer group. The digitized data is written to the digital data storage device by writing to the file 20 of the indicated data frames, as well as the file opening time and file upload time, the specified time is determined by the clock of the computer that controls the data writing to the storage device. The time according to the clock of the computer and the time according to the timer are synchronized with each other and with the time according to the timer installed outside the ultrasonic flaw detector before the ultrasonic flaw detector is skipped and after the ultrasonic flaw detector is skipped. In a preferred embodiment, during the passage of the flaw detector in the pipeline is performed as
SaC)5l(P3SaC) 5l (P3
измерения толщинометрии, так и измерения, направленные на поиск трещиноподобных дефектов.thickness measurement measurements, as well as measurements aimed at finding crack-like defects.
По завершении контроля заданного участка трубопровода дефектоскоп извлекают из приёмной камеры трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер вне дефектоскопа. Операция переноса данных может выполняться, например, путём передачи данных с помощью какого-либо устройства обмена данными, например, через сетевой, последовательный, параллельный, USB- и иной порт, установленный как на бортовом компьютере, так и на компьютере вне дефектоскопа, через обмен данными по кабелю, радио- или инфракрасному каналу. Кроме того, как известно, перенос данных из дефектоскопа в компьютер вне дефектоскопа может осуществляться путём извлечения носителя данных из дефектоскопа и его последующего подключения к компьютеру, установленному вне дефектоскопа. На компьютере, установленном вне дефектоскопа (компьютере интерпретации данных) запускают программу интерпретации полученных данных. Такие программы хорошо известны из уровня техники. Одной из функций программы интерпретации данных является визуальное отображение полученных данных на экране монитора или на печати в форме, позволяющей анализировать данные, полученные в результате инспекционного пропуска дефектоскопа. Анализ записанных данных позволяет идентифицировать дефекты материала стенки трубопровода (толщины стенки или профиля сечения трубопровода) с целью последующего ремонта дефектных участков трубопровода.Upon completion of the control of a given section of the pipeline, the flaw detector is removed from the receiving chamber of the pipeline and the data accumulated during the diagnostic pass is transferred to a computer outside the flaw detector. The data transfer operation can be performed, for example, by transferring data using any data exchange device, for example, through a network, serial, parallel, USB, or other port installed on the on-board computer or on a computer outside the flaw detector, through exchange data on cable, radio or infrared channel. In addition, as is known, data can be transferred from the flaw detector to a computer outside the flaw detector by removing the data carrier from the flaw detector and then connecting it to a computer installed outside the flaw detector. On a computer installed outside the flaw detector (data interpretation computer), a program for interpreting the received data is launched. Such programs are well known in the art. One of the functions of the data interpretation program is the visual display of the received data on a monitor screen or on a print in a form that allows you to analyze data obtained as a result of an inspection pass of the flaw detector. Analysis of the recorded data allows you to identify defects in the material of the pipeline wall (wall thickness or profile of the cross section of the pipeline) for the subsequent repair of defective sections of the pipeline.
На фиг.8 и фиг.9 представлены фрагменты графического представления данных, полученных в результате диагностического пропуска ультразвукового дефектоскопа, позволяющие идентифицировать особенности трубопровода (тройники, вантузы, врезки, механические повреждения, ремонтные заплаты,On Fig and Fig.9 presents fragments of a graphical representation of the data obtained as a result of a diagnostic pass of an ultrasonic flaw detector, allowing to identify the features of the pipeline (tees, plungers, insets, mechanical damage, repair patches,
|0| 0
элементы арматуры, подкладные сварные кольца, продольные, поперечные, ремонтные швы) и дефекты его стенок. По оси L фиг.8, фиг.9 отложена длина трубопровода по его оси, по оси LR отложена длина по периметру в плоскости сечения трубопровода. Чёрные точки на изображении показывают, что в этих местах на трубе отличие измеренного значения толщины стенки трубы от номинального для данного участка трубопровода больше заданного порогового значения. На фиг.8 идентифицируются характерные особенности трубопроводов: продольные сварные швы 161 и 162 труб, сварной шов между трубами 163, вантуз 164. На фиг.9 изображены характерные коррозионные дефекты 171 трубопроводов, идентифицируемые в результате проведения внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии с помощью заявленного устройства.reinforcement elements, lining welded rings, longitudinal, transverse, repair seams) and defects of its walls. The axis L of Fig. 8, Fig. 9 shows the length of the pipeline along its axis, the axis LR shows the length along the perimeter in the plane of the cross section of the pipeline. The black dots in the image show that in these places on the pipe the difference between the measured value of the pipe wall thickness and the nominal value for a given section of the pipeline is greater than the specified threshold value. In Fig. 8, the characteristic features of the pipelines are identified: longitudinal welds 161 and 162 of the pipes, the weld between the pipes 163, the plunger 164. Fig. 9 shows the characteristic corrosion defects 171 of the pipelines identified as a result of the in-tube ultrasonic inspection using the claimed device.
lwMew(lwMew (
Claims (44)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109875/20U RU31281U1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Ultrasonic scanning device (options) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109875/20U RU31281U1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Ultrasonic scanning device (options) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU31281U1 true RU31281U1 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=48233724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003109875/20U RU31281U1 (en) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Ultrasonic scanning device (options) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU31281U1 (en) |
-
2003
- 2003-04-17 RU RU2003109875/20U patent/RU31281U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2188413C1 (en) | Device for intrapipe ultrasonic thickness gauging | |
JPS5819061B2 (en) | Chiyouonpakensaouchi | |
CN103149513B (en) | Positioning method and device for reestablishing local discharge ultrasonic source of transformer | |
US7161873B2 (en) | Method of detecting and locating a source of partial discharge in an electrical apparatus | |
US5431053A (en) | Ultrasonic imaging method and apparatus, using time inversion or signals | |
CN103486960B (en) | A kind of ultrasound wave, eddy current and EMAT integration nondestructive thickness measuring instrument and method thereof | |
CN103913714A (en) | Calibration system of partial discharge supersonic detector | |
CN1908649B (en) | Concrete structure tomographic imaging detection system | |
CN108088913B (en) | Piezoelectric ultrasonic guided wave probe for flaw detection of steel rail bottom and flaw detection method thereof | |
CN103837581A (en) | Detection device for lithium ion battery | |
JPS6245497B2 (en) | ||
CN109342566B (en) | Basin-type insulator defect detection positioning device and method based on ultrasonic guided waves | |
RU31281U1 (en) | Ultrasonic scanning device (options) | |
RU2224247C1 (en) | Ultrasonic flaw detector ( variants ) | |
CN106053603A (en) | Ultrasonic time-domain detection method for pore defect of epoxy casting insulation part | |
CN203759193U (en) | Direct-current partial discharge detection device of converter transformer | |
CN112162036B (en) | Health monitoring system and method for regular triangle phased array bolt fastening structure | |
JPS638424B2 (en) | ||
CN201221940Y (en) | Crake depth testing instrument | |
US11883844B2 (en) | Multi-frequency wireless sensor | |
US4326417A (en) | Nondestructive acoustic electric field probe apparatus and method | |
RU142323U1 (en) | SCANNING DEFECTOSCOPE | |
CN206772249U (en) | Pulse excitation formula electromagnetic acoustic detector | |
RU226169U1 (en) | Two-channel electromagnetic-acoustic module | |
JP2007132953A (en) | Method and system for ultrasonic flaw detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
PD1K | Correction of name of utility model owner |