SU1580248A1 - Устройство дл комплексной проверки автоматизированных систем ультразвукового контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано в механизированных и автоматизированных системах ультразвукового контрол  в различных отрасл х машиностроени . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности ультразвукового контрол  за счет комплексной проверки работоспособности приемного тракта с имитацией дефектов. Задержанные во времени синхроимпульсы запускают генератор ударного возбуждени , имитирующий сигналы с приемного электроакустического преобразовател . Модул тор осуществл ет амплитудную модул цию сигналов генератора ударного возбуждени , имитиру  дефект контролируемого издели . С выхода модул тора усиленные по амплитуде сигналы поступают на вход коммутатора аналоговых сигналов, который подает их на вход приемного тракта системы ультразвукового контрол . Первый и второй счетчики определ ют соответственно координаты X и Y пространственно расположени  имитируемого дефекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано в механизированных и автоматизированных системах ультразвукового контрол  в различных отрасл х машиностроени .

Цель изобретени  - повышение надежности ультразвукового контрол  за счет комплексной проверки работоспособности приемного тракта с имитацией дефектов.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - коммутатор аналоговых сигналов.

Устройство содержит формирователь 1 модулирующего сигнала, последовательно соединенные схему 2 совпадени  и блок 3 задержки, последовательно соединенные модул тор 4 и усилитель 5, кнопку Самопроверка 6, первый RS-триггер 7, первый счетчик 8, второй RS-триггер 9, генератор 10 ударного возбуждени , коммутатор 11 аналоговых сигналов, четырехканальный коммутатор 12, последовательно соединенные генератор 13 пр моугольных импульсов, делитель 14 частоты, вто- рой счетчик 15 и дешифратор 16, кнопда о го

««&,

ку Стоп 17, инвертор 18, элемент И-НЕ 19, последовательно соединенные кнопку Пуск 20 и элемент ИЛИ 21, выход которого соединен с S-ходом первого триггера 7, R-вход которого соединен с кнопкой Стоп 17, первый вход 22 схемы 2 совпадени  предназначен дл  подключени  к синхронизатору системы ультразвукового контрол , пр мой выход второго RS-триггера 9 соединен с вторым входом схемы 2 совпадени , выход формировател  1 модулирующего сигнала соединен с первым входом модул тора 4, генератор 10 ударного воабуждени  включен между блоком 3 задержки и вторым входом модул тора 4, первый вход коммутатора 11 аналоговых сигналов соединен с выходом усилител  5, второй вход 23 предназначен дл  подключени  к приемному преобразователю, третий вход управлени  соединен с пр мым выходбм второго триггера 9 и входом управлени  четырехканального коммутатора 12, и выход 24 предназначен дл  подключени  к входу приемного тракта системы ультразвукового контрол , первый вход первого канала четырехканального коммутатора 12 соединен с выходом делител  14, второй вход 25 предназначен дл  подключени  к датчику координаты Y системы, а выход 26 - дл  подключени  к входу координатного канала Y системы, первый вход второго канала соединен с входом первого счетчика 8 и выходом старшего разр - да второго счетчика 15, второй вход 27 предназначен дл  подключени  к датчику координаты X системы, а выход 28 - к входу координатного канала X системы, первый вход третьего канала соединен с инверсным входом второго триггера 9 и R-входами первого 8 и второго 15 счетчиков, второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера 7, а выход 29 предназначен дл  подключени  к входу управлени  Стоп системы, первый вход четвертого канала соединен с пр мым выходом второго триггера 9 и вторым входом элемента ИЛИ 21, второй вход - с пр мым выходом первого триггера 7, а выход 30 предназначен дл  подключени  к входу управлени  Пуск системы ультразвукового контрол , второй вход дешифратора 16 соединен с выходом пер . вого счетчика 8, а выход - с первым входом формировател  1 модулирующего

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сигнала, второй вход которого соеди- нен с выходом генератора 13 пр моугольных импульсов, инвертор 18 включен между выходом старшего разр да первого счетчика 8 л R-входом второго триггера 9, S-вход которого соединен с выходом 31 элемента И-НЕ 19 и служит дл  подключени  к входу Самопроверка системы ультразвукового контрол , первый вход которого соединен с кнопкой Самопроверка 6, а второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера 7.

Коммутатор 11 аналоговых сигналов (фиг. 2) содержит электромагнитное реле 32, включенное в коллектор транзистора 33, база которого  вл етс  третьим входом коммутатора 11 аналоговых сигналов, а эмиттер заземлен. Нормально замкнутый неподвижный контакт реле  вл етс  вторым входом коммутатора 11, нормально разомкнутый контакт - первым входом а выходом  вл етс  подвижный контакт.

Устройство работает следующим образом .

В режиме Самопроверка сигнал с кнопки 6, пройд  через схему 19, поступает (выход 31) в систему автоматизированного контрол , информиру  о режиме работы. Этот же сигнал устанавливает в единичное состо ние первый триггер 9, обеспечивает переключение коммутаторов 11 и 12, В этом случае приемный тракт системы подключаетс  к выходу усилител  5, а входные узлы подключени  датчиков координат подключаютс  к выходу делител  14 частоты и к последнему выходу второго счетчика 15. По переднему фронту сигнала Пуск на выходе 30 формируетс  сигнал Пуск, поступающий в систему контрол  и инициирующий начало ее работы. Система контрол  начинает вырабатывать синхроимпульсы, поступающие на вход 22 цифрового устройства . Схема 2 совпадени  разрешает прохождение синхроимпульсов на генератор 10 ударного возбуждени , так как на втором входе схемы совпадени  установлен разрешающий уровень сигнала , пр мого выхода триггера 9.

Генератор 10 на каждый синхроимпульс формирует радиоимпульс, близкий по характеристикам к радиоимпульсам на приемном УЗ-преобразователе системы . Имитируемый УЗ-сигнал задержан относительно синхроимпульса на врем ,

задаваемое блоком 3 задержки, равное времени распространени  реапьно- го УЗ-сигнала в материале контролируемого издели . Последовательность радиоимпульсов модулируетс  по амплитуде в модул торе 4, усиливаетс  усилителем 5 и поступает на вход усилител  системы и обрабатываетс  блоками обработки.

Одновременно с УЗ-сигналами в систему поступают импульсы с выхода делител  14 частоты и последнего выхода счетчика 15, имитирующие работу координатных датчиков.

Поступающие с цифрового устройства сигналы принимаютс  и обрабатываютс  по заложенным в систему алгоритмам приема и обработки реальных сигналов.

При переполнении счетчика 8 ецинич-20 и зависит от параметров и закона ска5302486

базе интегрального ЦАП (например, 572ПА1), путем изменени  цифрового кода сигнала управлени , поступающего с формировател  1.

Амплитуда выходного сигнала модул тора пр мо пропорциональна цифровому коду п. При увеличении п амплитуда

U увеличиваетс , и наоборот. На качественном участке издели  Ugt(x устанавливаетс  большим,чем на дефект- ном участке.

При механизированном контроле издели  момент по влени  дефекта, что выражаетс  в относительном изменении амплитуды последовательности УЗ-сиг- налов, определ етс  пространственным расположением дефекта в материале контролируемого издели , ,°го формой

ный сигнал его последнего разр да через инвертор 18 сбрасывает триггер 9. Цифровое устройство переходит в исходное состо ние. При этом сигнал Пуск на выходе 30 снимаетс  и возникает сигнал Стоп на выходе 29. По сигналу Стоп автоматизированна  система заканчивает обработку поступившей информации и выдает результаты контро35

40

л , так как в режиме Самопроверка 30 скана (переполнение счетчш.а 15) ус- в автоматизированную систему подаетс  известный (запрограммированный) поток информации и известны алгоритмы приема и обработки этой информации, то полученный результат (при исправной аппаратуре)  вл етс  известным (прогнозируемым ) . УЗ-сигналы и сигналы координатных датчиков цифровой системы проход т по тем же каналам, что и реальные сигналы при контроле и обрабатываютс  одними блоками обработки (программами). Сравнение полученных результатов с прогнозируемыми дает информацию о состо нии (исправно или неисправно) каналов приема и обработки информации системы.При совпадении результатов обработки совокупность сигналов в режиме Самопроверка свидетельствует о исправности системы контрол  и готовности ее к проведению контрол  реального издели .

По вление дефекта в материале издели  при теневом методе контрол  приводит к относительному уменьшению амплитуды УЗ-сигнала на приемном преобразователе . Имитаци  по влени  дефекта в последовательности имитируемых УЗ-сигналов осуществл етс  с помощью модул тора, реализованного &

45

50

55

ловный преобразователь скачкообразно перемещаетс  на новый скан. Содержимое счетчика 15 обнул етс  (начало скана), а содержимое счетчика 8 увеличиваетс  на единицу (переход на t:c вый скан). Длина контролируемого уча стка издели  по оси У определ етс  емкостью счетчика 15, а по оси X - емкостью счетчика 8.

Дешифратор 16 з каждый текущий мо мент времени анализирует координатно положение условного преобразовател  на изделии и вырабатывает нулевой (при отсутствии дефекта) или единичный (при наличии дефекта) сигнал, по ступающий на первый вход формировате л  модулирующего сигнала. Пространст венное расположение имитируемых дефектов на изделии задаетс  организацией св зей. Амплитуда УЗ-сигнала при механизированном контроле контак ным методом существенно (k пор дка 6-10 дБ) измен етс  даже на качественных участках за счет нестабильности контакта преобразовател  с шероховатой поверхностью издели . Дл  имитации этих колебаний амплитуды УЗ- сигнала цифровой код управл ющего сигнала дополнительно модулируетс  в

лировани .

Имитаци  построчного сканировани  преобразовател ми поверхности издели  осуществл етс  посредством генератора 13, делител  14 частоты, счетчиков 8 и 15 и дешифратора 16.

Перемещение условного преобразовател  по координате Y фиксируетс  счетчиком 15.При достижении конца

5

0

0 скана (переполнение счетчш.а 15) ус-

5

0

5

ловный преобразователь скачкообразно перемещаетс  на новый скан. Содержимое счетчика 15 обнул етс  (начало скана), а содержимое счетчика 8 увеличиваетс  на единицу (переход на t:c- вый скан). Длина контролируемого участка издели  по оси У определ етс  емкостью счетчика 15, а по оси X - емкостью счетчика 8.

Дешифратор 16 з каждый текущий момент времени анализирует координатное положение условного преобразовател  на изделии и вырабатывает нулевой (при отсутствии дефекта) или единичный (при наличии дефекта) сигнал, поступающий на первый вход формировател  модулирующего сигнала. Пространственное расположение имитируемых дефектов на изделии задаетс  организацией св зей. Амплитуда УЗ-сигнала при механизированном контроле контактным методом существенно (k пор дка 6-10 дБ) измен етс  даже на качественных участках за счет нестабильности контакта преобразовател  с шероховатой поверхностью издели . Дл  имитации этих колебаний амплитуды УЗ- сигнала цифровой код управл ющего сигнала дополнительно модулируетс  в

k раз сигналом с выхода генератора 13, поступающего на второй вход формировател .

Задава  коэффициент делени  делител  14 частоты, выбирают соотношение частоты изменени  амплитуды УЗ-сигна- лов на качественном и дефектном участках вследствие контактных  влений .и частоты координатных импульсов. Изменение соотношени  обеспечивает имитацию различной по величине шероховатости издели .

При установке режима Самопроверка единичный сигнал с пр мого выхода триггера 9 блокирует прохождение нулевого уровн  сигнала с кнопки Пуск через схему ИЛИ 21 на S-вход триггера 7. Это блокирует установку последнего в единичное состо ние, которое соответствует режиму Контроль.

При окончании режима Самопроверка триггер 9 сбрасываетс  и на входе схемы ИЛИ 21 устанавливаетс  нулевой уровень (блокировка снимаетс ).

При нажатии кнопки Пуск 20 (блокировка сн та) нулевой уровень сигнала устанавливает триггер 7 в единичное состо ние, единичный сигнал с пр мого выхода которого через коммутатор 12 формирует сигнал Пуск, поступающий в систему контрол . Коммутаторы 11 и 12 сохран ют исходное состо ние и обеспечивают подключение УЗ-преобразовател  к усилителю систе- мы, а координатных датчиков - к соответствующим входным узлам системы. Нулевой уровень с инверсного выхода триггера 7 блокирует прохождение единичного сигнала с кнопки Самопроверка и переход цифрового устройства в режим имитации УЗ-сигналов.

Окончание режима Контроль инициируетс  оператором путем нажати  кнопки Стоп. Триггер 7 переходит в нулевое состо ние, а цифровое устройство - в исходное.

Изобретение позвол ет снизить врем  оценки работоспособности автоматизированной системы ультразвукового контрол  в целом и уменьшить веро тность проведени  контрол  изделий с неисправной аппаратурой или ошибками программного обеспечени .

Claims (2)

1. Устройство дл  комплексной проверки автоматизированных систем ульт-

5

0

5

0

5

0

5

0

5

развукового контрол , содержащее формирователь модулирующего сигнала, последовательно соединенные схему совпадени  и блок задержки, последовательно соединенные модул тор и усилитель , кнопку Самопроверка, первый RS-триггер, первый счетчик, второй RS-триггер, первый вход схемы совпадени  предназначен дл  подключени  к выходу синхронизатора автоматизированной системы, пр мой выход второго RS-триггера соединен с вторым входом схемы совпадени , выход формировател  модулирующего сигнала соединен с первым входом модулирующего сигнала соединен с первым входом модул тора, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , оно снабжеьо генератором ударного возбуждени , коммутатором аналоговых сигналов, четырехканальным коммутатором, последовательно соединенными генератором пр моугольных импульсов , делителем частоты, вторым счетчиком и дешифратором, кнопкой Стоп, инвертором, элементом И-НЕ, последовательно соединенными кнопкой Пуск и элементом ИЛИ, выход которого соединен с S-входом первого триггера , R-вход которого соединен с кнопкой Стоп, генератор ударного возбуждени  включен между блоком задержки и вторым входом модул тора первый вход коммутатора аналоговых сигналов соединен с выходом усилител , второй вход предназначен дл  подключени  к приемному преобразователю системы ультразвукового контрол , третий вход соединен с пр мым выходом второго триггера, а выход предназначен дл  подключени  к входу приемного тракта системы ультразвукового контрол , первый вход первого канала че- тырехканального коммутатора соединен с выходом делител , второй вход предназначен дл  подключени  к датчику координаты Y системы ультразвукового контрол , а выход предназначен дл  подключени  к входу координатного канала Y системы ультразвукового контрол , первый вход второго канала соединен с объединенными вместе входом первого счетчика и выходом старшего разр да второго счетчика, второй вход предназначен дл  подключени  к датчику координаты X системы ультразвукового контрол , а выход предназначен дл  подключени  к входу координатного канала X системы ультразвукового контрол , первый вход третьего канала соединен с инверсным выходом второго триггера и R-входами первого и второго счетчиков, второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера, а выход предназначен дл  подключени  к входу управлени  Стоп системы ультразвукового контрол , первый вход четвертого канала соединен с пр мым выходом второго триггера и вторым входом элемента ИЛИ, второй вход - с пр мым выходом первого триггера , а выход предназначен дл  подключени  к входу управлени  Пуск системы ультразвукового контрол , второй вход дешифратора соединен с выходом первого счетчика, а выход - с первым входом формировател  модулирующего сигнала, второй вход которого соединен с выходом генератора пр моугольных импульсов, инвертор вклю- чен между выходом старшего разр да первого счетчика и R-входом второго

0

5

0

5

триггера, S-вход которого .соединен с выходом элемента И-НЕ и служит дл  подключени  к входу Самопроверка системы ультразвукового контрол , первый вход элемента И-НЕ соединен с кнопкой Самопроверка, второй вход соединен с инверсным выходом первого триггера, а вход управлени  четырехканального коммутатора соединен с третьим входом коммутатора аналоговых сигналов.

2. Устройство по п, 1, отличающеес  тем, что коммутатор аналоговых сигналов содержит электромагнитное реле, включенное в коллектор транзистора, эмиттер которого соединен с земл ной шиной, а база  вл етс  третьим входом коммутатора аналоговых сигналов, нормально замкнутый неподвижный контакт реле  вл етс  вторым входом коммутатора, нормально разомкнутый контакт реле  вл етс  первым входом, а выходом  вл етс  подвижный контакт реле.

23

33 .

С1

Редактор Н, Бобкова

Составитель И. Соколов

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Малец

Заказ 2007

Тираж 506

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

L

26

+Ј/

r-0

Фие.2

Подписное