SU1071957A1 - Устройство дл ультразвукового контрол - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРДЗВУг КОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее блок управлени , генератор калиброванной частоты, последовательно соединенные синхронизатор, дефектоскоп и пик-детектор , последовательно соединенные первый счетчик, блок пам ти, второй и третий счетчики, блок стробировани , четвертый и п тый счетчики, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности контрол , оно снабжено блоком контрол  ширины издели , блок управлени  -выполнен в виде трех триггеров, соответственно соединенных своими первыми входами с выходами последних трех схем совпадений , соединенных своими выходами со счетными входами соответственно второго, первого и четвертого счетчиков , а своими вторыми входами - с генератором калиброванной частоты, и соединенной с первым выходом четвертого счетчика четвертой схемы сов падений, соединенной своим выходом с первым входом первого триггера, синхронизатор соединен с первым входом третьего триггера, второй выход четвертого счетчика соединен с первым входом второго и вторым входом третьего триггеров, блок стробировани  выполнен в виде соединенного с выходом третьего счетчика дешифратора , соединенного последним выходом § с входами сброса первого, третьего, четвертого, п того счетчиков и вто«Л рыми входами первого и второго триггеров , и .соединенной с выходом п того счетчика п той схемы совпадений, соединенной с управл ющим входом пик-детектора, блок контрол  ширины издели  соединен с первым выходом дешифратора, выходами первой и п той схем совпадений и синхронизатора выход пик-детектора подключен к управл ющему входу блока пам ти, а синхронизатор подключен к третьим входам блока пам ти и второго счетчика . со С1

Description

Изобретение относитс  к ультразву ковому контролю и может быть испольйовано при автоматизированном контро ле проката и аналогичных плоскопараллельных изделий эхо-методом и методом нормальных волн. Известен ультразвуковой дефектоскоп , содержащий последовательно соединённые синхронизатор, генератор ультразвуковых колебаний, пьезопреоб разователь, усилитель, формирователь импульсов передней грани и блок формировани  стробирующих импульсов, формирователь временного интервала между передней и донной гран ми изде ЛИЯ, блок задержки, временные селекторы и регистратор СИ. Недостатком данного дефектоскопа  вл етс  низка .надежность контрол , обусловленна  тем, что при формирова НИИ стробирующих импульсов грубый дефект воспринимаетс  как донный сиг нал . Этот же недостаток обусловлен фор мированием начала строба дефекта по отражению ультразвукового импульса от передней грани издели . При рабо .те по методу нормальных волн это отражение отсутствует, что вынуждает начало стробазоны контрол  фиксировать с большим запасом и приводит к увеличению ближней мертвой зоны. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  ультразвукового контрол  содержащее блок управлени , генератор калиброванной частоты, последова тельно соединенные синхронизатор, дефектоскоп и пик-детектор, последовательно соединенные первый счетчик, блок пам ти, второй и третий счетчики , блок стробировани , четвертый и п тыйсчетчики С21. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность контрол . Обусловленна  тем, что процесс настройки блока стробировани  и процесс контрол  разнесены во времени, в результате отсутствует непрерывное сле жение за изменени ми толщины и положени  издели . Поэтому дл  обеспечени  УСТОЙЧИВОСТИ работы устройства необходимо использовать широкий стро донного сигнала и обеспечивать паузу между стробом дефекта и стробом донного сигнала, что приводит к образованию большой неконтролируемой зоны вблизи кромки издели . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контрол , Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  ультразвукового контрол , содержащее блок управлени  генератор калиброванной частоты, последовательно соединенные синхррнизатор дефектоскоп и пик-детектор, последовательно соединенные первый счетчик, блок пам ти, второй и третий счетчики, блок стробировани ,. четвертый и п тый счетчики, снабжено блоком контрол  ширины издели , блок управлени  выполнен в виде трех триггеров, соответственно соединенных своими первыми входами с выходами последних трех схем совпадений, соединенных своими выходами со счетными входами соответственно второго, первого и четвертого счетчиков, а своими вторыми входами - с генератором калиброванной частоты, и соединенной с первым выходом четвертого счетчика четвертой схемы совпадений, соединенной своим выходом с первым входом первого триггера, синхронизатор соединен с первым входом третьего триггера, второй выход четвертого счетчика соединен с первым входом второго и вторым входом третьего триггеров, блок стробировани  выполнен в виде соединенного с выходом третьего счетчика дешифратора, соединенного последним выходом с входами сброса первого, третьего, четвертого , п того счетчиков и вторыми входами первого и второго триггеров, и соединенной с выходом п того счетчика п той схемы совпадений, соединенной с управл ющим входом пик-детектора , блок контрол  ширины издели  соединен с первым выходом дешифратора , выходами первой и п той схем совпадений и синхронизатора, выход пик-детектора подключен к управл ющему-входу блока пам ти, а синхронизатор подключен к третьим входам блока пам ти и второго счетчика. На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 пример реализации блока контрол  ширины издели ; на фиг, 3 - схема контрол  полосы нормальными волнами (пьезопреобразователи подключаютс  к дефектоскопу и излучают зондирующие импульсы навстречу друг другу перпендикул рно оси полосы); на фиг, 4 - эпюры напр жений (а -импульсы на выходе синхронизатора; б - условна  диаграмма состо ний четвертого счетчика; в - условна  диаграмма состо ний второго счетчика; г - условна  диаграмма состо ний первого счетчика; д - условна  диаграмма состо ний третьего счетчика; е - условна  диаграмма состо ний п того счетчика; ж,з,и,к - последовательные стробы зоны дефектов; л - строб донного; м - импульсы на выходе дефектоскопа; н - импульсы на выходе пик-детектора; о - напр жение на пик-детекторе), Устройство содержит блок 1 управ-т лени , генератор 2 калиброванной частоты, последовательно соединенные синхронизатор 3, дефектоскоп 4 и пик-детектор 5, последовательно сое диненные первый счетчик 6, блок 7 пам ти, второй 8 и третий 9 счетчики , блок 10 стробировани , четвер- тый 11 и п тый 12 счетчики, блок 13 контрол  ширины издели . Блок 1 управлени  выполнен в виде трех три геров 14-16 и четырех схем 17-20 совпадений, первые входы трех схем 17-19 совпадений соединены соответственно с выходами триггеров 14-16, вторые входы соединены с генерато- ром 2 калиброванной частоты, а выходы - соответственно со счетными входами счетчиков 8, б и 11, первый вход четвертого счетчика 11, который  вл етс  его информационным выходом , соединен в паралельном коде с входом четвертой схемы 20 совпаде ний, выход которой подключен к первому входу первого триггера 14, синхронизатор 3 соединен с первым входом третьего триггера 16,-счетный выход четвертого счетчика 11 соединен с первым входом второго триггера 15 и вторым входом третьего триггера 16. Блок 10 стробировани  выполнен в виде соединенного с выходом третьего счетчика 9 детиифратора 21, соединенного первым выходом с блоком 13 конт рол  ширины, последним выходом с входами сброса первого, третьего, четвертого, п того счетчиков 6, 9, 11 и 12 и вторыми входами первого и второго триггеров 14 и 15 и соединен ной с выходом п того счетчика 12 п той схемы 22 совпадений,соединенной управл ющим входом пик-детектора 5 и блоком 13 контрол  ширины издели  соединенным также с выходами первой схемы 17 совпадений и синхронизатора 3, Выход пик-детектора 5 подключен к управл ющему входу блока 7 пам ти , а синхронизатор 3 подключен к третьим входам блока 7 пам ти и второго счетчика 8, . Блок 13 контрол  ширины издели  содержит схемы 23-25 совпадений, триггер 26 и счетчик 27, Выход схемы 23 совпадений соединен со счетным входом счетчика 27, выходы которого в параллельном коде соединены с входами схемы 25 совпадений, выход которой соединен с первым входом триггера 26, второй вход которого соединен с выходом схемы 24 совпадений, а выход  вл етс  выходом блока 13. Входы схем 23 и 24 совпадений  вл ютс  входами блока 13, Входы схемы 23 совпадений соответственно соединены с одним из выходов дешифратора 21 и выходом схемы 17 совпадений первый вход схемы 24 совпадений соединен с выходом схемы 22 совпадений второй вход схемы 24 совпадений, соединенный внутри блока 13 с c6poco вым входом счетчика 27, соединен с выходом синхронизатора 3. В варианте контрол  проката нормальными волнами устройство работает следующим образом. Каждый из пьезопреобразователей 28 и 29 при возбуждении посылает импульс ультразвуковых колебаний в направлении дальней по отношению к этому пьезопреобразователю кромки полосы 30. Генератор 2 калиброванной частоты вырабатывает импульсы, частоты которых выбираютс  так, чтобы обеспечить удобство измерени  рассто ни  подсчетом количества этих импульсов , например 1 импульс на 1 мм в стали. Каждый преобразователь контролирует свою, дальнюю дл  себ  половину ширины полосы. Непосредственно прилегающа  к преобразователю часть полосы им не контролируетс , начало строба дефекта формируетс  несколько позже, чем возбуждаетс  излуча тель (фиг. 4 ж). Соответственно двум идентичным каналам контрол  система управлени  стробированием по очереги вырабатывает две серии стробирующих импульсов (на фиг. 4 представлена одна сери , соответствующа  одному полутакту ) . Второй полутакт аналогичен первому. Пьезопреобразователь посылает в полосу зондирующие импульсы, которые отражаютс  от дефектов полосы и ее кромки, принимаютс , преобразуютс  в электрические сигналы, усиливаютс  дефектоскопом 4 (фиг. 4 м) и поступают на пик-детектор 5, Во врем  действи  строба донного, поступающего с выхода схемы 22 совпадений (фиг. 4 л) пик-детектор 5 запоминает наибольшее из прин тых с начала действи  строба донного значений прин тых импульсов (фиг. 4 о), причем дл  каждого нового значени  в момент прохождени  максимума импульса вырабатывает импульс (фиг, 4 н), который записывает в блок 7 пам ти содержимое счетчика 6. Блок 7 пам тидл  рассматриваемого случа  выполн етс  двухканальным, каждый из каналов работает на свой полутакт. Блок 7 пам ти может выполн тьс  с произвольным количеством каналов, например, при контроле толстых листов продольными волнами количество каналов блока пам ти равно удвоенному количеству искателей, так как запоминаетс  рассто ние до передней и задней псверхностей издели  дл  каждого искател  отдельно. В исходном состо нии регистры блока 7 пам ти заполнены информацией , записанной в предыдущем такте, счетчики 6,11,9,12 и 27 сброшены , содержимое счетчика 8 произвольно , триггеры 14,15,16 ti 26 наход тс  в состо нии логического О на выходе, схемы17,18,19 и 23 не пропускают на счетные входы соответствующих счетчиков импульсы генератора 2 калиброванной частоты. Пусковым импульсом синхронизатора 3 формируетс  зондирующий импульс очередного пьезопреобразовател , и включаетс  блок 1 управлени  (фиг.4 а), В блоке 1 управлени  триггер 16 переходит в состо ние Ч и схе-ма 19 совпадений пропускает на счетный вход счетчика 11 импульсы генератора 2. Одновременно в счетчик 8 из блока 7 пам ти заноситс -записанное в предыдущем такте содержимое счетчика 6 дл  соответствующего канала {фиг. 4 в),

Емкости счетчиков 6 и 8 равны. Счетчик 11 постепенно заполн етс  (фиг. 4. б) . Когда его содержимое достигнет величины, oпpeдejf eмoй коммутацией схемы 20 совпадений, т.е. в момент времени Т, (фиг. 4 б,в) срабатывает схема 20 совпадений, перевод  триггер 14 в состо ние , так что о.ткрываетс  схема 17 совпадений , котора  пропускает на счетный вход счетчика 8 импульсы генератора 2 (фиг. 4 в). При заполнении счетчика 11 импульсом переполнени  этого счетчика переводитс  в состо О

триггер 16, закрыва  схение

му 19 совпадений, и счетчик 11 останавливаетс . Одновременно переходит в состо ние триггер 15, открываетс  схема 18 совпадений, и счетчик б включаетс  в режим счета (фиг. -4 г) . При заполнении счетчика на его выходе по вл етс  счетный импульс , поступающий на счетный вход счетчика 12. Когда содержимое счетчика 12 достигнет значени , соответствующего закоммутированному на входах схемы 22 совпадений числу, на выходе этой схемы по витс  импульсстроб донного (фиг. 4 л), который подаетс  на выход блока 10. стробировани . Этот же строб донного с выхода схемы 22 совпадений включает в работу пик-детектор 5, разреша  занесение содержимого счетчика б в блок 7 пам ти. Аналогично импульсы заполнени  счетчика 8  вл ютс  счетными импульсами дл  счетчика 9. По мере заполнени  счетчика 9 последовательно на выходах дешифратора 21 по вл ютс  строб-импульсы зоны дефектов - первый, второй и т.д. (фиг. 4 ж,в,и,к). Состо ни  счетчика 6 графически представленына фиг. 4,д, состо ни  счетчика 8 - на фиг. 4,е. Выходы дешифратора 21 и схемы 22 совпадений  вл ютс  выходами блока 10 стробировани . Последний выход дешифратора 21 используетс  дл  того, чтобы в конце полутакта сбросить все счетчики в исходное состо ние, в следующем полутакте процесс повтор етс  дл  второго канала. Таким образом, на выходах дешифратора 21 формируютс  стробы зон.дефектов, на выходе схемы 22 совпадений формируетс  строб донного, их временное расположение видно из диаграмм фиг, 4, ж,з,и,к,л дл  случа  четырех зон дефектов.

Таким образом, блок 10 стробировани  обеспечивает формирование стробов дефектов и строба донного, которые необходимы дл  анализа сигнала с выхода дефектоскопа 4 и обработки этого сигнала.

Блок 13 контрол  ширины воспринимает в свой счетчик в первом полутакте рассто ние от первого преобразовател  до кромки L,/ во втором полутакте - рассто ние от второго преобразовател  до кромки Lj , Сумма Lv+L.i с точностью до посто нной величины выражает ширину полосы, В блоке 13 контрол  ширина провер етс  превысила ли эта сумма заданное значение минусового допуска, если нет, выдаетс  сигнал Полоса узка  .

В данном варианте блок 13 контрол  ширины работает следующим образом .

Счетчик 27 блока 13 контрол  ширины получает счетные импульсы генератора 2 на свой счетный вход с выхода схемы 17 совпадений через схему 23 при условии, что счетчик 9 пустой (т.е. единица на первом выходе дешифратора 21). Содержимое счетчика 27 анализируетс  схемой 25 совпадений. В конце второго полутакта стробом донного триггер 26 сбрасываетс  через схему 24 совпадений

О

в состо ние

затем, если содержимое счетчика 27 соответствует коммутации схемы 25 совпадений, триггер 26 возвращаетс  выходным сигналом схемы 25 совпадений в состо ние

; если указанного соответст и  нет, на выходе триггера 26 остаетс  О, т.е. сигнал Полоса узка ,  вл ющийс  выходным сигналом устройства. В начале первого полутакта сигналом тактового генератора счетчик 27 сбрасываетс .

Особенностью работы системы  вл етс  то, что строб дефекта и строб донного сигнала перекрываютс , В пределах строба донного сигнала могут находитьс  как сигналы от дефектов , так и донный сигнал. Пикдетектор 5 выбирает из них сигнал максимальной амплитуды, который и принимаетс  за донный сигнал. Коммутацией схемы 20 совпадений обеспечиваетс  нужное рассто ние конца строба дефекта от донного сигнала. Использование широкого строба Донного

сигнала придает системе стробировани  высокую устойчивость при колебани х толщины издели , а возможность расположить конец строба дефекта на любом произвольно малом рассто нии от донного сигнала обеспечивает повышение точности стробировани  за счет исключени  прикромочной мертвой зоны. При этом грубый кромочный дефект, сигнал от которого не превосходит донного сигнала , не-повли ет на работу системы . Этот же эффект, попавший в строб донного, сигнал от которого превосходит сигнал от донного, будет восприн т как донный, однако . блок 13 контрол  ширины выдаст сигнал Полоса узка . При прохождении дефекта система оп ть будет работать правильно.

Емкости счетчиков б н 8, соответствующие номинальной толщине (ширине ) издели , с помощью ручного эадатчика номинала (не показан) устанавливаютс  перед, процессом контрол 

При контроле плоскопараллельных изделий эхо-методом используетс  один канал.

Применение предлагаемого изобретени  позвол ет повысить надежность при контроле проката и аналогичных изделий за счет уменьшени  прикромочной мертвой зоны.

Фиг.З

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУК КОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее блок управления, генератор калиброванной частоты, последовательно соединенные синхронизатор, дефектоскоп и пик-детектор, последовательно соединенные первый счетчик, блок памяти, второй и третий счетчики, блок стробирования, четвертый и пятый счетчики, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено блоком контроля ширины изделия, блок управления выполнен в виде трех триггеров, соответственно соединенных своими первыми входами с выходами последних трех схем совпадений, соединенных своими выходами со счетными входами соответственно 'второго, первого и четвертого счетчиков, а своими вторыми входами - с генератором калиброванной частоты, и соединенной с первым выходом четвертого счетчика четвертой схемы совпадений, соединенной своими выходом с первым входом первого триггера, синхронизатор соединен с первым входом третьего триггера, второй выход четвертого счетчика соединен с первым входом второго и вторым входом третьего триггеров, блок стробирования выполнен в виде соединенного с выходом третьего счетчика дешифратора, соединенного последним выходом _β с входами сброса первого, третьего, $ четвертого, пятого счетчиков и вторыми входами первого и второго триггеров, и соединенной с выходом пятого счетчика пятой схемы совпадений, соединенной с управляющим входом пик-детектора, блок контроля ширины изделия соединен с первым выходом дешифратора, выходами первой и пятой схем совпадений и синхронизатора выход пик-детектора подключен к управляющему входу блока памяти, а синхронизатор подключен к третьим входам блока памяти и второго счетчи ка.

   >