SU1718109A1 - Ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающим методам контрол  и может быть использовано дл  автоматизированного контрол  изделий. Цель изобретени  - повышение надежности и достоверности контрол . Изменение коэффициента передачи усилител  с регулируемым коэффициентом передачи осуществл етс  постепенно и одновременно сохран етс  независимость времени изменени  коэффициента передачи от текущего значени  до требуемого. При этом достигаетс  максимально возможное значение текущего уровн  сигнала за одно и то же врем  как дл  большого значени  коэффициента передачи усилител , так и дл  малого. Это позвол ет исключить возможность возникновени  режима автоколебаний на выходе усилител  с регулируемым коэффициентом передачи, повысить надежность и достоверность контрол . 2 ил. &

Description

Изобретение относитс  к неразрушающим методам испытаний материалов и может быть использовано дл  автоматизированного контрол  изделий,

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий преобразователь, приемный преобразователь, усилитель, блок сравнени  и индикатор.

Известен также ультразвуковой дефектоскоп , содержащий генератор зондирующих импульсов, пьезопреобразователь, последовательно соединенные полосовой фильтр и пиковый детектор, коммутатор, блок частотно-задающих элементов, регулируемый усилитель и сигнализатор.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов , излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи; блок сравнени  и блок задани  допусков.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность и достоверность контрол , обусловленна  нелинейностью характеристики усилител , вследствие чего незначительные изменени  полезного сигг нала могут привести к возникновению автоколебаний усилител .

Цель изобретени  - повышение надежности и достоверности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно соеN

00

ю о

диненные генератор зондирующих импульсов , излучающий преобразователь, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнени  и блок задани  допусков, первый выход кото- рого соединен с первым входом блока сравнени , дополнительно снабжен пиковым детектором, дифференциальным усилителем , детектором, генератором пилообразного напр жени , двум  компараторами, инвертором, двум  элементами И, генератором , делителем, реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем и синхронизатором , подключенным первым выходом к входу генератора, вторым выходом - к управл ющему входу пикового детектора , третьим выходом к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени  и к входу выборки первого компаратора, усилитель с регулируемым коэффициентом пере- дачи подсоединен управл ющим входом к выходу цифроаналогового преобразовател , выходом - к информационному входу пикового детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилител , подключенного вторым входом к второму выходу блока задани  допусков, выходом - к входу детектора и к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, выход ге- нератора пилообразного напр жени  подключен к первому информационному входу первого компаратора, второй информационный вход которого соединен с выходом детектора и с вторым входом блока сравнени , подключенного выходом к первым входам обоих элементов И, выход первого компаратора подсоединен к вторым входам обоих элементов И, выход второго компаратора соединен с третьим входом первого элемента И и с входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход генератора подключен к управл ющему входу делител , выход которого соединен с четвертыми вхо- дами обоих элементов И, выходы первого и второго элементов И подсоединены, соответственно , к счетным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразовател  и к ин- формационному входу делител .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - функциональна  схема синхронизатора .

Ультразвуковой дефектоскоп (фиг. 1) содержит синхронизатор 1, электроакустиче- ски последовательно соединенные генератор 2 зондирующих импульсов, излучающий преобразователь 3, приемный преобразователь 4 и усилитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи, пиковый детектор б/дифференциальный усилитель 7, детектор 8, блок 9 сравнени , блок 10 задани  допусков, генератор 11 пилообразного напр жени , первый компаратор 12, второй компаратор 13, инвертор 14, первый элемент И 15, второй элемент И 16, генератор 17, делитель 18, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20 и общую шину (не обозначено).

Синхронизатор 1 подключен первым выходом к входу генератора 2 зондирующих импульсов, вторым выходом - к управл ющему входу пикового детектора 6, третьим выходом - к управл ющему входу генератора 11 пилообразного напр жени  и к входу выборки первого компаратора 12. Усилитель 5 подсоединен управл ющим входом к выходу ЦАП 20, выходом-к информационному входу пикового детектора 6, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилител  7, подключенного вторым входом к второму выходу блока 10 задани  допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока 9 сравнени . Выход дифференциального усилител  7 соединен с входом детектора 8 и с первым входом второго компаратора 13, второй вход которого соединен с общей шиной. Выход генератора 11 пилообразного напр жени  подключен к первому информационному входу первого компаратора 12, второй информационный вход которого соединен с выходом детектора 8 и с вторым входом блока 9 сравнени , подключенного выходом к первым входам первого 15 и второго 16 элементов И. Выход первого компаратора 12 подсоединен к вторым входам первого 15 и второго 16 элементов И. Выход второго компаратора 13 соединен с третьим входом первого элемента И 15 ис входом инвертора 14, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 16. Выход генератора 17 подключен к управл ющему входу делител  18, выход которого соединен с четвертыми входами первого 15 и второго 16 элементов И, выходы которых подсоединены, соответст- веннО( к счетным входам реверсивного счетчика 19, выход которого подключен к входу ЦАП 20 и к информационному входу делител  18. Позицией 21 обозначено контролируемое изделие.

Синхронизатор 1 (фиг. 2) содержит генератор 22 токовых импульсов, выход которого  вл етс  первым выходом синхронизатора 1, и два одновибратора 23 и 24, подключенных к выходу генератора 22 тактовых импульсов, выходы которых  вл ютс , соответственно, вторым и третьим выходами синхронизатоpa 1. Первый одновибратор 23 формирует на своем, выходе импульс, привод щий в исходное состо ние пиковый детектор 6. Второй одновибратор 24 формирует импульс, во врем  которого запрещаетс  работа генератора 11 пилообразного напр жени  и первого компаратора 12. Импульс имеет длительность большую, чем врем  прохождени  сигнала до приемного преобразовател  4.

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

По команде синхронизатора 1 генера- .тор 2 зондирующих импульсов возбуждает излучающий преобразователь 3, который излучает акустические колебани , проход щие через контролируемое изделие 21, на приемный преобразователь 4. С выхода последнего электрический сигнал поступает на вход усилител  5, коэффициент передачи которого определ етс  содержимым реверсивного счетчика 19. С выхода усилител  5 сигнал поступает на информационный вход пикового детектора 6, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора 1.

По сигналу с второго выхода синхронизатора 1 происходит обнуление пикового детектора 6. Потенциал с выхода последнего поступает на первый вход дифференциального усилител  7, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 10 задани  допусков (подаетс  величина заданного значени  амплитуды сигнала), Детектор 8, подключенный к выходу дифференциального усилител  7, формирует на своем выходе сигнал, равный абсолютной разности заданного значени  амплитуды и текущего значени  сигнала. Данный сигнал поступает на второй вход блока 9 сравнени , первый вход которого соединен с первым выходом блока 10 задани  допусков. При значении сигнала на выходе блока 9 сравнени , превышающем допуск, на его выходе формируетс  сигнал низкого уровн , запирающий первый 15 и второй 16 элементы И. При.значении сигнала на выходе блока 9 сравнени , меньшем допуска, на его выходе по вл етс  высокий уровень сигнала, разрешающий работу элементов И 15 и 16. Генератор 11 пилообразного напр жени  под действием сигнала на третьем выходе синхронизатора 1 формирует на своем выходе, подключенном к первому информационному входу первого компаратора 12, линейно измен ющеес  напр жение. Второй информационный вход первого компаратора 12 соединен с выходом детектора 8. На выходе первого компаратора 12, подключенного к вторым входам элементов И 15 и 16, формируетс  импульс, длительность которого пропорциональна напр жению на выходе детектора 8.

Четвертые входы элементов И 16 и 15

подключены к выходу делител  18, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора 17. Коэффициент делени  делител  18 определ етс  содержанием реверсивного счетчика 19, и на выходе делител 

18 формируетс  последовательность импульсов частотой:

(KT/2N)(1)

где Fie - частота сигнала на выходе делител  18;

Fi -частота сигнала на выходе генератора 17;

N - разр дность делител  18; Кт - содержимое реверсивного счетчика 19 (величина текущего значени  коэффициента ),

т.е. частота сигнала на выходе делител  18 пропорциональна текущему значению коэффициента передачи усилител  5.

На выходе первого элемента И 15 в первом случае (заданное значение амплитуды больше текущего) или второго элемента И 16 во втором случае (заданное значение амплитуды меньше текущего значени  сигнала ) формируютс  счетные импульсы,

поступающие на соответствующий счетный вход реверсивного счетчика 19 (суммирующий в первом случае или .вычитающий во втором случае), число которых равно:

N15(16) Г12-Р18(2)

где Fi5(ie) - число счетных импульсов на выходе первого элемента И 15 (или второго элемента И 16);

712 - длительность импульса, формируемого на выходе первого компаратора 12; Fie - частота сигнала на выходе делител  18.

Учитыва , что длительность импульса на выходе первого компаратора 12 пропорциональна абсолютной разности заданного значени  амплитуды и текущего значени  сигнала, значение длительности равно

Г12 К(А3-Ат)К(ДА) . .(3)

где АЗ - заданное значение сигнала на выходе блока 10;

AT - текущее значение сигнала на выходе пикового детектора 6;

К- коэффициент пропорциональности. Число импульсов, поступающих на счетный вход реверсивного счетчика 19, соот- ветствующих поправке коэффициента передачи усилител  5, равно

Ni5(l6) K/AA/Fi7((Kr/2N)K /AA/KT, (4) т.е. поправка пропорциональна как величине рассогласовани  заданного значени  амплитуды и текущего значени  сигнала, так и текущему значению коэффициента передачи усилител  5, что позвол ет достигать тре- буемого уровн  сигнала (изменить соответственно коэффициент передачи усилител ) практически за одно и то же врем  как дл  ситуации, когда текущее значение коэффициента передачи усилител  велико, так и при малом значении коэффициента передачи усилител  5.

Использование изобретени  позвол ет повысить достоверность и надежность контрол , что приводит к снижению затрат на контроль издели ,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих им-. пульсов, излучающий преобразо.ватель, приемный преобразователь и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, блок сравнени  и блок задани  допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнени , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  надежности и достоверности контрол , он снабжен пиковым детектором, дифференциальным усилителем, детектором, генератором пилообразного напр жени , двум  компараторами , инвертором, двум  элементами И, генератором, делителем, реверсивным счетчиком, цифроаналоговым преобразователем и синхронизатором, подключенным первым выходом к входу генератора,зондирующих импульсов, вторым выходом - к управл ющему входу пикового детектора, третьим выходом - к управл ющему входу генератора пилообразного напр жени  и входу выборки первого компаратора, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи подсоединен управл ющим входом к выходу цифроаналогового преобразовател , выходом - к информационному входу пикового детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилител , подключенного вторым входом к второму выходу блока задани  допусков, выходом - к входу детектора и первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, выход генератора пилообразного напр жени  подключен к первому информационному входу первого компаратора, второй информационный вход которого соединен с выходом детектора и вторым входом блока сравнени , подключенного выходом к первым входам обоих элементов И, выход первого компаратора подсоединен к вторым входам обоих элементов И, выход второго

   компаратора соединен с тргетьим входом первого элемента И и входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход генератора подключен к управл ющему входу делител , выход которого соединен с четвертыми входами обоих элементов И, выходы первого и второго элементов И подсоединены соответственно к счетным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу

   цифроаналогового преобразовател  и информационному входу делител .

   Риг.2