SU1633354A1 - Способ ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области акустических методов неразрушающего контрол . Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени 

Description

Изобретение относитс  к области акустических методов неразрушающего контрол  и может быть использовано при теневой ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии трехслойных конструкций.

Цель изобретени  - повышение достоверности определени  глубины залегани  дефектов в конструкци х переменной толщины путем исключени  ошибок при определении стороны залегани  дефекта между сло ми конструкции переменной толщины аследствие измерени  толщины конструкции в зоне прозвучивани  и учета измерен- ной толщины при стробировании прошедших через конструкцию импульсов УЗ-колебаний.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций.

Устройство дл  УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 и генератор 2 УЗ-импульсов. Устройство также содержит пару излучающих преобразователей 3 и 4, пару приемных преобразователей 5 и 6 пару усилителей 7 и 8 и четы- рехкзнальный дешифратор 9 с двум  управл емыми генераторами 10 и 11 строб- импульсов. Кроме того, устройство содержит датчик 12 толщины, соединенный с его выходом формирователь 13 управл ющих сигналов и регистратор 14, входы которого соединены с выходами дешифратора 9. Акустические оси преобразователей 3 и 4 параллельны , а преобразователи 3. 5 и 4, 6 установлены акустически соосно. Входы преобразователей 3 и 4 соединены с выходом генератора 2, а выходы преобразователей 5 и 6 - с входами усилителей 7 и 8 соответственно. Каналы дешифратора 9 включают последовательно соединенные

схему совпадений, обозначенную дл  каналов с первого по четвертый позици ми 15 - 18 соответственно, пороговую схему 19-22, одновибраторы 23 - 26 и триггеры 27 - 30. В регистратор 14 вход т п ть схем И 31 -35,

две схемы ИЛИ 36 и 37, два триггера 38 и 39, два индикатора 40 и 41 и схема 42 задержки. Позицией 43 на чертеже обозначена контролируема  конструкци . Входы схем 15 и 16 совпадений дешифратора 9 соединены с выходом усилител  7, а входы схем 17 и 18 совпадений дешифратора 9 - с выходом усилител  8. Основные входы генераторов 10 и 11 дешифратора 9 соединены с выходом синхронизатора 1, а их управл ющие входы с выходом формировател  13.

Способ УЗ-дефектоскопии трехслойных конструкций осуществл етс  следующим образом.

На контролируемой конструкции устанавливают две пары акустически соосных излучающих и приемных преобразователей так, что излучающие и приемные преобразователи располагаютс  на противоположных сторонах конструкции на фиксированном

рассто нии один от другого. Соответствующими преобразовател ми излучают и принимают импульсы УЗ-колебаний и сканируют ними конструкцию. В ходе сканировани  в зоне прозвучивани  преобразовател ми измер ют толщину конструкции и фиксируют прин тые импульсы колебаний в двух непересекающихс  интервалах времени , положение которых соответствует пр мому и перекрестному прохождению импульсов УЗ-колебаний в конструкции и измеренной ее толщине. Амплитуду зафиксированных прин тых импульсов колебаний измер ют и с ее помощью определ ют наличие и местоположение дефекта,

По разные стороны контролируемой трехслойной конструкции 43 устанавливают две пары соосных УЗ-преобразователей 3,5 и 4, 6 таким образом, чтобы излучающие преобразователи 3 и 4 находились по одну сторону конструкции 43, а приемные преобразователи 5 и б - по другую сторону. Установленные преобразователи 3-6 жестко закрепл ютс  на фиксированных рассто ни х один от другого таким образом, чтобы в процессе сканировани  их взаимное расположение не мен лось. В месте расположени  преобразователей 3-6 устанавливают датчик 12 толщины, в качестве которого могут быть использованы, например, потенциомет- рические датчики, датчик альбедного гамма- толщиномера АГАТ-1, датчик вихретокового толщиномера 54-362, используемый совместно с электропровод щей металлической .подложкой, или датчик электромагнитного толщиномера ЭМТ-4.

Датчик 12 толщины может быть установлен в непосредственной близости от одного из преобразователей 3 - 6 в направлении сканировани . Синхронизатор 1 запускает генераторы 10 и 11 строб-импульсов дешифратора 9, выполненные, например, в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напр жени , компаратора и одновибратора, причем основным входом в этом случае  вл етс  вход генератора пилообразного напр жени , а управл ющим входом - второй вход компаратора. Синхронизатор 1 запускает также генератор 2, который возбуждает УЗ-преобразо- ватели 3 и 4. Последние излучают в конструкцию 43 импульсы УЗ-колебаний. Прошедшие через конструкцию 43 импульсы УЗ-колебаний принимаютс  преобразовател ми 5 и 6, преобразуютс  ими в электрические сигналы, усиливаютс  усилител ми 7 и 8 и поступают на первые входы схем 15-18 совпадений дешифратора 9, на вторые входы которых поступают стробиру- ющие импульсы генераторов 10 и 11.

Сигнал, пропорциональный толщине конструкции 43, с выхода датчика 12 поступает на вход формировател  13, выполн емого , например, дл  сигнала переменного напр жени  (датчик вихретокового толщиномера или электромагнитного толщиномера ) в виде последовательно соединенного детектора и согласующих каскадов или дл 

сигнала посто нного напр жени  (потенци- ометрический датчик или датчик альбедного гамма-толщиномера) в виде только согласующих каскадов. Формирователь 13 обеспе- 5 чивает получение на выходе электрического сигнала, амплитуда которого пропорциональна толщине конструкции 43 в зоне контрол . С выхода формировател  13 управл ющие сигналы поступают на соот10 ветствующие входы генераторов 10 и 11. С помощью этих сигналов при изменении толщины конструкции 43 осуществл етс  соответствующий временной сдвиг строб-импульсов на выходах генераторов 10 и 11.

5 Схемы 15 - 18 совпадени  пропускают сигналы, поступающие на их первые входы с усилителей 7 и 8 при поступлении на их вторые входы стробирующих импульсов с выходов генераторов 10 и 11. При отсутст0 вии стробирующих импульсов на вторых входах схем 15 - 18 на их выходах устанавливаетс  сигнал с нулевой амплитудой. Сигналы с выходов схем 15-18 поступают на пороговые схемы 19-22, где осуществл ет5 с  их сравнение с пороговыми уровн ми сигналов. При превышении сигнала на входе порогового уровн  на выходе схемы 19 - 21 или 22 формируетс  сигнал логического нул , в противном случае - сигнал логиче0 ской единицы. Сигналы с выходов пороговых схем 19 - 22 поступают на одновибраторы 23 - 26, которые при переходе логической единицы в логический нуль формируют на выходе импульс положитель5 ной пол рности длительностью, равной длительности стробирующих импульсов. На первые входы триггеров 27 - 30 поступают сигналы с одновибраторов 23 - 26, а на вторые входы - стробирующие импульсы ге0 нераторов 10 и 11.

Триггеры 27 - 30 при переходе сигнала на втором входе из логического нул  в логическую единицу обеспечивают запись и хранение логического сигнала, поступающего

5 на их первый вход. Сигналы с выхода триггера 28 поступают одновременно на первые входы схем И 31,35 схемы 42 задержки и вторые входы схем И 32 и 34. Сигнал с первого выхода триггера 27 поступает одновремен0 но на вторые входы схем И 33 и 35. Сигнал с второго инверсного выхода триггера 27 поступает на второй вход схемы И 31. Сигнал с инверсного выхода триггера 29 поступает на третьи входы схем И 31 - 35. Сигнал

5 с первого выхода триггера 30 поступает одновременно на четвертые входы схем 31 и 35. Сигнал с второго инверсного выхода триггера 30 регистратора 14 поступает на четвертый вход схемы И 33. При этом при обнаружении дефекта парой соосно установленных преобразователей 3 и 5 в случае его нахождени  со стороны излучающего преобразовател  3 на выходе схемы И 31 формируетс  сигнал логической единицы, а на выходах схем И 33 и 35 формируетс  сигнал логического нул . В случае нахождени  дефекта со стороны приемного преобразовател  5 на выходе схемы И 33 формируетс  сигнал логической единицы, а на выходах схем И 31 и 35 формируетс  сигнал логического нул .

В случае нахождени  дефекта как со стороны излучающего преобразовател  3, так и со стороны приемного преобразовател  5 на выходе схемы И 35 формируетс  сигнал логической единицы, а на выходах схем И 31 и 33 формируетс  сигнал логического нул . Сигналы с выходов схем И 31 - 35 через схемы ИЛИ 36 и 37 поступают на первые входы триггеров 38 и 39, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода схемы 42 задержки, котора  обеспечивает задержку сигнала, поступающего на ее вход на врем  срабатывани  схем И 31 - 35 и схем ИЛИ 36 и 37. При изменении сигнала на втором входе триггеров 38 и 39 из логического нул  в логическую единицу триггеры 38 и 39 обеспечивают запись и хранение логических сигналов, поступающих на их первые входы. С выходов триггеров 38 и 39 сигналы через схемы И 32 и 34 поступают на входы индикаторов 40 и 41, которые обеспечивают индикацию наличи  и стороны залегани  дефекта между сло ми контролируемой трехслойной конструкции 43.

Управление датчиком 12 толщины конструкции 43 генераторами 10 и 11 позвол ет получить в ходе контрол  не совпадающие во времени стробируемые диапазоны фиксировани  пр мого и перекрестного про- хождени  УЗ-импульсов, т. е. фиксирование сигнала, прошедшего от преобразовател  3 к преобразователю 5. а также от преобразовател  4 к преобразователю 6 одним строб-импульсом и фиксирование сигнала , прошедшего от преобразовател  3 к преобразователю 6, а также от преобразовател  4 к преобразователю 5 другим строб-импульсом при любой измен ющейс  толщине конструкции 43, что исключает ошибки при определении стороны залегани  дефекта между сло ми конструкции 43 переменной толщины.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций, заключающийс  в том. что устанавливают на контролируемой конструкции две пары акустически соосных излучающих и приемных

   преобразователей так, что излучающие и приемные преобразователи располагаютс  на противоположных сторонах конструкции на фиксированном рассто нии один от другого , излучают и поринимают соответствующими преобразовател ми импульсы ультразвуковых колебаний, сканируют преобразовател ми конструкцию, измер ют амплитуду прин тых импульсов колебаний в

   двух интервалах времени и с ее помощью определ ют наличие и местоположение дефекта , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  глубины залегани  дефектов в конструкци х

   переменной толщины, в ходе сканировани  дополнительно измер ют толщину конструкции в зоне прозвучиванм  преобразовател ми , по измеренной толщине определ ют два непересекающихс  интервала времени, соответствующих пр мому и перекрестному прохождению импульсов ультразвуковых колебаний в конструкции, а определение наличи  и местоположени  дефекта определ ют по амплитуде прин тых

   импульсов колебаний, измеренных в двух определенных непересекающихс  интервалах времени.
2. 2. Устройство дл  ультразвуковой дефектоскопии трехслойных конструкций, содержащее соединенные последовательно синхронизатор и генератор ультразвуковых импульсов, пару излучающих преобразователей , вход которых соединен с выходом

   генератора ультразвуковых импульсов, а их акустические оси параллельны, пару приемных преобразователей, установленных акустически соосно излучающим преобразовател м, пару усилителей, входы которых соединены

   с выходами приемных преобразователей, четырехканальный дешифратор с двум  генераторами строб-импульсов и регистратор , выходы которого соединены с выходами дешифратора, вход каждой пары

   каналов дешифратора соединен с выходом одного из усилителей,, входы генераторов строб-импульсов дешифратора соединены с выходом синхронизатора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  досто0 верности определени  глубины залегани  дефектов в конструкци х переменной толщины, оно снабжено датчиком толщины, установленным между парой преобразователей, и формирователем управл ющих сигналов,

   5 вход которого соединен с выходом датчика толщины, генераторы строб-импульсов дешифратора выполнены управл емыми, а их управл ющие входы соединены с выходами формировани  управл ющих сигналов.