SU1619168A1

SU1619168A1 - Устройство дл ультразвукового контрол

Info

Publication number: SU1619168A1
Application number: SU894634661A
Authority: SU
Inventors: Игорь Вячеславович Соколов; Владимир Клементьевич Качанов; Андрей Юрьевич Зорин; Валентин Павлович Попко; Дмитрий Александрович Рапопорт; Александр Всеволодович Мозговой
Original assignee: Московский энергетический институт; Предприятие П/Я А-3611
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1991-01-07

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающим методам контрол изделий и может быть использовано в ультразвуковой топщи- нометрии и дефектоскопии при большом затухании ультразвука в материале издели . Цель изобретени - повышение точности за счет уменьшени искажени приемного сигнала и электронной обработки измерительного сигнала. Изделие прозвучивают линейно-частотно-модулированным сигналом и в приемном канале восстанавливают исходный спектр сигнала с помощью двустороннего ограничител 9 и полосового фильтра 10. После перемножени излучаемого и приемного сигналов выдел ют нижнюю боковую полосу частот, котора несет в себе информацию о глубине залегани дефекта, сло или толщины издели . С помощью анализатора 8 амплитудного спектра частотный диапазон сигнала преобразуетс во временной, а на измерителе 14 временных интервалов получают величину, пропорциональную глубине сло или толщине издели . 1 ил.

Description

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии для контроля изделий и материалов с большим затуханием ультразвука.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения искажений приемного сигнала и электронной обработки измерительного сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства для ультразвукового контроля.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий 3 и приемный 4 электроакустические преобразователи и входной усилитель 5, последовательно соединенные перемножитель 6, фильтр 7 нижних частот, анализатор 8 амплитудного спектра, второй вход перемножителя 6 соединен с первым входом генератора 2 зондирующих импульсов, последовательно соединенные двусторонний ограничитель 9 и полосовой фильтр 10, включенный между выходом входного усилителя 5 и вторым входом перемножителя 6, последовательно соединенные элемент 11 задержки, первый электронный ключ 12, компаратор 13 и измеритель 14 временных интервалов, второй вход первого электронного ключа 12 соединен с выходом анализатора 8 амплитудного спектра, вход элемента 11 задержки соединен с вторым выходом генератора 2 зондирующих импульсов, второй вход измерителя 14 временных интервалов соединен с третьим выходом генератора 2 зондирующих импульсов, а второй вход компаратора 13 предназначен для подачи регулируемого опорного напряжения, генератор 2 зондирующих импульсов выполнен из последовательно соединенных счетчика 15, цифроаналогового преобразователя 16, второго электронного ключа 17, генератора 18 линейно-частотно-модулированных сигналов и усилителя 19 мощности, выход которого является первым выходом генератора 2 зондирующих импульсов, и триггера 20, включенного между выходом старшего разряда счетчика 15 и вторым входом второго электронного ключа 17, вторым и третьим выходами генератора 2 зондирующих импульсов служат выход старшего разряда счетчика 15 и выход триггера 20.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 формирует последовательность импульсов, которые поступают на счетчик 15, управляющий работой цифроаналогового преобразователя 16. Последовательное увеличение содержимого счетчика вызывает ступенчато-линейный рост напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 16. Выход старшего разряда счетчика подключен к входу триггера 20, который управляет работой второго электронного ключа 17. Благодаря этому на его выходе формируется ступенчато-линейное напряжение с паузой, равной длительности сигнала, т.е. со скважностью Q = 2.

Квазилинейное изменение напряжения на входе генератора 18 линейно-частотномодулированных сигналов вызывает соответствующее изменение частоты на его выходе. Линейно-частотно-модулированный сигнал после усиления по мощности в усилителе 19 излучается в изделие 21 излучающим электроакустическим преобразователем 3, эхо-сигнал принимается приемным электроакустическим преобразователем 4, усиливается входным усилителем 5 и поступает на вход двустороннего ограничителя 9, который устраняет паразитную амплитудную модуляцию эхо-сигнала, связанную с наличием дисперсии скорости ультразвука, особенно значительной при контроле материалов с высоким затуханием. Ограниченный по амплитуда эхо-сигнал подается на полосовой фильтр 10 для исключения влияния шумов и помех, проникающих по так называемому зеркальному каналу на вход анализатора 8 амплитудного спектра, и фильтрации высших гармоник, появляющихся вследствие операции амплитудного ограничения полезного сигнала, а затем на второй вход перемножителя 6, на первый вход которого подается опорный сигнал от генератора зондирующих импульсов.

В каждый момент времени значения частот сигналов на входах перемножителя 6 отличаются на величину

I и ^зв где Δ F_a - девиация несущей частоты зондирующего сигнала; Т_и - период девиации несущей частоты; !__д - расстояние до отражающей поверхности либо толщина изделия или слоя; Сзв - скорость ультразвука.

Значение нижней боковой частоты в амплитудно-частотном спектре сигнала на выходе перемножителя 6, равное значению AF, прямо пропорционально толщине изделия или слоя. Выделенный фильтром 7 нижних частот сигнал нижней боковой частоты подается на вход анализатора 8 амплитудного спектра, положение импульса на экране которого соответствует толщине изделия или расстоянию до дефекта.

Для измерения и регистрации толщины изделия или слоя служит измеритель 14 временных интервалов, в качестве которого может быть использован электронно-счетный частотомер, например, ЧЗ-ЗЭ в старт-сто- 5 пном режиме. Измеритель 14 временных интервалов включается с появлением заднего фронта импульса на выходе триггера

20. Сигнал с выхода анализатора 8 амплитудного спектра через электронный ключ 12 10 поступает на первый вход компаратора 13, величина опорного напряжения, подающегося на второй вход которого, определяет уровень, при котором происходят переключение компаратора 13 и остановка измери- 15 теля 14 временных интервалов. Работой электронного ключа 12 управляет узел, состоящий из элемента 11 задержки. Это обеспечивает прохождение на вход компаратора 13только заданного оператором сиг- 20 нала (например, импульса от второго слоя и т.д.), что позволяет обеспечить однозначное измерение толщины конструктивных составляющих в многослойных конструкциях.

Устройство позволяет обнаруживать дефекты в изделиях из материалов с аномально большим затуханием ультразвука и в многослойных конструкциях, измерять глубину залегания дефекта, размеры отдельных слоев, может служить в качестве 30 толщиномера.

Claims

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для ультразвукового контроля, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, усилитель мощности и излучающий преобразователь, последовательно соединенные приемный усилитель и усилитель и последовательно соединенные перемножитель, первый вход которого связан с выходом усилителя мощности, фильтр нижних частот й анализатор амплитудного спектра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными двусторонним ограничителем, вход которого подключен к выходу усилителя, полосовым фильтром, выход которого связан с вторым входом перемножителя, последовательно соединенными первым ключом, первый вход которого подключен к выходу анализатора амплитудного спектра, компаратором и измерителем временного интервала и элементом задержки, а генератор зондирующих импульсов выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, вход которого подключен к выходу синхронизатора, цифроаналогового преобразователя, второго ключа, генерато25 ра частотно-модулированных сигналов, выход которого подключен к входу усилителя мощности, и триггера, включенного между выходом старшего разряда счетчика и вторым входом второго ключа, элемент задержки включен между выходом старшего разряда счетчика и вторым входом первого ключа, а второй вход измерителя временных интервалов соединен с выходом триггера.