Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов

 

Изобретение относится к области нераэрушающих испытаний материалов ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностроении, горной , строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение информативности контроля за счет определения жесткости дефекта . Устройство содержит последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь для зондирования контролируемой среды с дефектами, приемный электроакустический преобразователь для приема эхосигналов, отраженных от дефектов, и схему анализа фазы первого вступления в двух последующих эхо-сигналах. При совпадении фаз первого вступления в указанных эхо-сигналах вырабатывается сигнал о наличии дефекта менее жесто кого, чем окружающая его среда, в противном случае вырабатывается сигнал о наличии дефекта более жесткого, чем среда. 2 ил. ta F 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЧ1 И ОТКРЫТИЙ (21} 3702594/25-28 (22) 17.02.84 (46) 30,08.86. Бюн. У 32 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени горный институт (72) В.С.Ямщиков, В.Л.Шкуратник, А.А.Ермолин и В.H.Äàíèëîâ (53) 620. 179.16(088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

У 587394, кл. G 01 0 29/05, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1174846 кл. С 01 Н 29/04, 1983. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области неразрушающих испытаний материалов ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностроенйи, горной, строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения— повышение информативности контроля за счет определения жесткости дефекта. Устройство содержит последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь для зондирования контролируемой среды с дефектами, приемный электроакустический преобразователь для приема эхосигналов, отраженных от дефектов, и схему анализа фазы первого вступления в двух последующих эхо-сигналах. При совпадении фаз первого вступления в указанных эхо-сигналах вырабатывается сигнал о наличии дефекта менее жесткого, чем окружающая его среда, в противном случае вырабатывается сигнал о наличии дефекта более жесткого, чем среда. 2 ил, 1254370

Изобретение относится к нераэрушающим испытаниям материалов ультразвуковым методом и может быть использовано в машиностроении, горной, строительной и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения — повышение информативности контроля эа счет опре" деления жесткости дефекта.

На фиг.1 представлена блок-схема

10 ультразвукового устройства для контроля качества материалов; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные синхронизатор 1 гене-ратор 2 зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 3, приемный электроакустический преобразователь 4 и усилитель 5> последовательно соединенные ждущий мультивибратор 6 и ключ 7, Последовательно соединенные первый интегратор 8 и первый элемент .9 И, подклю25 ченные к выходу первого интегратора

8 последовательно соединенные инвертор 10 и второй элемент 11 И, первый

12 и второй 13 индикаторы, подключенные к выходам соответственно первого

ЗО

9 и второго 11 элементов И, последовательно соединенные триггер 14, коммутатор 15 и второй интегратор 16, выход которого подключен к вторым входам первого 9 и второго 11 элеменТоВ И, второй вход триггера 14 под- З5 ключен к синхронизатору 1, выход усилителя 5 соединен с входами ждущего мультивибратора 6 и вторым входом,ключа 7, выход которого соединен с вторым входом коммутатора 15„ второй выход которого соединен с первым интегратором 8. Позицией 17 обозначено контрблируемое изделие.

Ультразвуковое устройство для контроля качества материалов работает следующим образом.

Импульсы 18 (фиг.2) синхронизатора 1 запускают генератор 3 зондирую-щих импульсов и устанавливают триг»

rep 14 в исходное состояние, при 5Î котором на его выходе формируется сигнал, дающий команду коммутатору

15 на подключение ключа 7 к первому, интегратору 8.

Сигналы с выхода генератора 2 воз- Б буждают излучающий преобразователь 3, с помощью которого импульсные упругие колебания вводятся в контролируемый материал. Отразившись от дефекта, последние воспринимаются приемным преобразователем 4, с выхода которого в виде электрического сигнала поступают на работающий в режиме глубокого ограничения усилитель 5.

Таким образом, на выходе усилителя

5 имеем прямоугольные импульсы 19 чередующейся полярности.

Задним фронтом первого полупериода запускается ждущий мультивибратор

6, длительность импульсов 20 на выходе которого больше длительности переходных процессов в электроакустическом тракте устройства. Импульсы 20 с выхода мультивибратора 6 поступают на управляющий вход нормально открытого ключа 7 и закрывают его. В результате с выхода ключа 7 сигналы в виде прямоугольных одиночных импульсов 21 поступают через коммутатор 15 на первый интегратор 8, где фиксируется и .запоминается некоторый уровень напряжения, полярность которого соответствует полярности напряжения на выходе ключа 7.

Задним фронтом импульса 20 с выхода мультивибратора 6 триггер 14 с раэдепьным запуском перекидывается в новое состояние. Сигнал с выхода триггера 14 переключает коммутатор 15 так, что выход ключа 7 оказывается подключенным к второму интегратору

16 (при этом первый интегратор 8 отключается от ключа 7). Постоянная времени интеграторов 16 и 8 выбирается такой, чтобы к приходу следующего акустического импульса напряжение на их выходе стало равным нулю.

Через некоторое время после однократно отраженного от дефекта импульса на приемный преобразователь 4 приходит двукратно отраженный импульс„. который в случае более жесткого, чем вмещающая среда дефекта, будет протинофаэен отраженному. После усиленияограничения задним фронтом первого полупериода этого импульса осуществляется новый запуск мультивибратора

6, который закрывает ключ 7. В результате на выходе ключа 7 имеем один полупериод двукратно отраженного от дефекта импульса, который через коммутатор 15 подается на второй. интегратор l6. Последний фиксирует и запоминает некоторый уровень напряжения, полярность которого соответ1 ствует полярности импульса 21 (двуl2 роля. кратно отраженного от дефекта).

Напряжение с выхода интеграторов

16 и 8 поступает на первый элемент

9 И, сигнал на выходе которого при этом равен нулю (так как ан срабатывает только при однополярных сигнаЪ лах на входе) . В это время сигнал на выходе второго элемента 11 И равен единице, так как напряжение с интегратора 8 попадает на ее вход после инвертирования инвертором 10.

Таким образом, сигнал с выхода схемы

И запускает индикатор 13, который сигнализирует о том, что дефект .более жесткий, чем вмещающая ее среда.

Следующий импульс синхронизации переводит триггер 14 в исходное состояние и все процессы в устройстве повторяются.

В случае "мягкого дефекта полярность первых. полупериадов импульсов (однократно и двукратно отраженных от дефекта) на входе приемного преобразователя 4 одинакова, сигналы 21 также одной,полярности. В результате, сигналы на входе первого элемента 9 И оказываются аднополярными, а на входе второго элемента 11 И разнополярнчми, и сигнал с выхода элемента 9 И запускает индикатор 12, который сигнализирует о том, что дефект менее жесткий, чем вмещающая его среда.

Изобретение обеспечивает вазможность определения жесткости дефекта яз;о 4 в сравнении с вмещающей ега средой, что повьлпает информативность контФормула и з а б р е т е н и я

Ультразвуковое устройство для контроля качес;ва материалов, содержащее последовательно соединенные

10 синхронизатор, генератор зондирующих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь, приемный электроакустический преобразователь и усилитель, последовательно соеди15 ненные ждущий иультивибратор и ключ, последовательно соединенные первый интегратор и первый элемент И, подключенные к выходу первого интеграто- ра последовательно соединенные инвер20 тор и второй элемент И, а т л и ч аю щ е е с я тем, чта, с целью навышения информативности контроля, QHO снабжено первым и вторым индикатора-. ии, подключенными к выкадаи саатвет25 ственна первого и второго элементов

И, последовательно соединенньвти. триггерам, коммутатором и вторым интегра-тором, выход которого подключен к вторым входаи первого и второго эле50 ментов И второй вход триггера подключен к синхронизатору, выход усилителя соединен с входами ждущего иультивибратара и втарыи входам ключа, выход которого соединен с вторым входои коммутатора, второй выход кото35 рого соединен с первым интегратором.

Фи . 2

Составитель Г. Иаксимочкия

Редак гор В:. Ковтун, Техред A Кравчук Йоррек гор B. Вутяга

Закая 4713/47: Тираж 7.78 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

113035, Москва,, Ж-35, Раущская иаб., д. 4/3

Производственно-по щграфическое предприятие, г.Уягород, ул.Проектная, 4