SU1744636A1 - Ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле с измерением уровн  приемного сигнала. Цель изобретени  - повышение точности за счет учета изменени  порогового уровн  при определении дефекта в изделии. Контролируемое изделие зондируетс  ультразвуком. Прин тый от дефекта сигнал сравниваетс  по амплитуде с опорным уровнем. Разностный сигнал измер етс  цифровым измерителем с учетом знака отклонени  от установленного порога . Испол ,зование двух операционных усилителей и целител  напр жени  позвол ет работать аналого-цифровому преобразователю на липвйном участке его характера., и ки путем преобразовани  разностною сигнала только в однопол рный сигнал. 4 мл

Description

Изобретение относи SCR к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано дл  цифрового измерени  уровн  сигнала, отраженного от несплошности .

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий генератор зондирующих импульсов , преобразователь, усилитель, временной селектор и аналого-цифровой преобразователь, отличающийс  тем, что аналого-цифровой преобразователь включает в себ  компаратор, генератор импульсов и счетчик импульсов, выход которого соединен через дешифратор с регистратором результатов измерени  амплитуды отраженных сигналов, а с помощью устоойства код-аналог измен етс  порог срабатывани  компаратора. Недостатком данного устройства  вл етс  относительно невысокое быстродействие, так как аналого-цифровой преобраэова1ель осуществл ет измерение амплитуды сигналов только при поступлении на его вход нескольких отражен1- чх сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению и достигаемому результату  вл етс  ультразвуковой дефектоскоп , гэторый содержит соединенные последс агель осинхро мзатор, генсг-этор зондирующих импульсов, акустический преобразователь , усилитель, пиковый детектор с временным селектором, генератор стро- бируюшчх импульсов, включенный выходом синхронизатора и входом временной селекции пикового детектора, последовательно соединенные источник опорного напр жени  и компаратор и блок цифрового отсчета со счетчиком и цифровым индикатором .

Недостатком его  вл етс  снижение точности определени  амплитуды отраженных or ьэсплошнсстей сигналов при значео

ни х, близких к предельным значени м входных напр жений блока цифрового отсчета . Недостаток обусловлен тем, что измерение амплитуды сигнала происходит при посто нных крайних значени х входной характеристики устройства аналого-цифрового преобразовани  и, следовательно, на различных участках этой характеристики в зависимости от установленного порога срабатывани  автоматического сигнализатора дефектов.

Целые изобретени   вл етс  повышение точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор , .3ri- ;;dTL,J ЗОНДИруЮЩИХ ИМПуЛЬСОЗ,

зчустиисх мй преобразователь, усилитель, Bpefr OHi-oti селектор и пиковый детектор, генератор с гробирующих импульсов, вклю- между выходом синхронизатора и «торим входом временного селектора, по- сг.едпвз е  зно соединенные источник опор- ного напр жени  и компаратор и последовательно соединенные аналого- цифровой преобразователь и цифровой ин дикагор, снабжен последовательно соединенными резисторным делителем на- т - жегмй вход которого св зан с выходом г со ft /i/a опорного напр жени , первым операционным усилителем с отрицательной ибрь ной св зью и вторым операционным vCM/ iiTentM с отрицательной обратной cmsfcfu JM лоюрою подключен ко входу anaoot о-цифрового преобразовател , по- следовательно соединенными триггером, 1-хо/з ч строго св зан с выходом компарато- ра, буоернкн КРСКЗДОМ и индикаторомзна- кл 1,1 ifG4or/, первый вход которого ;-сд|ОЬ()чеь к пр ному входу второго операционного усилител  с отрицательной обратной св зью, ьгорой вход - с инверсным выходом триггера, i выход предназначен дл  заземлени  омход усилител  соединен со входом компаратора, выход пикового детектора свм- ззн с инчерсным входом первого операционного ;-сил1.мел  с отрицательной обратной св зь п, енупд которого подключен через ре- зистооы к пр мому и инверсному входам второго операционного усилител  с отрицательной обратной св зью, а выходгенерато- рэ строб рующих импульсов св зан со входами установки компаратора, триггера и аналого-цифрового преобразовател .

Нд фиг, 1 изображена структурна  схема ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2-4 - амплитудные характеристики пикового детектора и каскадов с операционными усилител ми.

Дефектоскоп содержит соединенные последовательно синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов,ультразвуковой преобразователь 3 и усилитель 4 с

детектором приемного тракта дефектоскопа и автоматический сигнализатор дефектов с измерением амплитуды отраженных сигналов , содержащий соединенные последовательно генератор 5 стробирующих

импульсов, св занный со вторым выходом синхронизатора 1, временной селектор 6, св занный вторым входом с выходом усилител  4, и пиковый детектор 7, первый операционный усилитель 8 с отрицательной

обратной св зью, выполненной на резисторах R 1 и R 2, который соединен инвертирующим входом с выходом пикового детектора 7, второй операционный усилитель 9 с отрицательной обратной св зью,

выполненной на резисторах R 3 и R 4, который соединен с инвертирующим входом и через резютор R5 с пр мым входом с выходом перво) т операционного усилител  8, со- единенныепоследовательно

аналого-цифровой преобразователь 10, соединенный входом с выходом второго операционного усилител  9, а входом управлени  - со вторым выходом генератора 5 стробирующих импульсов, и цифровой индикатор

11, соединенные последовательно резистор R 6 установки порога срабатывани  сигнализатора дефектов, компаратор 12, соединенный вторым входом с первым выходом генератора 5 стробирующих импульсов, а

третьим входом - с выходом усилител  4 приемного тракта дефектоскопа, триггер 13, соединенный вторым входом с третьим выходом генератора 5 стробирующих импульсов , буферный каскад 14 и индикатор 15

знака, делитель напр жени , выполненный на резисторах R 7, R 8, вход которого соединен с движком резистора R 6 установки порога срабатывани  сигнализатора дефектов, а выход соединен с пр мым входом первого операционного усилител  8, и

ключ 16, вход которого соединен с пр мым

входом второго операционного усилител  9,

8 вход управлени  - с выходом триггера 13.

Ультразвуковой дефектоскоп работает

следующим образом.

Генератор 2 эондирукж1их импульсов возбуждает через преобразователь 3 ультразвуковые зондирующие импульсы в изделии . Прин тые из издели  отраженные от

несплошностей сигналь усиливаютс  и детектируютс  в усилителе 4 приемного тракта , Из прин той преобразователем 3 помедовательногти импульсов выдел ютс  по j3HbT с гнзты временным селектором

6, н атгрой вход которого подаютс  стробирующие импульсы зоны контрол , сформированные генератором 5 стробирующих импульсов. К выходу временного селектора 6 подключен пиковый детектор 7, с которого снимаетс  посто нное напр жение, величи- на которого пропорциональна амплитуде поданного на его вход импульса. Амплитудна  характеристика пикового детектора 7 показана на фиг. 2. Сигнал с выхода усилител  4 подаетс  также на первый вход ком- паратора 12; на второй вход его поступаете движка резистора R 6 установки порога срабатывани  сигнализатора дефектов напр жение порога срабатывани  Un. Посто нное напр жение с пикового детектора 7 UBX по- даетс  на инвертирующий вход операционного усилител  8, в котором резисторы R 1 и R 2 образуют отрицательную обратную св зь, на пр мой вход его подаетс  через делитель напр жени , образованный рези- сторами R 7 и R 8, напр жение порога срабатывани  Un. В результате с выхода операционного усилител  снимаетс  напр жение , равное a(Un - UBX), где

R 2 R 8

а -н-у TV- подаваемое через резисторы R 3 и R 5 на входы операционного усилител  9 (фиг. 3).

Введение такого сигнала a (Un - UBx) позвол ет автоматически учитывать изме- нени  порога срабатывани  сигнализатора дефектов при настройке его чувствительности или нестабильности источника напр жени  порога срабатывани . В исходном состо нии вход усилител  9 соединен с об- щей шиной дефектоскопа через нормально закрытый ключ 16. Операционный усилитель 9 срабатывает как дифференциальный усилитель с коэффициентом усилени  Кус

ел R 4

41 ТГо.) ЕГО -1. причем выходное напр жение его уменьшаетс  по абсолютной величине с увеличением UBX (фиг. 4, участок характеристики 1). Как только амплитуда входного сигнала компаратора 12 превысит напр жение Un порога срабатывани , на выходе компаратора 12 по вл етс  сигнал, перевод щий триггер 13 в возбужденное состо ние . В результате открываетс  ключ 16, пр мой вход операционного усилител  9 со- един етс  с общей шиной дефектоскопа. Операционный усилитель 9 начинает работать как инвертирующий усилитель с коэфR 4 фициентом усилени  Кус

3 коэффициент усилени  его будет равен -1. На выходе усилител  9 по вл етс  также положительное выходное напр жение, величина которого возрастает с увеличением UBX. так как усиление операционного усилител  изменилось только по фазе, а не nq абсолютной величине (фиг. 4, участок 2 характеристики ).

Таким образом, на выходе операционного усилител  9 всегда имеем положительное напр жение, уменьшающеес  до нул  в точке, соответствующей порогу срабатывани  сигнализатора дефектов. Это обеспечивает работу аналого-цифрового преобразовател  10, на вход которого поступает напр жение с выхода операционного усилител  9, на одном и том же участке своей характеристики преобразовани  аналогового сигнала в цифровую форму незави- симо от установленного уровн  срабатывани  сигнализатора дефектов. Одновременно при срабатывании компаратора 12 и переключении триггера 13 происходит включение индикатора знака 15 переменной величины. Буферный каскад 14 служит дл  электрического согласовани  между триггером 13 и индикатором 15. На цифровом индикаторе 11, подключенном к выходу аналого-цифрового преобразовател  10, отображаетс  величина превышени  прин тым сигналом порога4 срабатывани  сигнализатора дефектов, т.е. установленного уровн  фиксации размеров дефекта, или величина, на которую отраженный сигнал меньше уровн  срабатывани . Превышение порога срабатывани  сигнализатора дефектов отображаетс  знаком + на индикаторе 15 знака.

Перед каждой зондирующей посылкой генератора 2 зондирующих импульсов триггер 13, ключ 16 и индикатор знака 15 привод тс  в исходное состо ние путем подачи импульса сброса от синхронизатора 5.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные синхронизатор , генератор зондирующих импульсов, акустический преобразователь, усилитель, временной селектор и пиковый детектор, генератор стробирующих импульсов , включенный между выходом синхронизатора и вторым входом временного селектора, последовательно соединенные источник опорного напр жени  и компаратор и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен последовательно соединенными резисторным делителем напр жени , вход которого св зан с выходом источника опорного напр жени , первым и вторым операционными усилител ми с отрицательной обратной св зью, выход последнего подключен к входу аналого-цифрового преобразовател , последовательно соединенными триггером, вход которого св зан с выходом компаратора , буферным каскадом и индикатором знака и ключом, первый вход которого подключен к пр мому входу второго операционного усилител  с отрицательной обратной св зью, второй вход - к инверсному выходу триггера, а выход предназначен дл  заземлени , выход усилител  соединен с

   0

   входом компаратора, выход пикового детектора - с инверсным входом первого операционного усилител  с отрицательной обратной св зью, выход которого подключен к инверсному входу второго операционного усилител  с отрицательной обратной св зью, а выход генератора стробирующих импульсов св зан с входами установки компаратора , триггера и аналого-цифрового преобразовател .

   Фиг. i

   «в

   1

   -U8x aUn +

   6

   Фиг.Ъ

   UBx

   Фиг.