SU1516959A1

SU1516959A1 - Ультразвуковое устройство дл контрол качества изделий

Info

Publication number: SU1516959A1
Application number: SU874254742A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Семенович Демченко; Александр Михайлович Миронов
Original assignee: Кишиневское Проектно-Конструкторское Бюро Автоматизированных Систем Управления
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1989-10-23

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю изделий теневым ультразвуковым методом и может быть использовано дл контрол изделий с переменной толщиной. Цель изобретени - повышение достоверности контрол и расширение функциональных возможностей за счет определени толщины издели . Изделие прозвучивают сначала высокочастотным сигналом и определ ют рассто ние от преобразователей 1 и 2 установленных снаружи и внутри полого издели 3, до стенок издели так определ ют толщину издели 3 в данном участке сканировани . Вычислительный блок 14 по толщине управл ет амплитудой узлучаемого низкочастотного сигнала, проход щего сквозь стенд издели . Прин тый преобразователем 2 сигнал обрабатываетс временным и амплитудным селекторами и поступает на регистратор 18 . 1 ил.

Description

(Л

ел

а со ел

со

315

гых возможностей за счет определени толщины издани . Изделие прозвучипа- ют сначала высокочастотным сигналом и определ ют рассто ние от преобразователей 1 и 2, установленных снаружи и внутри полого издели 3, до стенок издели . Так определ ют толщину издели 3 в данном участке сканирова169594

ии . Вычислительный блок 14 по толщине управл ет амплитудой излучаемого низкочастотного сигнала, проход ще го сквозь стенд издели . Прин тый

преобразователем 2 сигнал обрабатываетс временным и амплитудным селек-. торами и поступает на регистратор

. 18. 1 ил.

Изобретение относитс к неразрушающему контролю изделий ультразвуко вым методом и мокет быть использовано дл автоматического контрол качества структурно-неоднородных, например композитных, изделий с переменной толщиной стенки теневым методом,

Цель изобретени - повьшение достоверности контрол качества изделий за счет исключени помех, маскирующих от дефекта, и расширение функциональных возможностей за счет оп- ределени также и толщины издели .

На чертеже представлена структурна схема устройства дл контрод качества изделий.

Устройство дл автоматического контрол качества изделий содержит акустические преобразователи 1 и 2, установленные снаружи и внутри полого издели 3, размещенного на платформе 4, вращающейс с помощью электропривода 5. Преобразователи 1 и 2 перемещаютс вдоль оси вращающегос издели 3 механизмом 6 перемещени , управл емого сигналами датчика 7 координат и частоты вращени платформы 4 (например фотоэлектри-, ческого датчика).

Преобразователь 1 подключен к выходу генератора 8 низкочастотных - импульсов, вход которого соединен с первым выходом синхронизатора 9, подключенного к входу генератора 10 высокочастотных импульсов, по выходу соединенного с первым входом - выходом аналогового коммутатора 11 и входом усилител 12 высокочастотных сигналов, выход которого подключен к входу измерител 13 временных интервалов , а выход последнего - к информационному входу В вычислительного программируемого блока 14, например ЭВМ (устройства ввода и вывода сигналов вычислительного устройства 14 (не показаны). Стартовый вхоц

измерител 13 и сигнальный вход Л вычислительного блока 14 соединены с вторым выходом синхронизатора 9.

Первый выход С вычислительного блока 14 подключен к регулирующему входу амплитуды генератора 8 низкочастотных импульсов.

Управл ющий вход коммутатора 1 1 подключен к третьему выходу синхронизатора 9, второй вход - выход - к преобразователю 1, а третий вход выход - к преобразолателю 2, с которым также соединен вход усилител 15 низкочастотных сигналов. Выход последнего подключен к информационному входу временного селектора 16 (стробирующего блока), стартовый вход задержки стробирующего импульс которого соединен с первым выходом синхронизатора 9, соединенным с входом сброса пикового детектора в амплитудном селекторе 17,

Регулирующий вход задержки стробирующего импульса временного селектора 16 соединен с вторым информационным выходом Е вычислительного блока 14 а выход селектора 16 - с входом амплитудного селектора I7 (пиковый детектор с пороговым устро ством), по выходу подключенного к регистратору 18 (сигнализатору дефектов ) и информационному входу F вычислительного блока 14, вход К которого соединен с выходом датчика 7 координат контролируемого участка издели 3.

Выходные и служебные сигналы вычислительного блока 14 дл начальной установки и пуска синхронизатора 9, злектропривода 5, механизма 6 перемещени преобразователей 1 и 2, а также стандартные устройства ввода - вывода данных в ЭВМ не показаны .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии измер етс (либо вычисл етс ) и вноситс в вычислительный блок 14 базова величина периода TO распространени ультразвукового импульса от преобразовател 1 до преобразовател 2 и обратно при отсутствии издели 3 между ними, а также коэффициенты К, и К, учитывающие затухание и скорость распространени ультразвуковых волн в материале издели 3. Преобразователи 1 и 2 устанавливаютс в верхней части издели 3, включаетс электропривод 5 вращени платформы 4 По сигналам оборота, получаемым от датчика 7, механизм 6 перемещени опускает преобразователи 1 и 2 на заданную величину, чем обеспечиваетс сканирование всего издели 3,

В первом такте синхронизатор 9 устанавливает коммутатор 11 в положение соединени преобразовател 1 с выходом генератора 10 высокочастотных импульсов и входом усилител 12 высокочастотных сигналов,

Во втором такте синхронизатор 9 возбуждает генератор 10, запускает измеритель 13, инициирует ввод данных (если они есть) по входам F и К в вычислительный блок 14, воздейству на его вход А, При этом возбужденный генератором 10 преобразователь 1 излучает высокочастотный импульс в сторону наружной поверхности издели 3 и принимает эхосигнал от него, который, пройд через коммутатор 11 и усилитель 12, останавливает измеритель 13, по сигналу которого результат измерени периода Т от излучени импульса преобразователем 1 до приема им эхосигнапа запоминаетс в вычислительном бло- ,ке 14,

В третьем такте синхронизатор 9 воздействует на коммутатор 11, перевод его в положение соединени преобразовател 2 с выходом генератора 10 и входом усилител 12,

Четвертый такт аналогичен второму , при этом в вычислительном блоке 14 запоминаетс период Т между излучением импульса преобразователем 2 и приемом эхосигнапа от внутренней поверхности издели 3, после чего производитс вычисление уставки М, задающей амплитуду импульса генератора 8, по формуле M, TO-(T + + Т )К ,. Уставка К , выводитс через

первый информационный вмход С на регулирующий вход генератора 8.

В п том такте синхронизатор 9 выдает стартовый сигнал на вход генератора 8, стартовый пход задержки стробирующего импульса временного селектора 16, вход сброса амплитудного селектора 17, Вычислительный

0 блок 14 при этом вычисл ет уставку М задержки строб-импульса по фор- М, TO - (т , + Т)К, и выводит ее через второй информационный выход Е на регулирующий вход задержки стро5 бирующего импульса временного селектора 16. Генератор 8 возбуждает преобразователь 1 с амплитудой, задаваемой величиной уставки М (определ емой толщиной издели 3 Е зоне сканирова0 ни ), низкочастотный ультразвуковой сигнал преобразовател 1 проходит через стенку издели 3, затухает в зависимости от качества материала и принимаетс преобразователем 2,

5 Затем этот сигнал, пройд через усилитель 15, поступает н информационный вход временного селектора 16, в котором в данный момент времени, определ емый уставкой М-, вырабаты0 ваетс короткий стробируюишй импульс (длительностью несколько микросекунд). В период действи последнего амплитуда импульса, прошедшего через изделие 3, фиксируетс на пиковом детекt торе амплитудного селектора 17, с которого считываетс по входу F вычислительным блоком 14 (при воздействии нашего вход А стартового импульса в очередном такте работы синхроQ низатора 9), а также через пороговое устройство селектора 17 может поступать на регистратор (сигнализатор дефектов ) 18 (в п том такте синхронизатора 9 амплитудный селектор 17 вновь

5 переводитс в исходное состо ние),

При этом реверберационный сигнал, возникающий в изделии 3 вследствие переотражени между дефектом и сло ми издели , его гран ми, выступами

и впадинами, име большее врем распространени ,приходит на преобразователь 2 после того, как закрываетс временной селектор 16. Поэто- му такой сигнал не поступает в вычислительный блок 14 и не маскирует сигнал о дефекте, как это имеет место в известных системах контрол . Этим повышаетс достоверность контрол качества изделий, котора до5

попнителыю обеспечиваетс также за счет прозвучиват1Я издели 3 импульсами , амплитуда которых вл етс функцией толщины издели . Предлагаемое устройство обеспечивает вы вление дефектов, частично проницаемых дл ультразвука, наход щихс в структруно-неоднородных, например композитных, материалах (за счет введени функциональной зависимости излученного сигнала от объема проз- вучиваемого материала),

Кроме того, одновременно с вы влением несплощностей формируетс необходима информаци41 о геометрических параметрах издели - толщине наружном и внутреннем диаметре, овальности, разностенности. Дл получени их в вном виде достаточно в вычислительный блок 14 (ЭВМ) предварительно ввести базовые даншпе полученные известными способами путем установки на платформе А соответствующих испытательных /контрольных ) образцов, по которым считываютс и запоминаютс зталонные (базовые ) значени соответствующих сигналов , и сравнивать с ним текущие данные измерител 13 периода распространени эхосигналов между преобразовател ми 1 и 2 изделием 3,

Толщина издели 3 определ етс разностью периодов TQ - (т , + Т,), прочие геометрические параметры, вычисл ютс по изменению величин Т и Tj

в пределах оборота издели 3 и сравннием с аналогичными величинами, полученными при сканировании соответствующего испытательного (зталонно- го) образца.

,

10

15

20

169598

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковое устройство дл контрол качества изделий, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор низкочастотных сигналов и первый акустический преобразователь, последовательно соединенные второй акустический преобразователь, усилитель низкочастотных сигналов, временной селектор амплитудный селектор и регистратор и блок сканировани , отличающеес тем, что, с целью повы- шегш достоверности и расщирени функциональных возможностей путем измерени также и толщины изделий, оно снабжено последовательно соединенными генератором высокочастотных сигналов, усилителем высокочастотных сигналов, измерителем временных интервалов и вычислительным блоком, первый выход которого подключен к управл ющему амплитудой входу генератора низкочастотных сигналов, а второй выход - к управл ющему входу временного селектора, датчиком координат акустических преобразователей, выход которого подключен к вычислительному блоку, и коммутатором, информационный вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных сигналов, два выхода - к входам акустических преобразователей соответственно , а выход синхронизатора подключен к стартовым входам вычислительного блока, измерител временных интервалов, входу генератора высокочастотных сигналов и управл ющим входам коммутатора, временного селектора и амплитудного селектора.

25

30

35