SU1744638A1 - Зеркально-теневой ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковому не разрушающему контролю и может быть использовано на железнодорожном транспорте и в различных отрасл х машиностроени . Цель изобретени  состоит в повышении чувствительности и надежности контрол  Зеркально-теневым методом зондируетс  изделие и анализируетс  приемный сигнал в двух каналах дл  N-ro и (М М)-го импульсов. Автоматическое регулирование усилени  приемного сигнала по сигналу с выхода канала N-ro импульс позвол ет сжать динамический диапазон измерительных узлов схемы, что повышает чувствительность дефектоскопа. В канале М-го импульса усилитель позвол ет также ограничить динамический диапазон. 3 ил. №

Description

Изобретение относитс  к технике ультразвукового неразрушающего контрол  и может быть использовано на железнодорожном транспорте и в различных отрасл х машиностроени .

Известен ультразвуковой прибор неразрушающего контрол , содержащий последовательно электрически соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, преобразователи, первый усилитель , детектор, компаратор и блок индикации . Дефектоскоп снабжен последовательно соединенными пиковым детектором и вторым усилителем, выходом подключенным к второму входу первого усилител , аттенюатором, входом подключенным к выходу пикового детектора, а выходом - к второму входу компаратора, последовательно соединенными ждущим мультивибратором с повторным запуском, входом подключенным к выходу компаратора , и вторым ключом, вторым входом подключенным к второму выходу пикового детектора , а выходом - к общей шине дефектоскопа, второй выход ждущего мультивибратора подключен к входу блока инди кации, третий вход компаратора подключен к второму выходу синхронизатора.

Недостатком данного дефектоскопа  вл етс  невысока  надежность контрол . Это объ сн етс  тем, что амплитуда 1-го донного импульса в каждом такте сравниваетс  с усредненным 1-м донным импульсом за несколько предыдущих тактов. При этом вы вл емость дефекта зависит от скорости перемещени  преобразовател  и частоты зондировани , а также от места первоначальной установки преобразовател . В случае , если преобразователь установлен в первый момент времени на дефект, то этот дефект вы влен не будет ввиду отсутстви  предыдущих тактов. При этом вы вл емость

S

fc

о ы

00

дефекта зависит от скорости перемещени  преобразовател  и частоты зондировани , а также от места первоначальной установки преобразовател .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  ультразвуковой прибор неразрушающего контрол  содержащий генератор зондирующих импульсов, электроакустическийпреобрззоаатель , преобразователь сигнала с датчика, осуществл ющий усиление этого сигнала, блок преобразовани  n-го донного импульса, включающий последовательно соединенные временной селектор и формирователь (пиковый детектор), индикатор и амплитуд- ний т-елемус о-гс донного импульса, вход которого соединен с выходом временного селектора, а выход - с входом индикатора. Дефектоскоп снабжен также блоком преобразовани  (п + 1)-го донного импульса, содержащим временной селектор и формирователь (пикозый детектор) и включенным последовательно с преобразователем сигнала с датчика, и блоком сравнени , входы которого подсоединены к выходам обоих блоков преобразовани  донных импульсов , а выход - к индикатору.

Несмотр  на то, что в известном решении по сравнению с предыдущим достигаетс  некоторое повышение надежности контрол  за счет того, что сравнение амплитуд донных импульсов осуществл етс  в каждом такте зондировани , оно имеет недостатки , основными из которых  вл ютс  низка  чувствительность и невысока  надежность контрол . Низка  чувствительность дефектоскопа объ сн етс  тем, что сравниваютс  амплитуды двух последовательных соседних по времени донных импульсов в каждом такте зондировани , что не позвол ет различать донные импульсы, отличающиес  на 1,. При резком отличим амплитуд двух соседних импульсов на бездефектном изделии может оказатьс , что разница между амплитудами будет сопоставима с динамическим диапазоном уз- лоа дефектоскопа, что также приводит к пропуску дефектов.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и надежности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что дефектоскоп, содержащий электроакустический преобразователь, соединенный с генератором зондирующих импульсов и с первым входом первого усилител , выход которого св зан с первыми входами селекторов N-го и М-ro донных импульсов, вторые входы селекторов N-ro и М-ro донных импульсов соединены с генератором зондирующих импульсов, а выход селектора N-ro донного импульса соединен через пиковый детектор с первым входом блока сравнени ,

выход которого соединен с блоком индикации , а второй вход соединен с выходом селектора М-го донного импульса, снабжен блоком автоматической регулировки усилени , включенным между выходом пикового

0 детектора и вторым входом первого усилител , и вторым усилителем, включенным между выходом первого усилител  и первым входом селектора М-го донного импульса. На фиг. 1 представлена структурна  схе5 ма предлагаемого ультразвукового дефектоскопа; на фиг. 2 - схема генератора зондирующих импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы схемы.

Предлагаемый уль гразвуковой дефекто0 скоп содержит генератор 1 зондирующих импульсов, соединенный своим первым выходом 2 с электроакустическим преобразователем 3, установленным на контролируемом изделии 4, и с информаци5 онным входом 5 первого линейного усилител  6. Второй выход 7 генератора 1 соединен с управл ющими входами 8 и 9 селекторов

10и 11 соответственно М-х и N-x донных импульсов. Каждый из селекторов 10 и 11

0 содержит последовательно соединенные формирователь 12 задержки, формирователь 13 строба и ключ 14, соединенный с формирователем 13 строба своим управл ющим входом 15. Информационные входы

5 16 и 17 ключей 14 служат соответственно информационными входами селекторов 10 и 11, а выходы ключей 14  вл ютс  выходами 18 и 19 селекторов 10 и 11 соответственно , Выход первого линейного усилител  6

0 через последовательно соединенные второй линейный усилитель 20 и первый ампли- тудный детектор 21 соединен с информационным входом селектора 10 М-х донных импульсов (аход 16 клю-ia 14 селек5 тора 10). Одновременно выход усилител  6 через второй амплитудный детектор 22 св зан с информационным входом селектора

11N-x донных импульсов {вход 17 ключа 1 селектора 11). Первый Q и второй 20 линей0 ные усилители, а также первый 21 л второй 22 амплитудные детекторы образуют усилительный детек юр 23, Выход 18 селектора 10 М-х донных импульсов соединен с первым входом 24 блока 25 срагнени , включ юще5 го последовательно соединенные компаратор 26 и схему 27 управлений, также аттенюатор 28, подключенный сво выходом к первому входу 29 компаратора 26, в .;рой ь од которого перр т входом 24 Рчгжа 25 сомнени  ьходог

30 блока 25 сравнени  вход аттенюатора 28, а выходом 31 - выход схемы 27 управлени . К выходу 19 селектора 11 N-x донных импульсов подключен пиковый детектор 32, соединенный своим выходом од- повременно с вторым входом 30 блока 25 сравнени  и через блок 33 АРУ с управл ющим входим 34 линейного усилител  6. Выход 31 блока 25 сравнени  соединен с индикатором 35, включающим последова- тельно соединенные звуковой генератор36, усилитель 37 низкой частоты и динамик 38. Генератор 1 зондирующих импульсов выполнен по схеме, изображенной на фиг.

2,и включает тиристор 39, подключенный к последовательному колебательному контуру конденсатор 40 - первична  обмотка трансформатора 41. К управл ющему электроду тиристора 39 подключена дифференцирующа  цепь конденсатор 42 - резистор 43. К аноду тиристора 39 и левой по схеме обкладке конденсатора 40 через резистор

44 подключен источник питани  +Un. Параллельно вторичной обмотке трансформатора 41 подключен резистор 45. Пиковый детектор 46 включен между селектором 10 и компаратором 26,

На временной диаграмм фиг. 3) изображены отраженные донные импульсы на выходе электроакустического преобразова- тел  3 (точка А схемы на фиг, 1) На диаграмме 1 показаны порог на первом входе 29 компаратора 26 и м-е донные импульсы на входе пикового детектора 32 (точки Б и В схемы на фиг. 1 соответственно). На диаг- рамме III представлены порог на первом входе 29 компаратора 26 и М-е донные импульсы на первом входе 24 блок 25 сравне- ни  (очки Б и Г схемы на фиг. 1 соответственно). На диаграмме IY показан сигнал на выходе 31 блока 25 сравнени  (точка Д схемы на фиг. 1).

Ультразвуковой дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор зондирующих импульсов при г.одаче на его клемму Запуск импульсов запуска от автоколебательного генератора (не показан), который может быть выполнен по схеме мультивибратора, формирует электрический импульс возбужде- ни  электроакустического пррпгп.овател 

3.Последний предназначен , - излучени  механических ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие 4 и приема отраженных колебаний с последующим преоб- рззователен их в электрический сигнал. Отраженные донные импульсы (диаграмма

{) усиливаютс  первым линейным усилителем 6 и поступают одновременно на входы второго линейного усилите 20 и второго

амплитудного детектора 22. Во втором линейном усилителе 20 импульсы дополнительно усиливаютс  и затем детектируютс  первым амплитудным детектором 21. Донные импульсы с выхода первого линейного усилител  6 детектируютс  вторым амплитудным детектором 22 без дополнительного усилени . С выхода второго амплитудного детектора 22 донные импульсы поступают на информационный вход 17 ключа 14 селектора 11 N-x донных импульсов, а с выхода первого амплитудного детектора 21 дополнительно усиленные донные импульсы поступают на информационный вход 16 ключа 14 селектора 10 М-х донных импульсов (М N), Формирователи 12 и 13 задержки и строба селектора 11 N-x донных импульсов по сигналу, поступающему на управл ющий вход 9 селектора 11 от генератора 1, обеспечивают формирование сигнала, стробирующего N-й донный импульс , отраженный от противоположной поверхности контролируемого издели  4. Формирователи 12 и 13 задержки и строба селектора 10 М-х донных импульсов по сигналу , поступающему на управл ющий вход 8 селектора 10 от генератора 1, обеспечивают формирование сигнала, стробирующего М-й донный импульс, отраженный от противоположной поверхности издели  4. При этом ключи s4 селекторов 11 и 10 пропускают соогзетстзенно К -й (диаграмма II) и М-й(дЕ(-грамма Ч) донные импульсы. Пмку- вый детзктор 32 формирует посто нное напр жение , равное амплитуде N-ro доннгто импульса, которое в компараторе 26 сравниваетс  с амплитудой М-го донного импульса . При этом аттенюатор 28, включенный между пиковым детектором 32 и компаратором 28, позвол ет установить необходимый порог напр жени  на первом входе 29 компаратора 26 (диаграммы I и HI). Есл1, ти шэние змпгитуд N-ro и М-ro дон.ь импульсов не соответствует заданному, то на эычиде- компаратора 26 по вл йс  с- нал, вызывающий срабатывание схемы } управлени . Пр этом Е оночэетс  зву г в--. генеоатор 36, сигнал звуковой частоты острого усиливаетс  усилителем 37 низкой частоты и поступает на динамик 38. Усилитель 33 APV усиливает посто нное напр жение с пикового Дегейтера 3 и формирует сигнал автомагичйской регулировки усилени  32 и формирует сигнал автоматический регулировки усилени  первого линейного усилител  6. Использование автоматической регулировки усилени  по N-му донному импульсу позвол ет сжать динамический диапазон изменени  амплитуд донных импульсоз на входах компаратора 26, что

существенно снижает требовани  к линейности тракта и чувствительности блока 25 сравнени . Наличие второго линейного усилител  20 в тракте усилени  М-го донного импульса позвол ет на бездефектных участках иметь N-й и М-й импульсы на входах 24 и 30 блока 25 сравнени  примерно одинаковой амплитуды. По сравнению с известным в предлагаемом дефектоскопе достигаетс  повышение чувствительности за счет возможности сравнени  N-ro и М-го донных импульсов, значительно отличающихс  друг от друга по амплитуде, при одновременном ограничении динамического диапазона сигнала на входе блока сравнени  N-ro и М-го донных импульсов за счет введени  второго усилител  Повышаетс  надежность контрол  вследствие выбора наиболее оптимального диапазона изменени  амплитуд N-ro и М-го донных импульсов на входе компаратора за счет введени  АРУ в схему.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Зеркально-теневой ультразвуковой дефектоскоп , содержащий последовательно

   соединенные генератор зондирующих импульсов , электроакустический преобразователь , первый усилитель, первый временной селектор, первый пиковый детектор, блок сравнени  и индикатор и последовательно

   соединенные вторые временной селектор и пиковый детектор, выход которого св зан с вторым входом блока сравнени .от л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  чувствительности и надежности, оно снабжено блоком автоматического регулировани  усилени , включенным между выходом первого пикового детектора и управл ющим входом первого усилител , и вторым усилителем, включенным между выходом

   первого усилител  и входом второго временного селектора.

   Г

   1

   J J

   Фиг I

   36

   Л

   а 31

   Hf

   1LA

   4b

   &

   т

   Фиг. 2

   Jl

   III

   tx

   Г.