SU437962A1 - Ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к цифровой ветви акустических контрольно-измерительных приборов и может быть использовано дл  производственного неразрушающего контрол  материалов и изделий в различных област х промышленности, а также при научных исследовани х . В первую очередь оно может быть рекомендовано к использованию при автоматизированной акустической эхо-дефектоскопии с применением сканировани .

Известно устройство ультразвукового контрол  с подавлением помех, содержаш ее генератор и приемник ультразвуковых колебаний , многократно сканирующий пьезопреобразователь , запоминающий элемент - потенциалоскоп и счетный блок, вырабатывающий сигнал дл  периодического считывани  накопленной информации. Однако простое накопление результатов измерений без их обработки - недостаточно эффективное средство повышени  точности и достоверности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и обеспечение автоматизации процесса контрол .

Это достигаетс  включением последовательно с аналого-цифровым преобразователем замкнутого цифрового устройства нелинейной оперативной обработки, воздействуюшей на пор док и количество входных величин, - устройства статистической обработки, представл ющего собой автомат переменной структуры с микропрограммами: «исключение заданных значений, «выработка управл ющих накоплением команд и «самоиндикаци  состо ни . Командный выход статистического анализатора соединен цепью статистически-зависимой обратной св зи с  чейкой разрешени  считывани  и с цепью автоматического усреднени , суммирующий счетчик которой подключен к устройству цифрового отсчета, а индикатор усреднени  устройства подключен к преобразователю «цифра - аналог. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого дефектоскопа (УЗД); на фиг. 2 - блок-схема устройства статистической обработки; на фиг. 3 - схема функциональных св зей анализатора, регистра и счетчика интервальных импульсов, где цифрами О 1 ... 5

... 9 условно обозначены дес тичные выходы счетчиков.

Соединени  в УЗД выполнены следующим образом. Выход акустического врем -импульсного датчика (ВИД) 1 подключен к входу

осциллоскопического индикатора (сигнализатора С) 2 и к входу широтно-импульсного модул тора (ШИМ) 3. Выход ШИМ подключен к входу аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 4, а выход АЩ1 - к устройству сгатистической обработки (УСтО) 5. К выходам УСтО подключены сигнализатор статистического распределени  (С) 6 и устройство цифрового отсчета (УЦО) 7, к выходу УЦО подключен преобразователь цифра-аналог (ЦАП) 8, обеспечивающий аналоговый выходной сигнал дл  подключени  регистрирующего прибора или других внещних устройств. Линии св зи всех перечисленных блоков с блоком питани  (БП) 9 на фиг. 1 опущены. Пунктирной линией выделены элементы, вход щие в состав обычных УЗД, не содержащих цифровых элементов.

В УСтО к первому входу программного счетчика текущих значений (СчТЗ) 10 подключен выход преобразовател  аналог - цифра (АЦП) 4, выходы счетчика 10 поразр дно подключены к задатчику программы (ЗдП) 11, выход последнего подключен к второму входу счетчика 10, а также через  чейку разрещени  (ЯР) 12 - к регистру (Рг) 13, полосовые выходы которого соединены с канальными входами анализатора (А) 14; командный выход (KB) анализатора подключен к разрещающему входу  чейки разрешени  (ЯР) 15, к второму входу которой подведены импульсы считывани , к третьему входу - тактовые импульсы, а к выходу подключен управл ющий считыванием вход регистра , выход же последнего подключен к суммирующему счетчику (СчС) 16; командный выход анализатора подключен также к входу счетчика импульсов разрещени  (СчР) 17, выход которого через ключ (Кл) 18 подключен к индикатору усреднени  - : 100, включенному в устройство цифрового отсчета 7 счетчика 16; канальные выходы анализатора 14 образуют программную сетку с выходами счетчика интервальных импульсов (СчИ) 19 и имеют выход через анализатор 14 к сигнализатору распределени  (С) 6.

Устройство работает следующим образом. Р1мпульс возбуждени  излучающего электроакустического преобразовател  используетс  в качестве опорного при формировании в ШИМ 3 пр моугольного импульса, стробирующего временной селектор АЦП 4. Интервальный импульс от ВИД 1 модулирует в ШИМ 3 стробирующий импульс, квантуемый в АЦП 4. Результат, представленный в дискретной форме, поступает в УСтО 5, выполн ющее следующие функции: анализ и отбраковку наблюдений (вместо оператора), накопление данных с использованием результатов статистического анализа, автоматическое усреднение накопленных данных, а также отображение итогов анализа в сигнализаторе 6 и усредненного результата в УЦО 7, св занном с преобразователем 8, который обеспечивает выдачу пропорционального аналогового сигнала .

В УСтО использованы дес тичные счетные устройства, обеспечивающие удобную дл  оператора индикацию, и логические схемы «И, «ИЛИ и другие, образующие микропрограммную сетку.

Входным узлом УСтО  вл етс  программный СчТЗ 10. СчТЗ обеспечивает с помощью ЗдП 11 выполнение по своему второму входу автосброса на нуль в случае записи чисел из рабочего диапазона, набранных оператором в задатчике 11, и соответствующих ложным результатам, например импульсу от поверхности раздела, представл ющему систематическую помеху, или псевдоинтервальным

(задержанным опорным) импульсам, обеспечивающим цикличность измерений при отсутствии это-импульсов. Показани  СчТЗ 10 перенос тс  тактовым импульсом через ЯР 12 в Рг 13, показани  которого автоматически

анализируютс  А 14. Результаты анализа представл ютс  сигнализатором 6, а при получении определенных результатов в анализаторе 14 сигналом с его командного выхода через  чейку разрещени  15 выполн етс  последовательное считывание числа из регистра 13 в суммирующий (накопительный) счетчик (СчС) 16, цифровые индикаторы которого исполн ют роль УДО 7. Число разрещений считывани  с регистра контролируетс  программным счетчиком 17, переполнение которого сотым импульсом обеспечивает выполнение еще одной микропрограммы: прекращает поступление текущих квантованных значений в счетчик 10 и включает ключом (Кл) 18 индикатор усреднени  - знак делени  на 100 результата , накопленного в счетчике 16, и представленного устройством цифрового отсчета 7. Рабочий диапазон регистра 13 разбит, например , посредством схем «И и «ИЛИ на

k полос шириной 6а, где а - среднеквадратическое отклонение, и эти схемы обеспечивают выдачу импульса при поступлении на их входы сигналов, соответствующих записи в регистре числа, принадлежащего одной из

полос. Полосовые выходы подключаютс  к k канальным входам цифрового анализатора 14, где поступление числа в каждый из каналов фиксируетс  первой декадой, например 20, соответствующего канального счетчика.

Канальные счетчики обладают переменной емкостью, автоматически наращиваемой в канале i (i I, 2, 3, ...... k) до двух декад секци ми второй декады 21 при выполнении следующей микропрограммы, а именно при получении в этом канале некоторого значени 

отпосительной частоты повторени  р - ,

По

где Пг - число импульсов, поступивших в канал t; По - число интервальных импульсов.

Счетчик интервальных импульсов 19 образует совместно с канальными счетчиками и логическими схемами «И и «ИЛИ программную сетку, обеспечивающую режимы кратковременного ( или 10) или длительного (п о 50-100) анализа, в зависи-мости от распределени  значений в выборке.

При поступлении в анализатор 14 в любой

момент времени по г-ому каналу (например,

каналу 1) числа импульсов пг, при котором

р ni/no 0,9 с выхода соответствующей

схемы «И 22 через схему «ИЛИ 23 и схему взаимного исключени  24 ноступает сигнал на ключ 25, управл ющий импульсами, поступающими по t-ому каналу, и все следующие импульсы из этого канала поступают через выходную схему «ИЛИ 26 на командный выход KB и разрещают считывание числа с регистра 13 и избирательное накопление в СчС 16.

Следовательно, при ,9 за или 10 все последующие значени  из i-oro канала пропускаютс  анализатором 14 в СчС 16 на усреднение за , где Пс - число считываний . При получении за или 10 некоторого р.р (на фиг. 3 р 0,5) схемой «И 27 через ключ 28, управл емый схемой взаимного исключени  29, к первой декаде г-ого канала подключаетс  секционированна  втора  декада канальных счетчиков 21, обеспечивающа  совместно со счетчиком интервальных импульсов 19 циклический длительный от-ступенный анализ по этому каналу, и ключом 30 включаетс  знак 31 сигнализатора б, соответствующий верхнему пределу значени  р. При получении 0,,6 сигналом от схемы «И 32 посредством ключа 33 емкость счетчика увеличиваетс  на щестую секцию второй декады, и ключом 34 включаетс  соответствующий знак сигнализатора. Одновременно осуществл етс  автосброс на нуль показаний счетчиков (19, 20, 21) тем же сигналом, задержанным в  чейке задержки 35. Задержка предусмотрена дл  нормальной работы  чейки запрета (ЗП) 36, преп тствующей сбросу при поступлении сигнала со схемы «ИЛИ 37 по окончании длительного анализа . В случае 0,,7 ( 50-100) подключаетс  шеста  и седьма  секции второй декады и т. д. до 0,,9.

Наличие в схеме пересчетного устройсгва 38 обеспечивает проведение не более т ступеней анализа, т. е. максимальна  наблюдавша с  величина р оцениваетс  за Л У Пм интервальных импульсов.

По окончании длительного анализа канальные импульсы переключаютс  ключом 25 на командный выход KB через схему «ИЛИ 26 под воздействием импульса от схемы «ИЛИ 23 через схему взаимного исключени  24. Далее осуществл етс  динамическа  фильтраци  цифровых величин статистически-управл емым полосовым фильтром, получающим управл ющее воздействие от статистического

анализатора, описанным выще образом. На выходе устройства представл етс  усредненна  величина обычна  дл  детерминистского подхода одновременно с ее статистической характеристикой.

Предмет изобретени 

Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий акустический врем -импульсный датчик, соединенные с ним входами осциллоскопический индикатор и широтно-импульсный модул тор и подключенный к его выходу аналого-.цифровой преобразователь, устройство цифрового отсчета и преобразователь цифра - аналог, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и обеспечени  автоматизации процесса контрол , он снабжен последовательно соединенным с аналого-цифровым преобразователем устройством статистической обработки, представл ющим собой автомат переменной структуры и содержащим микропрограммы «исключение заданных значений,

«выработка управл ющих накоплением команд и «самоиндикаци  состо ни  и статистический анализатор, в котором его командный выход соединен цепью статистически-зависимой обратной св зи с  чейкой разрешени  считывани  и с цепью автоматического усреднени , суммирующий счетчик которой подключен к устройству цифрового отсчета , а индикатор усреднени  устройства подключен к преобразователю цифра -ана1 1

лог.

Нонол7

-

л.г

Pue.J