SU1499222A1 - Ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано дл  дефектоскопии материалов и изделий металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона рабочих частот, повышение помехоустойчивости и достоверности контрол  за счет устранени  вли ни  фазового сдвига тактовых импульсов аналого-цифрового преобразовател  относительно максимумов полуволн принимаемого ультразвукового сигнала при изменении рабочих частот дефектоскопа. Использование в устройстве дополнительных блоков: цифроаналогового преобразовател , стробируемого компаратора, четырех одновибраторов, двух схем И, двух схем ИЛИ и триггера, позвол ет измер ть максимальное значение прин того ультразвукового сигнала за цикл зондировани  в пределах длительности зоны контрол  в широком диапазоне рабочих частот дефектоскопа и при воздействии высокочастотной помехи без перестройки блоков формировани  тактовых импульсов в процессе контрол . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано дл  дефектоскопии материалов и изделий металлургической,машиностроительной и других отраслей промышленности.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона рабочих частот, повышение помехоустойчивости и досто- верхности контрол  за счет устранени  вли ни  фазового сдвига тактовых импульсов аналого-цифрового преобразовател  относительно максимумов полуволн принимаемого ультразвукового сигнала при изменени х рабочих частот дефектоскопа.

На фиг. представлена структурна  схема ультразвукового дефектоскопа;

на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор импульсов возбуждени , ультразвуковой преобразователь 2 и усилитель 3, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦЛ) 4 и регистратор 5 « компаратор 6, последовательно соединенные первый одновибратор 7, вход которого подключен к выходу генератора импульсов возбуждени , второй одновибратор 8 и третий одновибратор 9, выход которого подключен к второму входу регистратора 4, четвертый одновибратор 10, последовате.ттьно соединенные первую схему И II, вход которой подключен

4

Ю

к выходу компаратора 6, первую схему ИЛИ 12, триггер 13 и вторую схему И 14, выход которой подключен к тактируемому входу АЦП 4, вторую схему ИЛИ 15, генератор 16 тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, вход которого подключен к выходу АЦП 4, выход - к первому входу компаратора 6, выход гене- ратора 16 тактовых импульсов подключен к вторьп входам компаратора 6, триггера 13 и второй схемы И 14.и первому входу второй схемы ИЛИ 15, третий вход компаратора 6 подключен к аналоговому входу АЦП 4 и выходу усилител  3, второй вход схемы ИЛИ 15 подключен к выходу первой схемы ИЛИ 12, выход второго одновибратора 8 подключен к входу четвертого одно- вибратора 10-и второму выходу первой схемы И 11, выход четвертого одно- вибратора 10 подключен к второму входу первой схемы ИЛИ 12,

В качестве элементной базы дл  быстродействующего параллельного АЦП может быть использована микросхема 1107 Пв2, дл  ЦАП - микросхема 118ПА1, а дл  компаратора - микросхема К597СА2 с возможностью строби- ровани  и. запоминани  выходного сигнала .

Позици ми 18-41 на .фиг.2 обозначены сигналы с блоков усилител  3 . дефектоскопа.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов возбуждени  вырабатывает импульсы 18 (фиг.2) с периодом повторени , определ ющим цикл работы дефектоскопа. Под воздействием импульса 18 первый одновибра- тор 7 (фиг.1) вырабатывает импульс

19задержки, длительность которого определ ет неконтролируемую зону, задаваемую оператором. Отрицательным фактором импульса 19 задержки запускаетс  второй одновибратор 7, вырабатывающий импульс 20 зоны контрол , длительность которого задаетс  оператором . Положительным фронтом импульс

20зоны контрол  запускаетс  четвертый одновибратор 10, вырабатывакщий импульс 21 начальной установки, а отрицательным фактором - третий одно вибратор 9, вырабатывающий импульс

22 записи.

Ультразвуковой преобразойатель 2 преобразует электрический импульс

18 возбуждени  в акустический сигнал который распростран етс  в контролируемом изделии, отражаетс  от неод- нородностей в нем и принимаетс  ультразвуковым преобразователем 2, который преобразует ультразвуковые колебани  в электрический сигнал, поступающий на вход усилител  3. Усиленный сигнал 23 дефекта с выхода усилител  3 поступает на первый вход аналого-цифрового преобразовател  4. Условно сигнал 23 дефекта изображен с периодом частоты заполнени  и амплитудой в увеличенном временном и амплитудном масштабе, содержит первый 24 и третий 25 полупериоды с показанным соотношением амплитуд. Генератор 16 тактовых импульсов вырабатывает последовательность тактовых импульсов 26. Тактовые импульсы 27 генератора 16 поступают на вторые входы триггера 13 и второй схемы И 14. Четвертый одно- вибратор 10 вырабатывает импульс 28 начальной установки длительностью в 2-2,5 периода тактовых импульсов 27, поступающий на второй вход перво схемы ИЛИ 12, с выхода которой он поступает на информационный вход триггера 13, подготавлива  следующий этап работы. Положительным фронтом очередного тактового импульса 27, поступившего после импульса 28 началной установки, триггер 13 взводитс  и вырабатывает импульс 29 управлени  поступающий на первый вход второй схемы И 14. На второй вход второй схемы И 14 поступают тактовые импулсы 27 и проход т через нее на тактируемый вход аналого-цифрового преобразовател  4. Так как длительность импульса начальной установки выбрана в пределах 2-2,5 тактовых импульсов 27, то на выход второй срсемы И 14 проход т два импульса 30 установки. Их количество выбрано равным двум, так как зто минимальное число импульсов , обеспечивающих прохождение информации с входа аналого-цифрового преобразовател  4 на его выход.

Таким образом, в начале импульса 20 зоны контрол  на выходе АЦП 4 устанавливаетс  код начального значени  сигнала. Если он равен нулю, значит устанавливаетс  код нул . С приходом первого ползтериода 24 сиг- напа 23 дефекта на третий вход компаратора 6, превьппающего пороговый

уровень, поступающий с BI,IXO;.U цифро- аналогового преобразоп тел  17 на первый вход компаратора 6, и тактового импульса 26 на второй вход ком- паратора 6 вырабатываетс  первый импульс 31 управлени  компаратора 6, который в виде импульса 32 увеличенного масштаба представлен на фиг.2. При разрешающем импульсе 20 зоны Ю контрол , поступающем на второй вход первой схемы И П, импульс 32 через первую схему ИЛИ 12 поступает на первый вход триггера 3 и второй вход второй схемы ИЛИ 15. С приходом 15 положительного фро.нта первого тактового импульса 27 после импульса 32 триггер 13 взводитс , и, вырабатыва  импульсы 33, открывает вторую схему И 14, котора  начинает пропускать 20 последовательность тактовых импульсов 34 первого полупериода. Втора  схема ИЛИ 15 под воздействием тактовых импульсов 27 и импульса 32 управлени  вырабатывает последовательность 25 импульсов 35 сброса, отрицательным фронтом которых триггер 13 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Отрицательный фронт импульса 36 сброса формируетс  по окончании последнего 30 тактового импульса 27. Нулевое состо ние триггера 13 запрещает поступление тактовых импульсов 27 через вторую схему И 14 и на тактируемый вход АЦП, Следовательно, пока возрас- g тает уровень первого полупериода 24 и формируетс .импульс 31 управлени  компаратора 6, на тактируемый вход АЦП 4 поступает перва  последовательность 37 тактовых импульсов. На 40 выходе АЦП 4 формируетс  код возрастающего напр жени . Цифроаналоговый преобразователь 17 преобразует этот код и вырабатывает аналоговый сигнал 38, Во врем  поступлени  третьего 45 полупериода 25 на вход компаратора 6 с момента превышени  его уровн  над установленным значением порога на первом входе формируетс  второй импульс 39 управлени  компаратора, gQ под воздействием которого втора  схема И 14 вырабатывает вторую после- довательнвсть 40 тактовых импульсов, а на АЦП 4 формируютс  коды возрастамщего напр жени  третьего gg полупериода 25. По окончании импульса 20 зоны контрол  импульсом 22 записи код наибольшего значени  сигнала 23 дефекта заноситс  в рег истр 7-ор 5, и г;ифровой код 41 фиксируетс  в его  чейке.

Таким образом, дефектоскоп позвол ет измер ть максимальное значение прин того ультразвукового сигнала за один цикл зондировани  в пределах длительности зоны контрол  в широком диапазоне рабочих частот (Ог7 МГц) и при воздействии высокочастотной помехи без перестройки блоков формировани  тактовых импульсов в процессе контрол .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов возбуждени , ультразвуковой преобразователь и уси литель,.последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и регистратор и компаратор, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих частот, повышени  помехоустойчивости и достоверности контрол ,он снабжен последовательно соединенными первым одновибра тором, вход которого подключен к выходу генератора импульсов возбуждени , вторым одновибратором и третьим од- новибратором, выход которого подключен к второму входу регистратора, четвертым одновибратором, последовательно соединенными первой схемой И, вход которой подключен к выходу компаратора , первой схемой ИЛИ, триггером и второй схемой И, выход которой подключен к тактируемому входу аналого-цифрового преобразовател , второй схемой ИЛИ, генератором тактовых импульсов и цифроаналоговым преобразователем , вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател , выход - к первому входу компаратора, выход генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам компаратора, триггера и второй схемы И и первому входу второй схемы ИЛИ, третий вход компаратора подключен к аналоговому входу аналого- цифрового преобразовател  и выходу усилител , второй вход второй схемы ИЛИ подключен к выходу первой схемы ИЛИ, выход второго одновибратора подключен к входу четвертого одно- вибратора и второму входу первой схемы И, а выход четвертого одновибратора подключен к входу первой схемы ИЛИ,