Устройство ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к автоматическому контролю с визуализацией типа С Целью изобретения является повышение информативности УЗ контроля за счет определения площади дефектов Для решения этой задачи устройство ультразвукового контроля снабжено последовательно соединенными и подключенными к выходу блока накопления информации преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, задающего пороговый уровень сигнала для дефектов, а выходом - с третьим входом визуализатора, отображающим информацию о площади дефектов 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741720/28 (22) 25.09.89 (46) 15.07.92, Бюл. К 26 (71) Обнинское научно-производственное объединение "Технология" (72) B.Ã,Èâàíoâ (53) 620, 179. 16(088. 8) (56) Ермолов И,Н. Физические основы эхотеневого варианта методом ультразвукОвой дефектоскопии, M. Машиностроение, 1970, с,22 — 24.

Авторское свидетельство СССР

N 1617356, кл. G 01 N 29/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к автоматическому

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к ультразвуковому (УЗ) автоматическому контролю с визуализацией типа С, Известно устройство УЗ контроля изде= лий в теневом варианте, реализующее операции облучения контролируемого объекта

УЗ колебаниями при перемещении преобразователей по заданной траектории, сбора полученной информации и визуализацйи дефектов в виде разверток типа С, Устройство содержит излучатель и приемник ультразвука, смонтированные на системе сканирования, систему сканирования и блок визуализации (визуализатор).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство ультразвукового контроля. содержащее УЗ

„„. ЖÄÄ 1748047 А1 контролю с визуализацией типа С, Целью изобретения является повышение информативности УЗ контроля за счет определения площади дефектов. Для решения этой задачи устройство ультразвукового контроля снабжено последовательно соединенными и подключенными к выходу блока накопления информации преобразователем разрядности УЗ изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определесниян порогового уровня, задающего пороговый уровень сигнала для дефектов, а выходом — с третьим входом визуализатора, отображающим информацию о площади дефектов. 1 ил.

I дефектоскоп с излучателем и приемником

УЗ колебаний, механически связанный с ни- д ми блок сканирования, подключенный к по- р следнему блок йакопления информации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), включенный между выходом дефектоскопа +"" и вторым"входом блока накопления инфор- =1 мации, соединенные с его выходом последоаателано соединенные блок расчета функции плотности распределения вероят- д ности первого порядка и определения порогового уровня (ПРВ), вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом. блока накопления информации.

Однако известное устройство характеризуется невозможностью оценить пло1748047

10

15 0 информации щадь обнаруженных дефектов иначе, как по полученному УЗ изображению объекта контроля, т.е, вручную, Это является трудоемкой операцией, к тому же не гарантирующей точность определения площади дефектов, поскольку форма естественных дефектов, как правило, достаточно произвольна, Цель изобретения — повышение информативности ультразвукового контроля эа счет определения площади дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство УЗ контроля, содержашее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ними блок сканиро вания, аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накопления информации, соединенные с его выходом последовательно соединенные блок расчета функции плотности распределения вероят ности первого порядка и определения noporoh0ro уровня, вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализато>. вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации, снабжено подключенными к выходу блока накопления информации последовательно соединенными преобразователем разрядности УЗ изобра>кения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефектов, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределенля вероятности первого порядка и определения порогового уровня, а третий вход вйзуализатора соединен с выходом блока вычисления площади дефекта.

Н а чертеже при в еде н а блок-схема устройство УЗ контроля для 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 Bblfloëíåíû с возможностью перемещения по заданной траектории относительно контролируемого объекта 4 с помощью блока 5 сканирования. В качестве последнего в данном случае может быть использована система управления станком с числовым прог раммньил управлением, Выход приемника 3 ультразвука через

У3 дефектоскоп 1 соединен с входом и-разрядного аналого-цифрового и реобразователя 6, предназначенного для оцифровки амплитуды УЗ сигнала, Выход АЦП 6 соединен с входом данных блока 7 накопления информации, второй вход которого подключен к позиционирующему выходу блока 5 сканирования. Выход блока 7 накопления соединен с входом данных блока 8 расчета уровня сигнала Д и последовательно соединенными между собой преобразователем 9 разрядности исходного УЗ изобра>кения, блоком 10 расчета матрицы смежности уровней амплитуды ЧЗ сигнала и блоком 11 вычисления площади дефектов в заданной зоне, Пусковой вход блока 8 соединен с выходом блока 5 сканирования, на котором возникает сигнал по окончании сканирования изделия и формирования исходного УЗ изобра>кения. Выход блока 8, дающий пороговое значенле уровня дефектов Д, соединяется с пусковыми входами блока 11 вь1числения плогцади 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 накопления УЗ

Функция ПРВ первого порядка исходного ЧЗ изображения и матрица смежности уровней амплитуды преобразованного в блоке 9 изображения формируются в запоминающем устройстве (ЗУ, Так как в любой системе числового программного управления выполнение сканирования осуществляется под управлением ЭВМ с ЗУ, то и блоки накопления 7, расчета 8 функции ПРВ перного порядка и.определения порогового уровня, преобразователь 9 разрядности УЗ изобра>кения, блоки расчета 10 матрицы смежности и вычисления 11 площади дефектов в данном устройстве могут быть выполнены на базе той >ке 3ВМ, В качестве такой

ЭВМ целесообразно использовать микроЭВМ класса "Электроника-60" или персональную ЭВМ, Устройство работает следующим образом, Контролируемое изделие 4 устанавливается на крепежное приспособление (не показано), Излучатель 2 и приемник 3 ЗУ колебаний устанавливаются в исходное положение и выполняется сбор УЗ данных в ходе сканирования изделия 4 по заданной траектории под управлением блока 5 сканирования, В результате в блоке 7 накопления формируется исходное УЗ изображение контролируемого объекта 4, Сбор данных УЗ контроля осуществляется обычным путем:

УЗ дефектаскоп 1 возбуждает излучатель 2;

УЗ колебания, прошедшие через изделие 4, воспринимаются приемником 3 ультразвука и передаются для наблюдения в виде развертки типа А в дефектоскоп 1 и для квантования амплитуды в аналого-цифровой преобразователь 6, После оцифровки в

АЦП 6 величина квантованного УЗ сигнала

1748047

10

20

35

50 дефекта. передается в ЗУ блока 7 накопления информации, откуда сформированное УЗ изображение поступает на вход блока 8, где рассчитывается функция ПРВ первого порядка этого изображения и определяется пороговый уровень дефектов Д, и на вход преобразователя 9 разрядности, где исходное изображение преобразуется в изображение с меньшим динамическим диапазоном УЗ сигнала, соответствующим применению. АЦП меньшей разрядности, В данном случае имитируется 5-битовый АЦП с динамическим диапазоном 0-31 А, При необходимости исходное УЗ изображение из блока 7 может быть передано в блок 12 для визуализации, После преобразования исходного изображения в блоке 9 модифицированные данные поступают на вход блока 10 для расчета матрицы смежности уровней амплитуды (Сг(А, V)j. Наиболее простой способ создания такой матрицы состоит в ее формировании в ЗУ ЭВМ в виде таблицы частот повторения пэр амплитуд и V для точек изображения Р и Q, находящихся в некотором, заранее заданном отношении r. Например, здесь было использовано отношение г такое, что точка

Q является соседом справа для точки Р, Возможны и другие типы отношений. При завершении формирования матрицы смежности в блоке 10 зти данные поступают в блок 11, где площадь дефектов вычисляется по формуле с учетом значения дефектного порогового уровня Д, полученного из блока

8. Результаты вычисления передаются в визуализатор 12 для отображения на внешних терминальных устройствах зтого блока.

Устройство реализовано в теневом варианте в составе системы автоматического

УЗ контроля, которая рключает в себя подсистему механического сканирования с 9-ю степенями свободы перемещения излучате-" ля и приемника ультразвука, управляемую от микроЭВМ класса "Электроника-60", УЗ дефектоскоп с цифровым интерфейсом .и программным управлением от ЭВМ усиления сигнала. положением и длительностью сел екти рую щего строб-импульса (окна), коммутацией УЗ каналов и побайтным съемом величины УЗ сигнала, а также миниЭВС класса СМ-4 и терминальные устройства визуализатора — цветные графический дисплей и графопостроитель. Разработано специальное математическое обеспечение.

Для таблиц матриц смежности уровней амплитуды УЗ сигнала выделен всего 1 блок 3У (16 х 16 — 256 целочисленных машинных слое), Устройство позволяет повысить информативность УЗ контроля за счет автоматического определения площади дефектов, а также поднять производительность контроля серийных изделий за счет автоматизации

3ToI4 процедуры M возможности Nx QTGp3KGBки по величине допустимой площади дефектов без обязательной визуализации ультразвукограмм объектов контроля, Формула изобретения

Устройство ультразвукового контроля, содержащее ультразвуковой дефектоскоп с излучателем и приемником ультразвуковых колебаний, механически связанный с ним блок сканирования, подключенный к последнему блок накопления информации, аналого-цифровой преобразователь, включенный между выходом дефектоскопа и вторым входом блока накопления информации, и соедийенные с его выходом последовательнО соединенные блок расчета функции плотности распределения вероятности ïåðвого порядка и определения порогового уровня, вторым входом соединенный с выходом блока сканирования, и визуализатор, вторым входом соединенный с выходом блока накопления информации, о т л и ч э ющ е е с я тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения площади дефекта, оно снабжено подключенными к выходу блока накопления информации последовательно соединенными преобразователем разрядности ультразвукового изображения, блоком расчета матрицы смежности и блоком вычисления площади дефекта, вторым входом соединенным с выходом блока расчета функции плотности распределения вероятности первого порядка и определения порогового уровня, а третий вход визуализатора соединен с выходом блока вычисления площади

1748047

Составитель И,Ардашева

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор А.Ворович

Редактор М.Бандура

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2500 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5