SU1010516A1 - Ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП , содержащий последовательно соеданенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, первый управл емый аттенюатор, первый усилитель, пиковый детектор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), последовательно соединенные второй усилитель и пороговый каскад, линию задержки, реверсивный счетчик, две схемы И и цифровой индикатор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  и упро щени  его конструкции, он снабжен даум  . компараторами, входы которых подключены выходу пикового детектора, а выходы - к первому входу каждой схемы И, двум  инвер торами , выходы которых соединены оо BTO{Hii- ми входами схем И, третьи входы последних подключены к выхоДу синхронизатора, а выхода - к: входам реверсивного счетчика, вторым управл емым аттенюатором, выход которого подключен к входу второго усилител , дещифратором, входы KOTqporo соединены с выходами реверсивного счетчика, первый и п- . выходы - с входами инверторов, а остальные выходы - с входами управл емых аттенюаторов и цифрового индикатора, выходы реверсивного счетчика подключены к входам АЦП, выход первого усилител  соеданен со вторым входом порогового каскада, а лини  задержки включена между синхронизатором и пиковым детектором.

Description

СП

О5 Изобретение относитс , к неразрушающим испытани м ультразвуковым методом и може быть использовано дл  контрол  качества ма териалов и изделий. Известен ультразвуковой дефектоскоп, foдержащий последовательно соединенные reHepaf тор зондирующих импульсов, излучающий и приемный преобразователи, блок дискретного управлени  коэффициентом передачи усилител усилитель, пороговый каскад и блок отсчета временных интервалов 1. Недостатком этого дефектоскопа  вл етс  низка  производительность контрол , так как использование его в автоматизированных систе мах невозможно из-за ручного управлени  коМ мутатора, вход щего в состав блока дискретнего управлени  коэффициентом передачи усилител . Наиболее близким к изобретению по технической . сущности и достигаемому результату  вл етс  ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов, излу чающий преобразователь, приемный преобразователь , первый управл емый аттенюатор, первы усилитель, пиковый детектор, и аналого-цифро вой преобразователь (АЦП), последовательно соединенные второй усилитель и пороговый каскад, линию задержки, реверсивный счетчик, две схемь И и цифровой индикатор 2. Недостатком известного дефектоскопа  вл етс  сложность конструкции и низка  точность , вызванна  тем, что сравнение опорного н:1пр жени  с напр жением, полученным на выходе усилител , происходит как при больших , так и малых уровн х напр жений. Цель изобретени  - повьщ1ение точности конт рол  и упрощение конструкдаи дефектоскопа. Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой дефектоскоп снабжен двум  компараторами, входы которых подключены к выходу пикового детектора, а выходы - к первому входу каждой схемы И, двум  инвер торами, выходы которых соединены со вторЫ ми входами схем И, третьи входы последних подключены к выходу синхронизатора, а выходы - ко входам реверсивного счетчика, вторым управл емым аттенюатором, выход которого подключен ко входу второго усилител , дешифратором, входы которого соединен с выходами реверсивного счетчика, первый и п выходы - со входами инэерторов, а остальные выходы - со входами управл емых аттенюаторов и цифрового индикатора, выходы реверсивного счетчика подключены ко входам АЦП, выход первого усилител  соединен со вторым входом порогового каскада, а лини  задержки включена между синхронизатором и пиковым детектором. 10 На фиг. 1 представлена блок-схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - упрай;л емый аттенюатор. Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединеннее синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4, первый управл емый аттенюатор 5, первый усилитель 6, пиковый детектор 7 и аналого-цифровой преобразователь 8 (АЦП), последовательно соединенные второй усилитель 9 и пороговый каскад 10, линию 11 задержки, реверсивный счетчик 12, схемы 13 и 14 И, цифровой индикатор. 15, два компаратора 16 и 17, входы которых подключены к выходу пи .кового детектора 7, а выходы - к первому входу схем 13 и 14 И, два инвертора 18 и 19, выходь которых соединены со вторыми входами схемы 13 и 14 И, третьи входы зтих схем /подключены к выходу синхронизатора 1, а выходы - ко входам реверсивного счетчика .12, второй управл емый аттенюатор 20, выход которого подключен ко входу второго усилител  9, дешифратор 21, входы которого сеединеиы с выходами реверсивного счетчика ,12, первый и п выходы - со входами инверторов 18 и 19, а остальные выходы со входами управл емых аттенюаторов 5,20 и цифрового индикатора 15. Выходы реверсивного счетчика 12 подключены ко входам АЦП 8, выход первого усилител  6 соединен со входом порогового каскада 10, а лини  И задержки включена между синхронизатором 1 и пиковым детектором 7. Управл емые аттенюаторы 5 и 20 выполнены в виде делител  22 напр жени  и блока 23 электронных коммутаторов. Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом. Синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов и через линию 11 задержки сбрасывает пиковый детектор 7. Длительность задержки линии 11- равна длительности синхроимпульса. Генератор 2 вырабатывает импульс высокочастотных колебаний, возбуждающий преобразователь 3. Ультразвуковые колебани , прошедцше через изделие 24, принимаютс  приемным преобразователем 4 и через управл емый аттенюатор 5 поступает на вход усилител  6, с выхода которого прин тый сигнал поступает на первый вход порогового каскада 10. На второй вход этого каскада поступает уровень сравнени , а результат сравнени  поступает на выход дефектоскопа и может быть использован дл  дальнейшей обработки или индикации. Одновременно сигнал с выхода усилител  6 поступает на вход пикового детектора 7, где происходит выделение и запоминание максимального значени  амплитуды прин того ультразвукового сигнала на выходе усилител  6. Полученное значение сравниваетс  компараторами 16 и 17 с опорными нагф жени ми Ug и UQ. Пороговые напр жени  UQ определ ют минимальное и мзксимальное значени  амплитуд импульсов на выходе усилител  6 соответственно. Сигнал на выходе компаратора 16 по вл етс  только в том случае, если уровень сигнала на выходе пикового детектора 7 ниже опорного напр жени  UQ. Сигнал на выходе компаратора 17 по вл етс  только в том случае, если уровень сигнала на выходе пикового детектора выше опорного напр жени  UQ Выходной сигнал компаратора 16 разрешает срабатывание схемы 13 И, а выходной сигнал компаратора 17 - срабатывание схемы l4 И. Величина сигнала на выходе усилител  6 оп . редел етс  коэффициентом усилени  усилител  R и величиной ослаблени  R на управл емом аттенюаторе 7 и выражаетс  li ВЫК ВХ R Рсвершвный счетчик 12 через дешифратор 2Г подключает, с помошью блока 23 злектрон ных коммутаторов i, выход-делител  22 напр  жений ко входу усилител  6. Предположим, реверсивный счетчик 12 находилс  в таком состо нии, что выходной сигнал на выходе усилител  6 оказалс  выше опорного уровн . В этом случае на выходе компаратора 17 по витс  сигнал, который поступит на один из входов схемы 14 И. На третий вход схемы 14 И также поступает сигнал с выхода инвертора 19. Следующий импульс синхронизатора 1 посту пит на второй выход схемы 14 И, вызыва  тем самым прохождение импульса на суммиру ющий вход реверсивного счетчика 12. Увеличение содержимого счетчика. приводит к изменению через дешифратор 21 коэффициента ослаблени  аттенюатора 5 в большую сторону, подключа  через коммутатор 23 (i+ 1) выход делител  22; Таким образом, ультразвуковой сигнал, по вившийс  в приемном преобразователе 4, через некоторую временную задержку, рпреде- л емую временем распространени  ультразвуки в материале издели  24, будет остаблен значительнее , чем предшествующий импульс. Если и при этом коэффициенте ослаблени  аттенюато ра 5 максимальное значение импульса окажетс  вьцие опорного Напр жени  Ug, то снова возникнет сигнал на выходе компаратора 19, что разрешит прохождение следующего синхроимпульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 12, увеличива  тем самым коэффициент ослаблени  аттенюатора 5. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока максималь-кое значение импульса на выходе усилител  6 не окажетс  ниже опорного напр жени  Ug. Если максимальное напр жение на выходе пикового детектора 7 ниже опорного напр жени - UQ, то возникает сигнал на выходе компаратора 16, 410 разрешает прохождение qjeдующего тактового импульса с синхронизатора 1 через схему 13 И на вычитающий вход счетчика 12. Это приводит к уменьшению содержимого счетчика итем самым - к уменьшению коэффициента ослаблени  аттенюатора. Если максимальное напр ж :ние на выходе пикового детектора оказалось в да1апазоне напр жений ul и UQ, то сигналы иа выходах компараторов, 16 и 17 отсутствуют, что запрещает прохождение синхрримпульсов через схемы 13, 14 И на выходы счетчика 12, и аттенюатор 5 сохран ет предыдущее состо ние. Таким образом, коэффихщент ослаблени  аттенюатора 5 будет измен тьс  1ак, что независимо от величины амплитуды ультразвукового сигнала на выходе приемного преобразовател  4, выходное напр жение на выходе усилител  6 будет находитьс  в пределах , Самый малый коэффициент ослаблени  i 1 и самьш большой i п  вл ютс  конечными в цеп х переключени  аттенюатора 5. При по влении сигнала на первом выходе дешифратора .21, что соответствует минимальному коэффициенту ослаблени  аттенюатора 5, шгаал на выходе инвертора 18 исчезает, тем самым запреща  прохождение синхроимпульса на вычитающий вХод счетчика 12 Через схему 13 И. Это предотвращает дальнейшее переключение счетчика при наличии очень слабых сигналов на выходе приемного. преобразовател  4, когда Ujjx R UQ. При по влении сигнала на п-м выходе дешифратора 21, что соответствует максимальному коэффициенту ослаблени . аттенюатора 5, на выходе инвертора 19 сигнал исчезает, тем самым запреща  прохождение синхроимпульса через схему 14 И на суммирующий вход счетчика 12. Это предотвращает дальнейшее переключение счетчика 12 при наличии очень сильных сигналов на выходе приемного преобразовател  4, т. е. в случае, когда Ug R/a 1 U(j На пороговый каскад 10 с усилител  6 при любых сигналах на выходе приемного преобразовател  4 поступает сигнал, макснмал нее значение которого лежит в пределах и -1. J . Дл  приведени  в соответствие уров- н  опорного сигнала UQ дл  порогового каскада 10 в соответствие с уровнем сигнала на выходе приемного преобразовател  4, пороговое напр жение подаетс  через второй унравл ;емый аттенюатор 20, аналогичный аттенюатору 5, и усилитель 9, идентичный усилителю 6. Переключение агга(юаторов 5 и 20 происходит синхронно, а сигналы на входах порото наго каскада 10 измен ютс  пропорционально.

Максимальное, значение амплитуды ультразвукового импульса оцениваетс  АЦП 8.

Изобретение позвол ет в широких пределах мен ть коэффициент передачи усилител , не мен   частотных характеристик, при этом уровни сигналов, подаваемых на пороговый каскад 10, имеют. одинаковый коэффициент усилени , реализуемый синхронно аттенюаторами 5,. 20 и усилител ми 6 и 9, и сравнение рроисхо ит на вь1соких уровн х напр жений.

ие. 1

ff

г

i i

li

II

IL

Фг/г.г

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, первый управляемый аттенюатор, первый усилитель, пиковый детектор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), последовательно соединенные второй усилитель и пороговый каскад, линию задержки, реверсивный счетчик, две схемы И и цифровой индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения его конструкция, он снабжен двумя . компараторами, входы которых подключены »· выходу пикового детектора, а выходы — к первому входу каждой схемы И, двумя инверторами, выходы которых соединены оо вторы-* ми входами схем И, третьи входы последних подключены к выходу синхронизатора, а выходы — к входам реверсивного счетчика, вторым управляемым аттенюатором, выход которого подключен к входу второго усилителя, дешифратором, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, первый и овыходы — с входами инверторов, а остальные выходы — с входами управляемых аттенюаторов и цифрового индикатора, выходы реверсивного счетчика -подключены к входам АЦП, выход первого усилителя соединен со вторым входом порогового каскада, а линия задержки включена между синхронизатором и пиковым детектором.