Устройство для неразрушающего контроля материалов и изделий

 

Использование: для радиационного контроля качества материалов и изделий. Сущность изобретения: для повышения величины отношения сигнал/шум выполняется следующее преобразование. Проводится сквозящее усреднение отклонений отсчетов от их среднего арифметического с весовыми коэффициентами, один из которых учитывает среднее квадратическое отклонение исходного процесса. Значения преобразованной реализации будут небольшими при наличии шумового фона в исходной реализации. При появлении в исходной реализации систематичской составляющей /сигнала о дефекте/ значения преобразованной реализации начинают резко возрастать, отмечая каждый дефект пиком, протяженность которого соответствует размеру дефекта. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для радиационного контроля качества материалов и изделий.

Методика радиационной дефектоскопии предусматривает просвечивание материалов и изделий проникающим излучением: потоками электронов, рентгеновским или гамма-излучением. Излучение, прошедшее объект контроля, регистрируется детекторами излучения и преобразуется в электрические сигналы. Полученные сигналы поступают в схемы обработки информации для получения необходимых сведений о состоянии материала или изделия. При этом полученные сигналы сопровождаются шумами, обусловленными различными причинами. Шумы затрудняют получение достоверной и точной информации о дефектах и их местонахождении. Особенно это характерно при контроле сварных швов, внутреннего строения конструкций и при определении свойств композиционных материалов. В настоящее время радиометрические и рентгентелевизионные устройства не позволяют получать достоверную и точную информацию при значениях отношения сигнал/шум близких к единице, то есть когда амплитуда шумов становится сравнимой с амплитудой сигналов.

Известен способ радиометрической дефектоскопии и реализующее его устройство [1], который заключается в следующем. Контролируемое изделие просвечивают с помощью источника излучения и регистри- руют с помощью жестко соединенного с источником детектора прошедшее через контролируемое изделие излучение. При этом источник и детектор располагают так, чтобы соединяющая их линия была наклонена под углом, меньшим 90 градусов, к плоскости контролируемого изделия, а контролируемому изделию или системе источник-детектор сообщают вращательное движение вокруг оси, не совпадающей с линией, соединяющей источник и детектор.

Данный способ позволяет повышать избирательность при определении места дефекта. Недостатком данного способа является невысокая чувствительность к выявлению информации о дефекте.

Известно устройство для контроля сварных швов [2]. С целью обнаружения дефектов различного типа оно снабжено источником излучения и последовательно соединенными детектором RC-фильтром, фильтром подавления низкочастотных помех, аналого-цифровым преобразователем (АЦП), блоком вычитания, электрическим печатающим устройством, выход фильтра подавления низкочастотных помех через усилитель подключен к самописцу. В устройстве предусмотрено пороговое обнаружение дефектов. Такое устройство не выявляет мелких дефектов, сравнимых с уровнем порога. Устройство позволяет точно выявлять только те дефекты, отношение сигнал/шум для которых достаточно большое.

Наиболее близким к предложению по технической сути является устройство для неразрушающего контроля материалов и изделий [3], содержащее источник излучения, последовательно соединенные детектор излучения, интегратор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также два блока вычитания, два индикатора, блок синхронизации, три блока памяти, квадратор, блок суммирования, блок сравнения, генератор, счетчик и десять ключей.

Недостатком данного устройства является невысокая надежность контроля.

Целью изобретения является повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник излучения, последовательно соединенные детектор излучения, интегратор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также два блока вычитания, два индикатора, блок синхронизации, три блока памяти, квадратор, блок суммирования, блок сравнения, генератор, счетчик и десять ключей, введены три блока деления, шесть блоков умножения, пять сумматоров и одиннадцать ключей.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для радиационного контроля материалов и изделий; на фиг.2 - функциональная схема блока синхронизации.

Устройство для радиационного контроля материалов и изделий содержит (фиг.1), блок синхронизации 1 (БС), источник излучения 2 и детектор излучения 3, между которыми располагается объект контроля. Детектор излучения 3 своим выходом через последовательно соединенные интегратор 4, усилитель 5 и аналого-цифровой преобразователь 6 подключен к информационному входу первого ключа 7, управляющий вход которого подключен к первому выходу СБ 8, а выход - ко входу первого блока памяти 9. Второй ключ 10 своим информационным входом подключен к выходу первого блока памяти 9, управляющим входом - ко второму выходу СБ 11, а выходом - ко входу второго блока памяти 12. Информационные входы третьего 13 и пятого 14 ключей соединены с выходом второго блока памяти 12. Управляющий вход третьего ключа 13 подключен к третьему выходу СБ 15, а выход подсоединен через второй сумматор 16 к информационному входу четвертого ключа 17, управляющий вход которого подключен к шестому выходу СБ 18. Первый блок деления 19 своим первым входом подключен к выходу четвертого ключа 17, вторым входом - ко второму источнику опорного напряжения и выходом - к информационному входу шестого ключа 20, управляющий вход которого соединен с управляющим входом пятого ключа 14 и подключен к седьмому выходу СБ 21. Первый блок вычитания 22 своим первым входом подключен к выходу пятого ключа 14, вторым входом - к выходу шестого ключа 20 и выходом через квадратор 23 ко входу первого сумматора 24. Одиннадцатый ключ 25 своим информационным входом подключен к выходу первого сумматора 24, управляющим входом - к восьмому выходу СБ 26, а выходом - к первому входу второго блока деления 27, который подключен вторым входом к третьему источнику опорного напряжения и выходом - к информационному входу двенадцатого ключа 28. Двенадцатый ключ 28 своим управляющим входом подключен к девятому входу СБ 29, а выходом - к первому входу первого блока умножения 30, который вторым входом соединен с первым входом второго блока умножения 31 и подключен к четвертому источнику опорного напряжения и выходом - к первому входу четвертого сумматора 32. Четвертый сумматор 32 своим вторым входом соединен со вторым входом второго блока умножения 31 и подключен к пятому источнику опорного напряжения, а выходом - к информационному входу тринадцатого ключа 33, который управляющим входом соединен с управляющим входом четырнадцатого ключа 34 и подключен к десятому выходу СБ 35, а выходом подключен к первому входу третьего блока деления 36. Четырнадцатый ключ 34 своим информационным входом подключен к выходу второго блока умножения 31, а выходом - ко второму входу третьего блока деления 36, выход которого подключен к информационному входу пятнадцатого ключа 37. Выход первого блока вычитания 22 подсоединен через третий сумматор 38 к информационному входу шестнадцатого ключа 39, соединенного управляющим входом с управляющими входами пятнадцатого 37 и семнадцатого 40 ключей и подключенного к одиннадцатому выходу СБ 41 и выходом - к первому входу третьего блока умножения 42, который подключен вторым входом к выходу пятнадцатого ключа 37. Восемнадцатый ключ 43 своим информационным входом подключен к выходу третьего блока умножения 42, управляющим входом соединен с управляющим входом девятнадцатого ключа 44 и подключен к двенадцатому выходу СБ 45, а выходом - к первому входу шестого сумматора 46. Второй блок вычитания 47 подключен первым входом к выходу шестого источника опорного напряжения, вторым - к седьмому источнику опорного напряжения и к первому входу пятого блока умножения 48, а выходом - к информационному входу двадцатого ключа 49. Пятый блок умножения 48 подключен вторым входом к восьмому источнику опорного напряжения и выходом - к первому входу пятого сумматора 50, подключенного выходом к информационному входу семнадцатого ключа 40 и вторым входом - к выходу шестого блока умножения 51, который подключен первым входом к выходу двадцатого ключа 49, вторым входом - к выходу двадцать первого ключа 52. Двадцать первый ключ 52 своим информационным входом подключен к выходу первого блока деления 19, управляющим входом соединен с управляющим входом двадцатого ключа 49 и подключен к десятому выходу СБ 35. Четвертый блок умножения 53 своим первым входом подключен к выходу семнадцатого ключа 40, вторым входом - к восьмому источнику опорного напряжения, а выходом - к информационному входу девятнадцатого ключа 44, выход которого подключен ко второму входу шестого сумматора 46. Седьмой ключ 54 своим информационным входом подключен к выходу шестого сумматора 46, управляющим входом - к четвертому выходу СБ 55, а выходом - через третий блок памяти 56 к информационному входу восьмого ключа 57, управляющий вход которого подключен к пятому выходу СБ 58. Устройство сравнения 59 своим первым входом подключено к выходу восьмого ключа 57, вторым входом к первому источнику опорного напряжения, а выходом - к первому индикатору 60 и к управляющим входам девятого 61 и десятого 62 ключей. Девятый ключ 61 своим информационным входом подключен к выходу генератора 63, а выходом - ко входу счетчика 64. Десятый ключ 62 своим информационным входом подключен к выходу счетчика 64, а выходом ко входу второго индикатора 65.

Блок синхронизации 1 содержит (фиг.2) генератор тактовых импульсов 66, двадцать второй ключ 67, первый триггер 68, второй счетчик 69, двадцать третий ключ 70, второй триггер 71, третий счетчик 72, третий триггер 73, двадцать четвертый ключ 74, четвертый счетчик 75, первый блок дифференцирования 76, двадцать пятый ключ 77, пятый счетчик 78, двадцать шестой ключ 79, четвертый триггер 80, шестой счетчик 81, двадцать седьмой ключ 82, пятый триггер 83, седьмой счетчик 84, второй блок дифференцирования 85, двадцать восьмой ключ 86, восьмой счетчик 87, двадцать девятый ключ 88, шестой триггер 89, девятый счетчик 90, тридцатый ключ 91, седьмой триггер 92, десятый счетчик 93, тридцать первый ключ 94, восьмой триггер 95, одиннадцатый счетчик 96, тридцать второй ключ 97, девятый триггер 98, двенадцатый счетчик 99, тридцать третий ключ 100, десятый триггер 101, тринадцатый счетчик 102, тридцать четвертый ключ 103, одиннадцатый ключ 104, четырнадцатый 105 и пятнадцатый 106 счетчики, тридцать пятый ключ 107, двенадцатый триггер 108, тридцать шестой ключ 109, шестнадцатый счетчик 110, тридцать седьмой ключ 111, тридцать восьмой ключ 112, тринадцатый триггер 113 и семнадцатый счетчик 114.

Блок синхронизации 1 (фиг.2), в котором выход генератора тактовых импульсов (ГТИ) 66 подключен к первым входам однотипных 22-го - 24-го, 26-го, 27-го, 29-го, 35-го, 38-го ключей 67, 70, 74, 79, 82, 88, 91, 94, 97, 100, 103, 107 и 112. Кнопка "ПУСК" подключена ко второму входу 22 ключа 67 и к первому входу 1-го триггера 68. Второй счетчик 69 своим входом подключен к выходу ключа 67, а выходом - ко второму входу триггера 68, второму входу 23-го ключа 70 и первому входу 2-го триггера 71. Выход триггера 68 является первым выходом 12 СБ 1. Выход ключа 70 через третий счетчик 73 подключен ко второму входу триггера 71, выход которого является вторым выходом 13 СБ 1. Выход счетчика 72 подключен к первому входу 3-го триггера 73 и ко второму входу 24-го ключа 74, выход которого через последовательно соединенные четвертый счетчик 75, первый блок дифференцирования 76, двадцать пятый ключ 77 подключен к первому входу 3-го триггера 73 и ко второму входу 24-го ключа 74. Выход блока дифференцирования 76 подключен ко второму входу триггера 73, выход которого является третьим выходом 14 СБ 1-й ко входу 5-го счетчика 78, выход которого подключен ко второму входу 26-го ключа 79, и к первому входу 4-го триггера 80. Шестой счетчик 81 своим входом подключен к выходу ключа 79, а выходом ко второму входу триггера 80, ко второму входу 27-го ключа 82 и к первому входу 5-го триггера 83. Выход триггера 80 является 4 выходом 18 СБ 1. Выход 27-го ключа 82 через последовательно соединенные 7 счетчик 84, второй блок дифференцирования 85 и 28 ключ 86 подключен ко второму входу 27-го ключа 82 и первому входу 5-го триггера 83. Выход блока дифференцирования 85 подключен ко второму входу триггера 83 и ко входу 8-го счетчика 87. Выход триггера 83 является 5 выходом 22 СБ 1. Выход 8-го счетчика 87 подключен ко второму входу 29-го ключа 88 и к первому входу 6-го триггера 89. Выход 29-го ключа 88 через 9 счетчик 90 подключен ко второму входу 6-го триггера 89, ко второму входу 30-го ключа 91 и к первому входу 7-го триггера 92. Выход 6-го триггера 89 является 6 выходом 28 СБ 1. Выход 30-го ключа 91 через 10 счетчик 93 подключен ко второму входу 7-го триггера 92, ко второму входу 31-го ключа 94 и первому входу 8-го триггера 95. Выход 7-го триггера 92 является 7 выходом 30 СБ 1. Выход 31-го ключа 94 через 11 счетчик 96 подключен ко второму входу 8-го триггера 95, ко второму входу 32-го ключа 97 и к первому входу 9-го триггера 98. Выход 8-го триггера 95 является 8 выходом 43 СБ 1. Выход ключа 97 через 12 счетчик 99 подключен ко второму входу триггера 98, ко второму входу 33 ключа 100 и к первому входу 10-го триггера 101. Выход девятого триггера 98 является 9 выходом 47 СБ 1. Выход ключа 100 через 13 счетчик 102 подключен ко второму входу триггера 101, ко второму входу 34-го ключа 103 и первому входу 11-го триггера 104. Выход десятого триггера 101 является 10 выходом 53 СБ 1. Выход ключа 103 через 14 счетчик 105 подключен ко второму входу триггера 104, ко входу 15-го счетчика 106, ко второму входу 35-го ключа 107 и первому входу 12-го триггера 108. Выход одиннадцатого триггера 104 является 11 выходом 55 СБ 1. Выход 35-го ключа 107 через 16 счетчик 110 подключен ко второму входу 12-го триггера 108 и через 37 ключ 111 ко второму входу 24-го ключа 74 и первому входу 3-го триггера 73. Выход девятнадцатого триггера 108 через 36 ключ 109 объединен с выходом 2 триггера 71 и также является вторым выходом 13 СБ 1. Выход 15-го счетчика 106 подключен ко вторым входам 36-го, 37-го и 38-го ключей 109, 111 и 112 и к первому входу 13-го триггера 113. Выход ключа 112 через 17 счетчик 114 подключен ко второму входу 13-го триггера 113, выход которого является 12 выходом 59 СБ 1.

Устройство для неразрушающего контроля материалов и изделий работает следующим образом. Выявление сигнала о дефекте из исходной реализации Х, содержащей большой уровень шумов, проводится текущим усреднением отклонений отсчетов от их среднего арифметического с весовыми коэффициентами по участкам реализации. Величина отсчета преобразованной реализации Y в окрестностях некоторого участка определяется выражением Y= n[kc+(1-k)] + (x_i-) (1) где i= 1,2,....n, n=5, = x_i= - среднее арифметическое исходной реализации на участке: А, В, К, С - коэффициенты, определяемые по экспериментальным данным; Р - среднее квадратическое отклонение исходного процесса на участке. Значения преобразованной реализации Y будут принимать небольшие значения вдали от сигнала, т.е. когда сигнал о дефекте не попадает в участок усреднения. Значения Y будут значительными при отклонении реализации от фона, т. е. когда появляется сигнал о дефекте. Запуск устройства осуществляется кнопкой "ПУСК" СБ 1, при этом запускается механизм перемещения объекта контроля. Объект перемещается между источником излучения 2 и детектором излучения 3. Одновременно запускается логическая схема СБ 1 и, соответственно, вся схема обработки информации. Излучение от источника 2 проходит через объект контроля и поступает на детектор излучения 3. Излучение, прошедшее объект, несет информацию о его внутренней структуре и дефектах. Детектор излучения 3 преобразует излучение в электрические сигналы. Эти сигналы поступают на интегратор 4, позволяющий получать огибающую импульсов детектора излучения 3. С выхода интегратора 4 сигналы через усилитель 5 поступают на АЦП 6. Преобразованные в цифровую форму сигналы, обозначим их "Х", поступают в схему обработки информации. Синхронизирующим узлом устройства является блок синхронизации 1. На его выходах через определенные промежутки времени появляются сигналы, управляющие отдельными блоками устройства. После запуска устройства на первом выходе 12 СБ 1 появляется управляющий сигнал, который открывает первый ключ 7. Это осуществляется следующим образом. Сигнал от кнопки "ПУСК" поступает на 22 ключ 67 и первый триггер 68 (фиг.2). Триггер 68 переходит во второе устойчивое состояние. На его выходе появляется управляющий сигнал. Одновременно открывается ключ 67, и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на второй счетчик 69. По истечении времени, необходимого для записи исходной реализации Х в первый блок памяти 8, на выходе счетчика 69 появляется сигнал, который поступает на второй вход триггера 68. Триггер 68 возвращается в первое устойчивое состояние, и управляющий сигнал заканчивается. Выход триггера 68 является первым выходом 12 СБ 1, и управляющий сигнал с него поступает на второй вход ключа 7. Через ключ 7 запоминается реализация исходного процесса в первом блоке памяти 8. Одновременно сигнал с выхода счетчика 69 поступает на 2-й вход 23-го ключа 70 и на первый вход 2-го триггера 71. Триггер 71 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется управляющий сигнал, который поступает на второй вход 2-го ключа 9. Ключ 70 открывается, и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 3-го счетчика 72. Длительность сигнала на выходе триггера 71 соответствует времени, в течение которого первые пять отсчетов исходной реализации из блока памяти 8 через ключ 9 переписываются во второй блок памяти 10. После этого сигнал с выхода счетчика 72 поступает на второй вход триггера 71, он возвращается в первое устойчивое состояние, и управляющий сигнал на выходе триггера 71 оканчивается. Выход триггера 71 является вторым выходом 13 СБ 1. Определяется среднее арифметическое по участку усреднения из пяти отсчетов Х. Сигнал с выхода счетчика 72 поступает на входы 3-го триггера 73 и 24-го ключа 74. Триггер 73 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход третьего ключа 11. Выход триггера 73 является третьим выходом 14 СБ 1. Ключ 74 открывается и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 4-го счетчика 75. Длительность сигнала на выходе триггера 73 соответствует времени, в течение которого отсчет из памяти 10 поступает через ключ 11 в первый сумматор 15. После этого сигнал с выхода счетчика 75 поступает на вход 1-го блока дифференцирования 76. Сигнал с блока дифференцирования 76, соответствующий переднему фронту импульса со счетчика 75, поступает на третий счетчик 78 и на второй вход триггера 73, последний возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. В памяти 10 осталось еще четыре отсчета. Поэтому сигнал с выхода блока дифференцирования 76, соответствующий заднему фронту импульса со счетчика 75, через открытый 25 ключ 77 поступает на входы ключа 74 и триггера 73 и последовательность работы блоков 73-78 повторяется еще четыре раза. Соответственно в сумматоре 15 накапливается сумма пяти отсчетов исходной реализации.

После поступления пятого импульса на выходе 5-го счетчика 78 появляется сигнал, который поступает на вторые входы 25-го ключа 77, 26-го ключа 79 и на первый вход 4-го триггера 80. На время действия этого сигнала 25 ключ 77 закрывается, исключив возможность срабатывания блоков 73-78 в шестой раз и одновременно инициируется четвертый выход 18 СБ 1. Триггер 80 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход 4-го ключа 16. Открывается 26 ключ 79 и сигналы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 6-го счетчика 81. Ключ 16 открывается, и сигнал, пропорциональный сумме 5 отсчетов из первого сумматора 15, поступает на первый блок деления 17, на второй вход которого подается сигнал U 01, пропорциональный величине 5. После этого срабатывает счетчик 81, на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход четвертого триггера 80, на вход 27-го ключа 82 и первый вход 5-го триггера 83. Триггер 80 возвращается в первое исходное состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Таким образом, в первом блоке деления 17 формируется сигнал, величина которого пропорциональна среднему значению исходной реализации на участке в пять отсчетов .

Определение величины Р, которая является средним квадратическим отклонением на участке усреднения, осуществляется следующим образом, при поступлении сигнала с выхода счетчика 81 на вход триггера 83, последний переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется управляющий сигнал, который поступает соответственно на вторые входы 5-го и 6-го ключей 19 и 21. Выход триггера 83 является выходом 22 СБ 1. Ключ 82 открывается, и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 7-го счетчика 84. Длительность сигнала на выходе триггера 83 соответствует времени, в течение которого отсчет из памяти 10 через ключ 19 поступает на первый вход 1-го блока вычитания 20 и одновременно отсчет из блока деления 17 через ключ 21 поступает на второй вход 1-го блока вычитания 20. Полученная разность через квадратор 23 поступает на вход 2-го сумматора 24 и параллельно с выхода блока вычитания на вход 3-го сумматора 25. После этого на выходе счетчика 84 появляется импульс, который дифференцируется во 2 блоке дифференцирования 85. Сигнал с блока дифференцирования 85, соответствующий переднему фронту импульса со счетчика 84, поступает на 8 счетчик 87 и на второй вход 5-го триггера 83, последний возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. В памяти 10 осталось еще четыре отсчета. Поэтому сигнал с выхода блока дифференцирования 85, соответствующий заднему фронту импульса со счетчика 84, через открытый 28 ключ 86 поступает на вход 27-го ключа 82 и 5-го триггера 83, и последовательность работы блоков 82-87 повторяется еще четыре раза. Соответственно, в сумматорах 24 и 25 накапливается сумма по всем обработанным сигналам. После поступления 5-го сигнала на выходе 8-го счетчика 87 появляется сигнала, который поступает на вторые входы 28-го ключа 86 и 29-го ключа 88 и на первый вход 6-го триггера 89. На время действия этого сигнала ключ 86 закрывается, исключив возможность срабатывания блоков 82-87 в шестой раз, и одновременно инициируется 6 выход 28 СБ 1. При поступлении сигнала со счетчика 87 на вход 6-го триггера 89 последний переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход 7-го ключа 26. Выход триггера 89 является 6 выходом 28 СБ 1. Ключ 88 открывается, и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на 9 счетчик 90. Длительность сигнала на выходе триггера 89 соответствует времени, в течение которого сигнал из 2-го сумматора 24 через 7 ключ 26 поступает на второй блок деления 27. На второй вход блока деления 27 подается опорное напряжение U02, и в блоке 27 формируется сигнал, пропорциональный среднему квадратическому отклонению на участке усреднения и обозначенный Р. После этого срабатывает 9 счетчик 90, и сигнал с его выхода поступает на второй вход шестого триггера 89 и на входы 30-го ключа 91 и седьмого триггера 92, триггер 89 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается.

Константы А, В, С,К в выражении (1) задаются в виде опорных напряжений UОА, UOB, UOC и UОК. Определяется первое слагаемое и коэффициент АВ/(АР + В) во втором слагаемом. Сигнал с выхода счетчика 90 поступает на первый вход 7-го триггера 92, который переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй вход 8-го ключа 29. Выход триггера 92 является 7 выходом 30 СБ 1. Ключ 91 открывается и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 10-го счетчика 93. Длительность сигнала на выходе триггера 92 соответствует времени, в течение которого осуществляются следующие операции. Величина Р из блока деления 27 через 8 ключ 29 поступает на первый вход 1-го блока умножения 31, на второй вход которого поступает константа А в виде опорного напряжения UОА. Полученное в блоке умножения 31 произведение поступает на первый вход 4-го сумматора 32, на второй вход которого поступает константа В в виде опорного напряжения UОВ. Константы А и В в виде UOA и UOB поступают на входы 2-го блока умножения 33. Константа С в виде опорного напряжения UOC поступает на первый вход 3 блока умножения 34, на второй вход которого поступает константа К в виде опорного напряжения UOK. Полученное произведение из блока умножения 34 поступает на первый вход 5-го сумматора 35. Константа К в виде UOK поступает на вход второго блока вычитания 36, на первый вход которого подается опорное напряжение UO3 по величине равное единице. Поэтому в блоке вычитания 36 получается величина пропорциональная (1-К). После этого срабатывает счетчик 93 и сигнал с его выхода поступает на 31-й ключ 94, на первый вход 8-го триггера 95 и на второй вход 7-го триггера 92, который возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Срабатывает 8 триггер 95, переходит во второе устойчивое состояние и на его выходе появляется сигнал, который поступает на входы 9-го, 10-го, 11-го и 12-го ключей 37, 38, 39 и 40. Выход триггера 95 является 8 выходом 43 СБ 1. Ключ 94 открывается и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на вход 11-го счетчика 96. Длительность сигнала на выходе триггера 95 соответствует времени, в течение которого осуществляются следующие операции. Произведение АВ из 2 блока умножения 33 через 9 ключ 37 поступает на первый вход 3-го блока деления 41, на второй вход которого поступает величина АР + В из 4-го сумматора 32 через 10 ключ 38. В блоке деления 41 получается величина, пропорциональная коэффициенту АВ/(АР + В) второго слагаемого в выражении (1). Сигнал с выхода блока вычитания 36 через 11 ключ 39 поступает на первый вход 4-го блока умножения 42, на второй вход которого поступает сигнал с выхода 1-го блока деления 17 через 12 ключ 40, а полученное произведение поступает на второй вход 5-го сумматора 35. В сумматоре 35 формируется первое слагаемое выражения (1). После этого срабатывает счетчик 96, и сигнал с его выхода поступает на второй вход триггера 95, на второй вход 32-го ключа 97 и на первый вход 9-го триггера 98. Триггер 95 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Триггер 98 переходит во второе устойчивое состояние, на его выходе появляется сигнал, который поступает на 13, 14 и 15 ключи 44, 45 и 46. Выход триггера 98 является 9 выходом 47 СБ 1. Ключ 97 открывается и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на 12 счетчик 99. Сигнал с выхода сумматора 35 через 13 ключ 44 поступает на первый вход 5-го блока умножения 48, на второй вход которого подается опорное напряжение U04, пропорциональное величине коэффициента n и равному числу отсчетов на исследуемом участке. В 5 блоке 48 заканчивается формирование первого слагаемого выражения (1). Сигнал с выхода 3-го сумматора 25 через 14 ключ 45 поступает на первый вход 6-го блокуа умножения 49, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока деления 41 через 15 ключ 46. В блоке умножения 49 заканчивается формирование второго слагаемого выражения (1). После этого срабатывает счетчик 99, сигнал с его выхода поступает на второй вход 9-го триггера 98, на второй вход 33-го ключа 100 и на первый вход 10-го триггера 101. Триггер 98 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Триггер 101 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на 16 и 17 ключи 50 и 51. Выход триггера 101 является 10 выходом 53 СБ 1. Ключ 100 открывается, и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на 13 счетчик 102. При этом сигнал из 6-го блока умножения 49 через ключ 50 поступает на первый вход 6-го сумматора 52, а сигнал из 5-го блока умножения 48 через ключ 51 поступает на его второй вход. Таким образом, в 6 сумматоре 52 формируется отсчет преобразованной реализации Y. Срабатывает счетчик 102, сигнал с его выхода поступает на 2 вход триггера 101 и на входы 34-го ключа 103 и 11-го триггера 104. Триггер 101 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Триггер 104 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который поступает на 18 ключ 54. Выход триггера 104 является 11 выходом 55 СБ 1. Ключ 103 открывается и импульсы с выхода ГТИ 66 поступают на 14 счетчик 105. Полученный отсчет Y из 6-го сумматора 52 через 18 ключ 54 записывается в 3 блоке памяти 56 в качестве первого отсчета. По окончании записи срабатывает 14 счетчик 105, и сигнал с его выхода поступает на второй вход триггера 104 и на входы 15-го счетчика 106, 35-го ключа 107 и 12-го триггера 108. Триггер 104 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. На этом заканчивается цикл формирования одного отсчета преобразованной реализации Y.

Для формирования 2 и т.д. отсчетов преобразованной реализации в устройстве предусмотрено следующее. Триггер 108 переходит во второе устойчивое состояние, и на его выходе появляется сигнал, который через открытый 36 ключ 109 поступает на 2 ключ 9, т.е. выход 2 триггера 71 объединен с выходом 36 ключа 109. При этом длительность сигнала на выходе ключа 109 соответствует времени, в течение которого шестой отсчет из первого блока памяти 8 переписывается через ключ 9 во второй блок памяти 10. Соответственно отсчеты в блоке памяти 10 смещаются: пятый на место четвертого, четвертый на место третьего и т.д., а первый отсчет более не нужен. В дальнейшем будет аналогично считываться седьмой отсчет, восьмой и т.д. Одновременно через открытый 35 ключ 107 импульсы от ГТИ 66 поступают на 16 счетчик 110. По окончании переписи срабатывает счетчик 110, сигнал с его выхода поступает на второй вход 12-го триггера 108 и через открытый 37 ключ 111 на вход 24-го ключа 74 и первый вход третьего триггера 73. Триггер 108 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Появляется сигнал на третьем выходе 14 СБ 1 (3 триггер 73) и начинает формироваться второй отсчет преобразованной реализации Y. В той же последовательности появляются сигналы на выходах блока синхронизации 1 пока не будут преобразованы все отсчеты исходной реализации Х. Если исходная реализация имеет М отсчетов, то эта последовательность выполняемых операций будет выполнена (М-5) раз. В блоке памяти 56 будет накоплено (М-5) отсчетов преобразованной реализации Y. После этого срабатывает 15 счетчик 106, сигнал с его выхода поступает на вторые входы 36-го и 37-го ключей 109 и 111 и на входы 38-го 112 и 13-го триггера 113. На время существования импульса на выходе счетчика 106 ключи 109 и 111 закрываются, чтобы избежать срабатывания устройства в (М-5)+1 раз. Далее срабатывает 13 триггер 113, переходит во второе устойчивое состояние и на его выходе появляется сигнал, корторый поступает на 2 вход 19-го ключа 57. Длительность сигнала на выходе триггера 113 соответствует времени, в течение которого преобразованная реализация Y из 3-го блока памяти 56 через ключ 57 поступает в схему определения величины и индикации дефекта. Выход триггера 113 является выходом 59 СБ 1. При этом преобразованная реализация Y из блока памяти 56 через открытый ключ 57 поступает на устройство сравнения 58, на второй вход которого подается опорное напряжение U05. Если реализация содержит сигналы о дефектах, то на выходе устройства сравнения 58 появляется сигнал. Величина этого сигнала фиксируется первым индикатором 60. Одновременно открывается 20 ключ 62 и закрывается 21 ключ 64. Импульсы с выхода генератора 61 через открытый ключ 62 поступают на первый счетчик 63. По окончании сигнала о дефекте на выходе блока 58 ключ 62 закрывается, а ключ 64 открывается, и сигнал, пропорциональный второй координате дефекта из счетчика 63, поступает на второй индикатор 65. После окончания обработки всей преобразованной реализации Y на выходе 17-го счетчика 114 появляется сигнал, который поступает на второй вход триггера 113. Триггер 113 возвращается в первое устойчивое состояние, и сигнал на его выходе оканчивается. Обработка участка контролируемого объекта окончена. Устройство готово к дальнейшей работе. Нажатием кнопки "ПУСК" можно вновь запустить устройство в работу. Но это можно проделать автоматически. Для этого выход счетчика 114 необходимо соединить с входами 22-го ключа 67 и 1-го триггера 68. При появлении сигнала на выходе счетчика 114 инициируется работа первого выхода СБ 1, и устройство вновь запущено в работу.

Использование изобретения позволяет выявлять дефекты при соотношениях сигнал/шум, близких к единице, при этом повышается точность и чувствительность устройства. Это позволяет повысить достоверность получаемой информации о контролируемом объекте, следовательно, повысить надежность контроля.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ, содержащее источник излучения, последовательно соединенные детектор излучения, интегратор, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, а также два блока вычитания, два индикатора, блок синхронизации, три блока памяти, квадратор, блок суммирования, блок сравнения, генератор, счетчик и десять ключей, первый из которых подсоединен информационным входом к выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющим входом - к первому выходу блока синхронизации и выходом - к входу первого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго ключа, подсоединенного управляющим входом к второму выходу блока синхронизации и выходом - к входу второго блока памяти, информационные входы третьего и пятого ключей соединены с выходом второго блока памяти, управляющий вход третьего ключа подключен к третьему выходу блока синхронизации, управляющий вход седьмого ключа подключен к четвертому выходу блока синхронизации и выходом через третий блок памяти - к информационному входу восьмого ключа, подсоединенного управляющим входом к пятому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу блока сравнения, подключенного вторым входом к первому источнику опорного напряжения и выходом - к входу первого индикатора и управляющим входам девятого и десятого ключей, выход генератора соединен с информационным входом девятого ключа, подсоединенного выходом к входу счетчика, выход которого соединен с информационным входом десятого ключа, подсоединенного выходом к входу второго индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено тремя блоками деления, шестью блоками умножения, пятью сумматорами и одиннадцатью ключами, причем выход третьего ключа подсоединен через второй сумматор к информационному входу четвертого ключа, управляющий вход которого соединен с шестым выходом блока синхронизации, выход четвертого ключа подсоединен к первому входу первого блока деления, подсоединенного вторым входом к второму источнику опорного напряжения и выходом - к информационному входу шестого ключа, подключенного управляющим входом к управляющему входу пятого ключа и седьмому выходу блока синхронизации и выходом - к второму входу первого блока вычитания, первый вход которого подключен к выходу пятого ключа, а выход через квадратор - к входу первого сумматора, выход которого подключен к информационному входу одиннадцатого ключа, подсоединенного управляющим входом к восьмому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу второго блока деления, который подключен вторым входом к третьему источнику опорного напряжения и выходом - к информационному входу двенадцатого ключа, подсоединенного управляющим входом к девятому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу первого блока умножения, который подключен вторым входом к четвертому источнику опорного напряжения и первому входу второго блока умножения и выходом - к первому входу четвертого сумматора, подключенного вторым входом к второму входу второго блока умножения и пятому источнику опорного напряжения и выходом - к тринадцатому ключу, который соединен управляющим входом, к управляющему входу четырнадцатого ключа и десятому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу третьего блока деления, выход второго блока умножения соединен с информационным входом четырнадцатого ключа, выход которого подключен к второму входу третьего блока деления, подсоединенного выходом к информационному входу пятнадцатого ключа, выход первого блока вычитания подсоединен через третий сумматор к информационному входу шестнадцатого ключа, подсоединенного управляющим входом к управляющим входам пятнадцатого и семнадцатого ключей и одиннадцатому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу третьего блока умножения, который подключен вторым входом к выходу пятнадцатого ключа и выходом - к информационному входу восемнадцатого ключа, подсоединенного управляющим входом к управляющему входу девятнадцатого ключа и двенадцатому выходу блока синхронизации и выходом - к первому входу шестого сумматора, который подключен выходом к информационному входу седьмого ключа и вторым входом - к выходу девятнадцатого ключа, информационный вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, второй блок вычитания подключен первым входом к выходу шестого источника опорного напряжения, вторым входом - к седьмому источнику опорного напряжения и первому входу пятого блока умножения и выходом - к информационному входу двадцатого ключа, пятый блок умножения соединен вторым входом с восьмым источником опорного напряжения и выходом - с первым входом пятого сумматора, подключенного выходом к информационному входу семнадцатого ключа и вторым входом - к выходу шестого блока умножения, подключенного первым входом к выходу двадцатого ключа и вторым входом - к выходу двадцать первого ключа, выход первого блока деления соединен с информационными входами шестого и двадцать первого ключей, управляющий вход которого подсоединен к управляющему входу двадцатого ключа и десятому выходу блока синхронизации, а четвертый блок умножения подключен первым входом к выходу семнадцатого ключа и вторым входом - к девятому источнику опорного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2