SU1631404A1 - Device for ultrasonic testing - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  с помощью ультразвуковых сигналов. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  плавниковых труб за счет учета рассто ни  между излучающим и приемным ультразвуковым преобразователем. В устройстве осуществл етс  ультразвуковое сканирование издели  неподвижными по отношению к нему преобразовател ми, в каждом цикле работы устройства один из преобразователей работает в режиме излучени , другие - в режиме приема ультразвуковых сигналов. Режимы работы преобразователей мен ютс  и одновременно мен ютс  коэффициенты усилени  прин тых сигналов с учетом рассто ний между излучающим и приемным преобразовател ми . 2 ил.This invention relates to non-destructive testing using ultrasonic signals. The aim of the invention is to increase the reliability of control of fin tubes by taking into account the distance between the radiating and receiving ultrasonic transducer. The device performs ultrasound scanning of the product with transducers stationary in relation to it, in each cycle of the device operation one of the transducers operates in the emission mode, the others in the ultrasonic signal reception mode. The operating modes of the transducers vary and at the same time the gains of the received signals vary, taking into account the distance between the emitting and receiving transducers. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к средствам неразрушающего контрол  с помощью ультразвуковых сигналов и может быть использовано при контроле цилиндрических поверхностей в металлургическом производстве .The invention relates to non-destructive testing using ultrasonic signals and can be used to control cylindrical surfaces in metallurgical production.

Цель изобретени  - повышение Достоверности контрол  плавниковых труб за счет учета рассто ни  между излучающим и приемным преобразовател ми.The purpose of the invention is to increase the reliability of control of fin tubes by taking into account the distance between the emitting and receiving transducers.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл  ультразвукового контрол  изделий дл  случа  четырех каналов измерений; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, по сн ющие работу устройства.FIG. 1 shows a block diagram of a device for ultrasonic testing of products for the case of four measurement channels; in fig. 2 - timing charts of signals, explaining the operation of the device.

Устройство дл  ультразвукового контрол  изделий (фиг. 1) содержит четыре канала излучени -приема ультразвуковых сигналов , в каждом из которых используютс  по- следовательносоединенныеThe device for ultrasonic testing of products (Fig. 1) contains four channels of radiation — reception of ultrasonic signals, in each of which sequentially connected signals are used.

преобразователь 1, ключ 2, регулируемый усилитель 3, регистр 4 сдвига, счетчик 5 и исполнительный механизм 6 и генератор 7 зондирующих импульсов, выход которого подключен к преобразователю 1, Ультразвуковые преобразователи 1 устройства установлены по окружности в корпусе контрольного блока 8.transducer 1, switch 2, adjustable amplifier 3, shift register 4, counter 5 and actuator 6 and probe pulses generator 7, the output of which is connected to converter 1, Ultrasonic transducers 1 of the device are installed circumferentially in the case of the control unit 8.

Устройство также содержит общие синхронизатор 9, генератор 10 строб-импульсов , кольцевой генератор 11, формирователь 12 импульсов, индикатор 13 и регул тор 14 амплитуды, выполненный в виде схемы ИЛИ 15, регистра 16 сдвига, а также усилителей 17 - 20, ключей 21 - 24 и триггеров 25 - 28 по числу каналов устройства .The device also contains a common synchronizer 9, a strobe pulse generator 10, a ring oscillator 11, a driver 12 pulses, an indicator 13 and an amplitude controller 14 made in the form of an OR 15 circuit, a shift register 16, as well as amplifiers 17-20, keys 21 - 24 and triggers 25 - 28 by the number of channels of the device.

Усилители 17 - 20 и ключи 21-24 регул тора 14 амплитуды последовательно соединены , при этом выход N-ro ключаAmplifiers 17-20 and keys 21-24 of amplitude regulator 14 are connected in series, with the output of the N-ro switch

ЈJ

,,,,

toto

М M

00

WW

ЈJ

ЧH

соединен с входом первого усилител , первые входы триггеров 25 - 28 подключены соответственно к выходам регистра 18 сдвига , вторые входы - к выходу формировател  12 импульсов, а выходы -4 к вторым входам ключей 21-24 соответственно. Входы усилителей 17-20 регул тора 14 амплитуды соединены соответственно с выходами регистра 16 сдвига, а выходы - с вторыми входами регулируемых усилителей 3 каждого канала соответственно.connected to the input of the first amplifier, the first inputs of the trigger 25 - 28 are connected respectively to the outputs of the shift register 18, the second inputs to the output of the driver 12 pulses, and the outputs -4 to the second inputs of the keys 21-24, respectively. The inputs of amplifiers 17-20 of the amplitude controller 14 are connected respectively to the outputs of the shift register 16, and the outputs to the second inputs of the adjustable amplifiers 3 of each channel, respectively.

Выход синхронизатора 9 соединен с вторыми входами регистров 1 сдвига каждого канала, с входом генератора 10 строб- импульсов, кольцевого генератора 11, формировател  12 импульсов и индикатора 13, выходы кольцевого генератора 11 соединены с вторыми входами ключей 2 каждого канала, с входами генераторов 7 зондирующих импульсов каждого канала соответственно и с входами схемы ИЛИ 15 регул тора 14 амплитуды. Выход последней подключен к первому входу регистра 16 сдвига реп/л - тора 14 амплитуды, выход генератора 10 строб-импульсов соединен с вторым входом регистра 16 сдвига регул тора 14 амплитуды и с третьими входами регулируемых усилителей 3 каждого канала, выходы которых подключены соответственно к входам регистра 16 сдвига каждого канапа и к сигнальным входам индикатора 13The output of the synchronizer 9 is connected to the second inputs of the shift registers 1 of each channel, to the generator input 10 strobe pulses, the ring generator 11, the driver 12 pulses and the indicator 13, the outputs of the ring generator 11 are connected to the second inputs of the keys 2 of each channel, to the inputs of the generator 7 probing pulses of each channel, respectively, and with the inputs of the circuit OR 15 of the regulator 14 amplitude. The output of the latter is connected to the first input of the register 16 shift rep / l - torus 14 amplitude, the output of the strobe pulse generator 10 is connected to the second input of the shift register 16 of the amplitude regulator 14 and to the third inputs of adjustable amplifiers 3 of each channel, the outputs of which are connected respectively to the inputs register 16 shift of each canap and to the signal inputs of indicator 13

Устройство дл  ультразвукового контрол  изделий работает следующим образом ,The device for ultrasonic inspection of products works as follows.

Через центральное отверстие контрольного блока 8 пропускают контролируемое изделие (не показано). По сигналу, поступающему с выхода синхронизатора 9 (фиг. 2, поз. С), запускаютс  генератор 10 строб- импульсов, кольцевой генератор 11 и формирователь 12 импульсов. На выходе последнего формируетс  импульс малой длительности, перевод щий все триггеры 25 - 28 регул тора 14 амплитуды в одинаковое состо ние, при котором па их выходах устанавливаютс  уровни логической 1, отпирающие ключи 21-24 регул тора 14 амплитуды , Сигнал на выходе генератора 10 строб-импульсов (фиг. 2, поз. СТ), задающий зону контрол  дл  преобразователей, поступает на третьи входы регулируемых усилителей 3 каждого канала и на второй вход регистра 16 сдвига регул тора 14 амплитуды . На выходах кольцевого генератора 11 последовательно формируютс  импульсы (фиг. 2, поз. К1, К2, КЗ, К4), поступающие на второй вход ключа 2 и на вход генератора 7 зондирующих импульсов в первом, затем во втором и в последующих каналах устройства , последовательно задава  дл  одногоThrough the Central hole of the control unit 8 pass a controlled product (not shown). The signal coming from the output of the synchronizer 9 (Fig. 2, pos. C) triggers a strobe pulse generator 10, a ring oscillator 11 and a pulse shaper 12. At the output of the latter, a pulse of short duration is formed, which translates all the triggers 25 - 28 of the amplitude adjuster 14 into the same state, in which the logic levels 1 are set at their outputs, the unlocking keys 21-24 of the amplitude adjuster 14, the signal at the output of the 10 strobe generator -pulses (Fig. 2, pos. ST), specifying the control zone for the transducers, are fed to the third inputs of the adjustable amplifiers 3 of each channel and to the second input of the shift register 16 of the amplitude regulator 14. At the outputs of the ring generator 11, pulses are successively formed (Fig. 2, pos. K1, K2, CZ, K4) received at the second input of the key 2 and at the input of the generator 7 of probe pulses in the first, then in the second and subsequent channels of the device, sequentially asking for one

из каналов режим излучени , дл  других - режим пр-иема ультразвуковых колебаний. Излученные одним из преобразователей 1 ультразвуковые сигналы распростран ютс The radiation mode from the channels, for others, the mode of ultrasonic oscillations. Ultrasonic signals emitted by one of the transducers 1 are propagated

вдоль образующей Окружности цилиндрической поверхности контролируемого издели , При отражении от дефектов сигналы мен ют направление распространени  и принимаютс  остальными преобразовате0 л ми. Одновременно с этим в регул торе 14 амплитуды на выходе схемы ИЛИ 15 формируетс  сигнал логической 1, поступающий на вход регистра 16 сдвига, где осуществл етс  его запись, С первого выхода регистраalong the forming Circle of the cylindrical surface of the tested product. When reflecting from defects, the signals change the direction of propagation and are accepted by the other converters. At the same time, in the amplitude controller 14, the output of the circuit OR 15 produces a logical signal 1, which enters the input of the shift register 16, where it is written. From the first output of the register

5 16 сдвига сигнал поступает на первый вход первого триггера 25 и переводит его в противоположное состо ние, в результате чего запираетс  ключ 21 и замкнута  цепь последовательно соединенных в чередованииThe 5 16 shift signal arrives at the first input of the first flip-flop 25 and transfers it to the opposite state, as a result of which the key 21 and the closed circuit are connected in series in alternation

0 усилителей 17 - 20 и ключей 21-24 размыкаетс . На выходах усилителей 17 20 регул тора 14 амплитуды устанавливаютс  возрастающие уровни напр жени  (Фиг, 2, поз. U1, U2, U3, U4), поступающие на вторые0 amplifiers 17-20 and keys 21-24 open. The outputs of the amplifiers 17 20 of the amplitude controller 14 are set to increasing voltage levels (FIG. 2, pos. U1, U2, U3, U4) arriving at the second

5 входы регулируемых усилителей 3 соответственно в первом, втором и последующих каналах устройства. В указанном пор дке в этих каналах устанавливаютс  возрастающие коэффициенты усилени . Усиленные5 inputs of adjustable amplifiers 3, respectively, in the first, second and subsequent channels of the device. In this order, incremental gain factors are set in these channels. Reinforced

0 ультразвуковые сигналы, отраженные от дефектов издели  и прин тые ппеобразовате- л ми 1 вс втором и последующих каналах, поступают па вход индикатора 13 и на входы соответствующих регистров 4 сдвига, где по0 ultrasonic signals reflected from defects in the product and received by transducers 1 in the second and subsequent channels are received on the input of the indicator 13 and to the inputs of the corresponding shift registers 4, where

5 заднему фронту сигнала с первого выхода кольцевого генератора 11 осуществл етс  их запись а виде уровн  логической 1.5, the falling edge of the signal from the first output of the ring oscillator 11 is recorded in the form of a logic level 1.

При формировании сигнала на втором выходе кольцевого генератора 11 в режимеWhen forming the signal at the second output of the ring oscillator 11 in the mode

0 излучени  начинает работал ь преобразователь 1 сторого канала. Одновременно с излучением ультразвуковых сигналов в изделие в регул торе 14 амплитуды происходит формирование новых коэффициентов0 radiation begins to work the converter of one hundredth channel. Simultaneously with the emission of ultrasonic signals into the product in the controller 14 of amplitude, the formation of new coefficients

5 усилени  дл  регулируемых усилителей каждого канала: цепь последовательно соединенных усилителей 17 - 20 и ключей 21-24 оказываетс  разомкнутой вторым ключом 22, и коэффициенты усилени  регулируемых5 gains for adjustable amplifiers of each channel: a circuit of series-connected amplifiers 17-20 and keys 21-24 turn out to be open with a second key 22, and gain factors adjustable

0 усилителей 3 устанавлинаютс  в пор дке возрастани  дл  второго, третьего и последующих (вплоть до первого) каналов устрой- ства. Прин тые и усиленные ультразвуковые сигналы вновь поступают0 amplifiers 3 are installed in order of increasing for the second, third, and subsequent (up to the first) channels of the device. Received and amplified ultrasound signals re-enter.

5 на индикатор и на вход регистров 4 сдвига каждого канала, где также осуществл етс  их запись после окончани  сигнала на втором выходе кольцевого генератора 11. Аналогично устройство работает во врем  излучени  сигналов преобразователем5 to the indicator and to the input of the shift registers 4 of each channel, where they are also recorded after the end of the signal at the second output of the ring oscillator 11. Similarly, the device operates during the emission of signals by the converter

третьего и последующих каналов. По окончании всех режимов работы в счетчике 5 каждого канала осуществл етс  подсчет общего количества импульсов, поступивших на вход соответствующего регистра 4 сдвига . Если общее число импульсов превышает заранее заданное значение, на вход исполнительного механизма 6 соответствующего канала подаетс  команда, по которой последний отмечает зону расположени  дефекта на контролируемом изделии.third and subsequent channels. At the end of all operating modes in the counter 5 of each channel, the total number of pulses received at the input of the corresponding shift register 4 is counted. If the total number of pulses exceeds a predetermined value, a command is sent to the input of the actuator 6 of the corresponding channel, in which the latter marks the area of the defect on the monitored product.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает электронное сканирование издели  ультразвуковыми сигналами, при котором преобразователи неподвижны относительно издели , а прин тые сигналы усиливаютс  с учетом расположени  преобразователей и рассто ни  между ними, что повышает достоверность контрол  плавниковых труб и других сложных цилиндрических поверхностей.Thus, the proposed device provides electronic scanning of the product with ultrasonic signals, in which the transducers are stationary relative to the product, and the received signals are amplified taking into account the location of the transducers and the distance between them, which increases the reliability of control of fin tubes and other complex cylindrical surfaces.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  ультразвукового контрол  изделий, содержащее N каналов излучени -приема ультразвуковых сигналов, каждый из которых включает генератор зондирующих импульсов, усилитель и преобразователь , подключенный к выходу генератора зондирующих импульсов, а также общие синхронизатор , индикатор и генератор строб- импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  за счет учета рассто ни  между излучающим и приемным преобразовател ми , усилитель в каждом канале выполнен с регулируемым коэффициентом усилени , а устройство содержит в каждом канале ключ, первый вход которого подключен к преобразователю, а выход - к входу регулируемого усилител , последовательно соединенные регистр сдвига, счетчик и исполнительный механизм, общие кольцевойApparatus of the Invention A device for ultrasonic testing of products containing N emission channels — receiving ultrasonic signals, each of which includes a probe pulse generator, an amplifier and a converter connected to the output of the probe pulse generator, as well as a common synchronizer, indicator and strobe pulse generator, whose input connected to the output of the synchronizer, which differs from the fact that, in order to increase the reliability of control by taking into account the distance between the emitting and receiving converters, The driver in each channel is made with adjustable gain, and the device contains a key in each channel, the first input of which is connected to the converter, and the output to the input of the adjustable amplifier, serially connected shift register, counter and actuator, common ring генератор, формирователь импульсов и регул тор амплитуды, выполненный в виде схемы ИЛИ, регистра сдвига, N усилителей, N ключей и N триггеров, усилители и ключи регул тора амплитуды последовательно соединены , при этом выход N-ro ключа соединен с входом первого усилител , первые входы триггеров соединены соответственно с выходами регистра сдвига регул тора амплитуды , вторые входы - с выходом формировател  импульсов, выходы подключены соответственно к вторым входам ключей регул тора амплитуды, входы усилителей соединены соответственно с выходами регистра сдвига регул тора амплитуды, аgenerator, pulse shaper and amplitude controller made in the form of an OR circuit, shift register, N amplifiers, N keys and N flip-flops, amplifiers and amplitude regulator keys are connected in series, the N-ro output is connected to the first amplifier input, the first the trigger inputs are connected respectively to the outputs of the shift register of the amplitude regulator, the second inputs are connected to the output of the pulse former, the outputs are connected respectively to the second inputs of the amplitude controller keys, the inputs of the amplifiers are connected respectively to the outputs of the shift register of the amplitude regulator, and выходы - с вторыми входами регулируемых усилителей каждого канала соответственно, выход синхронизатора соединен с вторыми входами регистров сдвига каждого канала и с входами кольцевого генератора, формировател  импульсов и индикатора, выходы кольцевого генератора подключены соответственно к вторым входам ключей каждого канала, к входам генераторов зондирующих импульсов каждого канала иoutputs - with the second inputs of adjustable amplifiers for each channel, respectively, the synchronizer output is connected to the second inputs of each channel shift registers and to the inputs of the ring generator, pulse generator and indicator, the outputs of the ring generator are connected respectively to the second inputs of the channel keys of each channel, to the inputs of probing pulse generators of each channel and к входам схемы ИЛИ регул тора амплитуды, выход последней подключен к первому входу регистра сдвига регул тора амплитуды, выход генератора строб-импульсов соединен с вторым входом регистра сдвига регул тора амплитуды и с третьими входами регулируемых усилителей каждого канала, выходы которых подключены соответственно к входам регистра сдвига каждого канала и к сигнальным входам индикатора.to the inputs of the OR amplitude regulator circuit, the output of the latter is connected to the first input of the amplitude regulator shift register, the output of the strobe pulse generator is connected to the second input of the amplitude regulator shift register and to the third inputs of the adjustable amplifiers of each channel, the outputs of which are connected respectively to the register inputs shift each channel and to the signal inputs of the indicator. (риг. 1(rig. 1 К2K2 КЗKZ I II I МM СТST игig usus иьi I I I II I 1L1L II Фиг. 2FIG. 2