SU1748047A1 - Устройство ультразвукового контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушаю- щему контролю с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к автоматическому контролю с визуализацией типа С Целью изобретени   вл етс  повышение информативности УЗ контрол  за счет определени  площади дефектов Дл  решени  этой задачи устройство ультразвукового контрол  снабжено последовательно соединенными и подключенными к выходу блока накоплени  информации преобразователем разр дности УЗ изображени , блоком расчета матрицы смежности и блоком вычислени  площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн , задающего пороговый уровень сигнала дл  дефектов, а выходом - с третьим входом визуализатора, отображающим информацию о площади дефектов 1 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю, а именно к ультразвуковому (УЗ) автоматическому контролю с визуализацией типа С.

Известно устройство УЗ контрол  изде- лий в теневом варианте, реализующее операции облучени  контролируемого объекта УЗ колебани ми при перемещении преобразователей по заданной траектории, сбора полученной информации и визуализации дефектов в виде разверток типа С.

Устройство содержит излучатель и приемник ультразвука, смонтированные на системе сканировани , систему сканировани  и блок визуализации (визуализатор).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство ультразвукового контрол  содержащее УЗ

дефектоскоп с излучателем и приемником УЗ колебаний, механически св занный с ними блок сканировани , подключенный к последнему блок накоплени  информации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока гнакоплени  информации , соединенные с его выходом последо- вательно соединенные блок расчета функции плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн  (ПРВ), вторым входом соединенный с выходом блока сканировани , и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом блока накоплени  информации.

Однако известное устройство характеризуетс  невозможностью оценить пло: j

00

0 |4 Ixl

щадь обнаруженных дефектов иначе, как по полученному УЗ изображению объекта контрол , т.е. вручную. Это  вл етс  трудоемкой операцией, к тому же не гарантирующей точность определенил площади дефектов, поскольку форма естественных дефектов, как правило, достаточно произвольна.

Цель изобретени  - повышение информативности ультразвукового контрол  за счет определени  площади дефектов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство УЗ контрол , содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически св занный с ними блок сканиро- вани , аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накоплени  информации , соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчета функции плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн , вторым входом соединенный с выходом блока сканировани , и визуали- зато.} вторым входом соединенный с выхо- дом б юка накоплени  информации, снабжено подключенными к выходу блока накоплени  информации последовательно соединенными преобразователем разр дности УЗ изображени , блоком расчета мат- рицы смежности и блоком вычислени  площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн , а третий вход визуализатора соединен с выходом блока вычислени  площади дефекта.

На чертеже приведена блок-схема устройство УЗ контрол  дл  теневого варианта.

Устройство содержит УЗ дефектоскоп 1, выход которого соединен с излучателем 2 УЗ колебаний, а вход - с выходом приемника 3 УЗ колебаний. Излучатель 2 и приемник 3 выполнены с возможностью перемещени  по заданной траектории относительно контролируемого объекта 4 с помощью блока 5 сканировани . В качестве последнего в данном случае может быть использована система управлени  станком с числовым программным управлением.

Выход приемника 3 ультразвука через УЗ дефектоскоп 1 соединен с входом п-раз- р дного аналого-цифрового преобразовател  6, предназначенного дл  оцифровки амплитуды УЗ сигнала. Выход АЦП 6 соединен с входом данных блока 7 накоплени  информации, второй вход которого подключен к позиционирующему выходу блока 5 сканировани . Выход блока 7 накоплени 

соединен с входом данных блока 8 расчета уровн  сигнала Д и последовательно соединенными между собой преобразователем 9 разр дности исходного УЗ изображени , блоком 10 расчета матрицы смежности уровней амплитуды УЗ сигнала и блоком 11 вычислени  площади дефектов в заданной зоне, Пусковой вход блока 8 соединен с выходом блока 5 сканировани , на котором возникает сигнал по окончании сканировани  издели  и формировани  исходного УЗ изображени . Выход блока 8, дающий пороговое значение уровн  дефектов Д, соедин етс  с пусковыми входами блока 11 вычислени  площади дефектов и визуализатора 12 УЗ информации, Выход блока 11 соединен с третьим входом визуализатора 12, отображающего информацию о площади дефектов, второй вход данных которого соединен с выходом блока 7 накоплени  УЗ информации.

Функци  ПРВ первого пор дка исходного УЗ изображени  и матрица смежности уровней амплитуды преобразованного в блоке 9 изображени  формируютс  в запоминающем устройстве (ЗУ). Так как в любой системе числового программного управлени  выполнение сканировани  осуществл етс  под управлением ЭВМ с ЗУ, то и блоки накоплени  7, расчета 8 функции ПРВ первого пор дка и определени  порогового уровн , преобразователь 9 разр дности УЗ изображени , блоки расчета 10 матрицы смежности и вычислени  11 площади дефектов в данном устройстве могут быть выполнены на базе той же ЭВМ, В качестве такой ЭВМ целесообразно использовать микро- ЭВМ класса Электроника-60 или персональную ЭВМ,

Устройство работает следующим образом .

Контролируемое изделие 4 устанавливаетс  на крепежное приспособление (не показано), Излучатель 2 и приемник 3 ЗУ колебаний устанавливаютс  в исходное положение и выполн етс  сбор УЗ данных в ходе сканировани  издели  4 по заданной траектории под управлением блока 5 сканировани , В результате в блоке 7 накоплени  формируетс  исходное УЗ изображение контролируемого объекта 4, Сбор данных УЗ контрол  осуществл етс  обычным путем: УЗ дефектоскоп 1 возбуждает излучатель 2,

УЗ колебани , прошедш ие через изделие 4, воспринимаютс  приемником 3 ультразвука и передаютс  дл  наблюдени  в виде развертки типа А в дефектоскоп 1 и дл  квантовани  амплитуды в аналого-цифровой преобразователь 6. После оцифровки в АЦП б величина квантованного УЗ сигнала

передаетс  в ЗУ блока 7 накоплени  информации , откуда сформированное УЗ изображение поступает на вход блока 8, где рассчитываетс  функци  ПРВ первого пор дка этого изображени  и определ етс  пороговый уровень дефектов Д, и на вход преобразовател  9 разр дности, где исходное изображение преобразуетс  в изображение с меньшим динамическим диапазоном УЗ сигнала, соответствующим применению АЦП меньшей разр дности, В данном случае имитируетс  5-битовый АЦП с динамическим диапазоном 0-31 А. При необходимости исходное УЗ изображение из блока 7 может быть передано в блок 12 дл  визуализации. После преобразовани  исходного изображени  в блоке 9 модифицированные данные поступают на вход блока 10 дл  расчета матрицы смежности уровней амплитуды Сг(А, V) Наиболее простой способ создани  такой матрицы состоит в ее формировании в ЗУ ЭВМ в виде таблицы частот повторени  пар амплитуд | и V дл  точек изображени  Р и Q, наход щихс  в некотором, заранее заданном отно- шении г. Например, здесь было использовано отношение г такое, что точка Q  вл етс  соседом справа дл  точки Р. Возможны и другие типы отношений. При завершении формировани  матрицы смежности в блоке 10 эти данные поступают е блок 11, где площадь дефектов вычисл етс  по формуле с учетом значени  дефектного порогового уровн  Д, полученного из блока 8. Результаты вычислени  передаютс  в ви- зуализатор 12 дл  отображени  на внешних терминальных устройствах этого блока.

Устройство реализовано в теневом варианте в составе системы автоматического УЗ контрол , котора  рключает в себ  подсистему механического сканировани  с 9-ю степен ми свободы перемещени  излучател  и приемника ультразвука, управл емую от микроЭВМ класса Электроника-60, УЗ дефектоскоп с цифровым интерфейсом м программным управлением от ЭВМ усилени  сигнала, положением и длительностью селектирующего строб-импульса (окна), коммутацией УЗ каналов и побайтным съемом величины УЗ сигнала, а также миниЭВС

класса СМ-4 и терминальные устройства ви- зуализатора - цветные графический дисплей и графопостроитель. Разработано специальное математическое обеспечение. Дл  таблиц матриц смежности уровней амплитуды УЗ сигнала выделен всего 1 блок ЗУ (16 х 16 - 256 целочисленных машинных слов),

Claims (1)

1. Устройство позвол ет повысить информативность УЗ контрол  за счет автоматического определени  площади дефектов, а также подн ть производительность контрол  серийных изделий за счет автоматизации этой процедуры и возможности их отбраковки по величине допустимой площади дефектов без об зательной визуализации ультразвукограмм объектов контрол . Формула изобретени  Устройство ультразвукового контрол ,

   содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически св занный с ним блок сканировани , подключенный к последнему блок накоплени  информации,

   аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накоплени  информации, и соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчета функции

   плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн , вторым входом соединенный с выходом блока сканировани , и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом

   блока накоплени  информации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  информативности контрол  за счет определени  площади дефекта, оно снабжено подключенными к выходу блока накоплени 

   информации последовательно соединенными преобразователем разр дности ультразвукового изображени , блоком расчета матрицы смежности и блоком вычислени  площади дефекта, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределени  веро тности первого пор дка и определени  порогового уровн , а третий вход вйзуализатора соединен с выходом блока вычислени  площади

   дефекта,

   -Э

   -А

   10

   VЈ

   .i

   8

   //

   ч

   ж //

   e