SU1681231A1 - Приемный тракт устройств ультразвукового контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследовани м материалов ультразвуковыми волнами, а именно к устройствам дл  обнаружени  дефектов в материалах, и может быть использовано дл  контрол  качества изделий. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности приемного тракта за счет раздельной обработки временных и амплитудных характеристик сигнала. При этом обеспечиваетс  возможность измерени  амплитуды эхо-сигнала в широком динамическом диапазоне при высоком разрешении по времени . Цель достигаетс  выполнением амплитудно-временного селектора из двух вычитающих счетчиков, формировател  строб-импульсов, триггера логического элемента 2И,блока сравнени , триггера результата и цифроаналогового преобразовател . 1 ил.

Description

Ё

Изобретение относитс  к области исследовани  материалов ультразвуковыми волнами, а именно к устройствам дл  обнаружени  дефектов в материалах, и может быть использовано дл  контрол  качества изделий.

Целью изобретени   вл етс  повышение разрешающей способности приемного тракта за счет раздельной обработки временных и амплитудных характеристик сигнала .

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого приемного тракта дл  устройств ультразвукового контрол .

Приемный тракт устройств ультразвукового контрол  содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1 и усилитель 2, амплитудно-временной селектор 3, первый и второй блоки 4,5 управлени  и генератор 6 зондирующих импульсов, амплитудно-временной селектор 3 выполнен из двух вычитающих счетчиков 7, 8, двух триггеров 9, 10, логического элемента 21/111, блока 12 сравнени , триггера 13 результата и цифро-аналогового преобразовател  (ЦАП) 14, первый блок 4 управлени  выполнен из тактового генератора 15, логического элемента 2И-НЕ 16, третьего и четвертого триггеров 17, 18 и одновибратора 19, выход усилител  2 подключен к первомувходублока 12 сравнени , к второму входу которого подключен выход логического элемента 2И 11, а к третьему входу - выход ЦАП 14, вход которого соединен с первым выходом второго блока 5 управлени , другие два выхода которого подключены к входам соответственно первого и второго вычитающих счетчиков 7, 8, выход первого вычитающего счетчика подключен к S-входу первого триггеров 9 и к R-входам третьего и четвертого триггеров 17, 18, а второй счетчик 8 - к S-входу второго

Оч

00

ю

СА

триггера 10, инверсный выход третьего триггера 17 соединен с первым входом второго блока 5 управлени , второй вход которого подключен к выходу триггера 13 результата, четвертый выход второго блока 5 управлени  соединен с С-входом третьего триггера 17, R-входами первого и второго триггеров 9, 10 и R-входом триггера результата , выход одновибратора 19 соединен с управл ющим входом генератора 6 зонди- рующих импульсов, выход которого подключен к входу электроакустического преобразовател  1, выход тактового генератора 15 подключен к первому входу логического элемента 2И-НЕ 16 и к С-входу четвертого триггера 18, выход которого подключен к входу одновибратора 19 и к второму входу логического элемента 2И-НЕ 16, выход последнего подключен к управл ющим входам первогаи второго счетчиков 7, 8, пр мой выход третьего триггера 17 подключен к D-входу четвертого триггера 18, выходы первого и второго триггеров 9, 10 подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента 2И 11, а выход блока 12, сравнени  подключен к S-входу триггера 13 результата.

Второй блок 5 управлени  может быть выполнен из зада тчиков 20-22 кодов, выходы которых служат соответственно первым, вторым и третьим выходами второго блока управлени , генератора 23 одиночных импульсов , выход которого служит четвертым выходом второго блока 5 управлени , и индикаторов 24 и 25, входы которых служат первым и вторым входами второго блока управлени . Функции второго блока 5 управлени  может выполн ть управл юща  микроЭВМ.

Устройство работает следующим обра- зом.

С помощью второго блока 5 управлени , например, использу  задатчики 20-22, в счетчики 7 и 8 ввод т цифровые эквиваленты времени начала и окончани  стробирую- щего сигнала, а в ЦАП 14 - цифровой эквивалент порогового напр жени , с которым сравниваетс  эхо-сигнал. Далее сигналом с выхода генератора 23 одиночных импульсов триггер 17 устанавливаетс  в единичное состо ние, а триггеры 9, 10 и 13 - в нулевое состо ние. Сигнал с триггера 17 поступает на триггер 18, который обеспечивает фазовую прив зку сигнала разрешени  к тактовой частоте генератора 15, тем са- мым формиру  сигнал начала измерений. Этот сигнал с выхода триггера 18 поступает на одновибратор 19 и элемент 2И-НЕ 16. Одновибратор 19 вырабатывает короткий импульс, запускающий генератор 6 зондирующих импульсов, сигнал с которого поступает на электроакустический преобразователь 1. Элемент 2И-НЕ 16 открываетс , и сигналы с выхода трактового генератора 15 через элемент 2И-НЕ 16 поступают на вычитающие входы счетчиков 7 и 8, которые начинают отсчет времени окончани  и начала стробирующего импульса. Отраженные в контролируемом материале акустические импульсы преобразуютс  преобразователем 1 в электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем 2 и поступает на вход блока 12 сравнени , где сравниваетс  с напр жением порога, сформированного ЦАП 14, и результат сравнени  стробируетс  строб-импульсом, сформированным счетчиками 7 и 8, триггерами 9, 10 и логическим элементом 2И 11. Строб-импульс формируетс  следующим образом. Счетчики 8 и 7 считывают врем  начала и конца стробз соответственно , При обнулении счетчика 8 (начало строба) на его выходе формируетс  импульсный сигнал, устанавливающий триггер 10 в состо ние 1, С пр мого выхода триггера 10 сигнал поступает на один из вх.одов схемы 11, на выходе которой устанавливаетс  стробирующий импульс. При обнулении счетчика 7 на его выходе формируетс  импульсный сигнал, устанавливающий триггер 9 в состо ние 1. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 9 поступает на второй элемент 2И 11, на выходе которого получают стробирующий импульс. Сигнал с блока 12 сравнени  поступает на триггер 13 результата и с его выхода - на второй вход второго блока 4 управлени . Если в течение действи  строб-импульса сигнал с усилител  2 превысит пороговое напр жение, то на выходе блока 12 сравнени  по вл етс  сигнал, который устанавливает триггер 13 в состо ние, соответствующее 1. Если же превышени  не было, то триггер 13 остаетс  в исходном состо нии. Сигнал обнулени  с выхода счетчика 7, отсчитывающего врем  окончани  строб-импульса, поступает также на входы сброса триггеров 17 и 18 устанавлива  первый блок 4 управлени  в исходное состо ние по окончании строб-импульса. Во второй блок 5 управлени  поступает сигнал окончани  измерени  с инверсного выхода 17.

Таким образом во втором блоке управлени  формируетс  набор данных, а именно параметры строб-импульсов и пороговых напр жений, определенные дл  каждого участка контролируемой зоны. Эти параметры соответствуют кусочно-линейной аппроксимации функции максимального уровн  шумов в исследуемой области. Из

рассчитанных значений берутс  первые значени  времени (начала и окончани ) строб-импульса т.н. to и Unop и порогового напр жени  и занос тст в счетчики 7 и 8 и ЦАП 14 (соответственно). Сигналом с четвертого выхода второго блока 5 управлени  запускаетс  первый блок 4 управлени  и амплитудно-временной селектор 3. Считываетс  результат с амплитудно-временного селектора 3, т е с триггера 13. Если с триггера 13 пришел сигнал, соответствующий нулю, это означает, что отраженный сигнал не превышает ПОРОГОВОГО значени , и в счетчики 7 и 8 и ЦАП 14 занос тс  параметры TH и tox и Unco, соответствующие последующему участку кот ротируемой зоны, и к д пока не будет проконтролирована вс  зона.

Если с триггера 5 пришел сигнал, соответствующий 1, это означает, что отраженный сигнал превысит пороговое напр жение, и выдаетс  команда на измерение амплитуды отраженного эхо-сигнала. Т е на заданном временном интервале параметры строб-импульса (TH и Ьк) посто нны , а пороговое напр жение, которое заноситс  в ЦАП 14 измен ют по алгоритму поразр дного уравновешивани . Например , дл  двенадцатиразр дного ЦАП значени  Unop при измерении амплитуды занос т 12 раз, каждый раз сравнива  амплитуду отраженного сигнала с задаваемым пороговым . Таким образом измер ют амплитуду. В результате сформируетс  числовой эквивалент амплитуды эхо-сигнала на заданном .временном интервале. Результаты измерени  могут быть выведены в цифровой или графической формах на экран диспле , на печать или запомнены на магнитном диске дл  последующей обработки (в случае выполнени  второго управл ющего блока в виде ЭВМ), После окончани  измерени  выдают команду на переход к следующему участку контрол , занос  в счетчики 7 и 8 и ЦАП 14 значени , соответствующие этому участку.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Приемный тракт устройств ультразвукового контрол , содержащий последовательно соединенные электроакустический

   преобразователь и усилитель, амплитудно временной селектор и первый и второй блоки управлени , отличающийс  ТРМ. что, с целью повышени  разрешающей способности , он снабжен генератором зондирующих импульсов, амплитудно-временной селектор выполнен из двух вычитающих счетчиков , двух триггеров, логического элемента 2И, блока сравнени , триггера результата и

   цифроаналогового преобразовател  первый блок управлени  выполнен из тактового гене ратора, логического элемента 2И.-НЕ, третьего и четвертого триггеров и однорибратора, РЧХОД усилител  подключен к первому входу

   блока сравнени , к второму входу которого подключен выход логического элемент 2И, а к третьему входу - выход цнфроаналогового преобразовател , вход которого соединен с первым выходом второго блокг управлени 

   другие два выхода которого подключены к входам соответственно первого и второго вычитающих счетчиков, выход пеового вычитающего счетчика подключен к S-входу первого триггера и к R-бходам третьего и

   четвертого три герое, а второй счетчик - к S-входу второго триггера, инверсный выход третьего триггера соединен с первым входом втсрого блока управлени , второй вход которого подключен к выходу трииерз пезультата , чет вертый выход второго блока управлени  соединен с С-входом третьего триггера, R-входами первого и второго триггеров и R-входом триггера резутьтата, выход одновибратора соединен с

   управл ющим входом генератора зондирующих импульсов, выход котЪрого подключен к входу электроакустического преобразовател  выход тактового генератора подключен к первому входу логического элемеыа 2И-НЕ и к С-входу четвертого триггера, выход которого подключен к входу одновибратора и к второму входу логического элемента 2И-НЕ, выход последнего подключен к управл ющим входам первого и

   второго счетчиков, пр мой выход третьего триггера подключен к D-чходу четвертого триггера, выходы перво1 j h второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам логического

   элемента 2И, а выход блока сравнени  подключен к S-входу триггера результата.