SU580502A1 - Device for ultrasonic control of materials - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области ультразвукового неразрушающего контрол  материалов и может быть использовано дл  определени  характера обнаруживаемых дефектов .The invention relates to the field of ultrasonic non-destructive testing of materials and can be used to determine the nature of the detected defects.

Известно устройство дл  ультразвукового контрол  материалов, содержащее генератор коротких видеоимпульсов, подключенный к нему широкополосный ультразвуковой искатель , последовательно соединенные широкополосные усилитель, временной селектор и анализатор спектра 1.A device for ultrasonic testing of materials is known, which contains a generator of short video pulses, a broadband ultrasound finder connected to it, a series-connected broadband amplifier, a time selector and a spectrum analyzer 1.

Недостатком его  вл етс  сложность расшифровки спектральной характеристики дефекта ввиду значительной неравномерности частотной характеристики искател  и спектрального состава возбуждающего импульса.Its disadvantage is the complexity of deciphering the spectral characteristics of the defect due to the significant unevenness of the frequency response of the searcher and the spectral composition of the exciting pulse.

Известно также устройство дл  ультразвукового контрол  материалов, содержащее генератор зондирующих импульсов, подключенные к его разным входам синхронизатор и модул тор , широкополосный искатель, последовательно соединенные усилитель, временной селектор и анализатор спектра, а также генератор селектирующих импульсов, вход которого соединен с синхронизатором, а выход - со вторым входом временного селектора 2.It is also known a device for ultrasonic testing of materials, comprising a probe pulse generator, a synchronizer and a modulator connected to its different inputs, a broadband finder, an amplifier connected in series, a time selector and a spectrum analyzer, and a selection pulse generator whose input is connected to the synchronizer, and the output - with the second input of the temporary selector 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  сложность расшифровки характера дефектов по спектральному составу прин того сигнала вследствие большого количества измер емых параметров, что снижает производительность и достоверность контрол . Дл  повышени  производительности и достоверности контрол  предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными блоком аналого-цифрового преобразовани , один вход которого подключен к анализатору спектра, а другой - к модул тору,A disadvantage of the known device is the complexity of deciphering the nature of defects by the spectral composition of the received signal due to the large number of measured parameters, which reduces the performance and reliability of the control. To improve the performance and reliability of the control, the proposed device is equipped with series-connected analog-digital conversion units, one input of which is connected to a spectrum analyzer and the other to a modulator,

блоком быстрого преобразовани  Фурье, блоком хранени  классов эталонных спектров, блоком опроса, блоком сравнени , второй вход которого св зан с выходом блока быстрого преобразовани  Фурье и блоком индикаЦии .a fast Fourier transform unit, a storage unit of reference spectra classes, a polling unit, a comparison unit, the second input of which is connected to the output of the fast Fourier transform unit and the indication unit.

На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства. В основе данного устройства лежит измерение- вторичного спектра прин того сигнала, сравнение его с эталонным вторичным спектром, в результате чего определ етс  характер дефекта.The drawing shows a block diagram of the described device. This device is based on measuring the secondary spectrum of the received signal, comparing it with the reference secondary spectrum, as a result of which the nature of the defect is determined.

Устройство содержит синхронизатор 1, подключенный к его выходу генератор 2 зондирующих импульсов, модул тор 3, подключенныйThe device contains a synchronizer 1, a generator of 2 probe pulses connected to its output, a modulator 3 connected

к генератору 2; соединенный с генератором широкополосный искатель 4; широкополосный усилитель 5, соединенный с искателем 4; временной селектор 6 эхо-сигналов, отраженных от дефектов, один вход которого соединей с усилителем 5, другой - с генератором 7to generator 2; broadband finder 4 coupled to the generator; broadband amplifier 5 coupled to a searcher 4; time selector 6 echo signals reflected from defects, one input of which is connected with amplifier 5, the other with generator 7

селектирующих импульсов, а выход - с анализатором 8 спектра. Аналого-цифровой преобразователь 9 соединен одним входом с анализатором 8 спектра, другим входом - с модул тором 3. С выходом преобразовани  9 соединен блок 10 быстрого преобразовани  Фурье, выход которого соединен с одним входом блока И сравнени . Блок 12 хранени  классов эталонных спектров соединен по входу с блоком 10, а выход его соединен через блок 13 опроса с вторым входом блока 11 сравнени . К выходу блока И сравнени  и подключен регистратор 14 в виде цифропечатающего устройства или диспле .selective pulses, and the output - with the analyzer 8 spectrum. Analog-to-digital converter 9 is connected by one input to a spectrum analyzer 8, the other input is connected to a modulator 3. A fast Fourier transform block 10 is connected to the output 9 of the converter, the output of which is connected to one input of the AND comparison unit. A storage unit 12 of reference spectra classes is connected at the input to a unit 10, and its output is connected via a polling unit 13 to a second input of a comparison unit 11. The output of the block is And is compared and the recorder 14 is connected in the form of a digital printer or display.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Генератор 2, запуска сь от синхронизатора 1, вырабатывает зондирующие частотно-модулированные радиоимпульсы, частота заполнени  которых мен етс  oi импульса к импульсу по пилообразному закону с помощью модул тора 3. Така  последовательность радиоимпульсов имеет щирокий и равномерный спектр. Широкополосный искатель 4 преобразует последовательность радиоимпульсов в ультразвуковую, принимает отраженные от дефекта эхо-сигналы. Усиленные усилителем о и выделенные временным селектором 6 эти сигналы поступают на вход анализатора 8 спектра. Огибающа  спектра на экране анализатора спектра несет в себе информацию о параметрах дефекта. Врем  анализа устанавливают таким образом, чтобы за один период качани  частоты модул тором 3 излучалось в изделие 200-300 импульсов с различными частотами. Врем  анализа обычно составл ет 0,5-5 с.Generator 2, triggered by synchronizer 1, generates probing frequency-modulated radio pulses, the filling frequency of which varies oi pulse to pulse according to a sawtooth law with the help of modulator 3. Such a sequence of radio pulses has a wide and uniform spectrum. The broadband finder 4 converts a sequence of radio pulses into an ultrasonic one, receives echoes reflected from a defect. These signals, amplified by the amplifier o and allocated by the time selector 6, are fed to the input of the spectrum analyzer 8. The spectrum envelope on the spectrum analyzer screen carries information about the parameters of the defect. The analysis time is set in such a way that 200-300 pulses with different frequencies are emitted into the product in one frequency sweep period by the modulator 3. The analysis time is usually 0.5-5 seconds.

Огибающа  спектра с анализатора 8 попадает иа аналого-цифровой преобразователь 9. На второй его вход подаютс  импульсы с модул тора 3, синхронизирующие начало и окончание работы преобразовател  с периодом качани  частоты генератора 2. Аналогоцифровой преобразователь преобразует огибающую спектра в аналоговой форме в цифровой код и подает его на вход блока 10 быстрого преобразовани  Фурье. В этом блоке огибающа  первичного спектра преобразуетс  во вторичный спектр и в цифровом виде поступает на первой вход блока И сравнени . На второй вход поступают из блока 12 хранени  классов эталонных спектров через блок 13 опроса эталонные спектры. Блок 13 опроса последовательно вызывает из блока 12 хранени  эталонные спектры, принадлежащиеThe spectrum envelope from analyzer 8 enters analog-to-digital converter 9. At its second input, pulses are delivered from modulator 3, which synchronizes the beginning and end of converter operation with the oscillating frequency of oscillator 2. its input to the fast Fourier transform unit 10. In this block, the envelope of the primary spectrum is transformed into the secondary spectrum and in digital form arrives at the first input of the AND comparison block. The second input comes from the storage unit 12 of the classes of reference spectra through the polling unit 13 reference spectra. The polling unit 13 sequentially calls from the storage unit 12 reference spectra belonging to

различным классам, и предъ вл ет их дл  сопоставлени  с реальным вторичным спектром. Каждый класс эталонных спектров определ ет тип дефекта (поры, щлаки, трещины, непровары и др.).different classes, and presents them for comparison with the real secondary spectrum. Each class of reference spectra determines the type of defect (pores, scrap, cracks, lack of penetration, etc.).

Нри нахождении эталонного спектра с параметрами , наиболее близкими к реальному спектру, последнему присваиваетс  тот класс, к которому принадлежит эталонный спектр. Определение размеров и ориентаци  дефектов также осуществл ютс  в результате сравнени  с эталонными спектрами.By finding the reference spectrum with the parameters closest to the real spectrum, the latter is assigned the class to which the reference spectrum belongs. Determination of dimensions and orientation of defects are also carried out as a result of comparison with reference spectra.

В процессе накоплени  классов эталонных спектров с выхода блока 10 спектры от реальных известных дефектов (или теоретическиеIn the process of accumulating classes of reference spectra from the output of block 10, the spectra from real known defects (or theoretical

спектры) поступают непосредственно в блок 12 хранени .spectra) go directly to storage unit 12.

Claims (2)

1.Натент США № 3538753, кл. 73-67.9, 1968.1.Nat US No. 3538753, cl. 73-67.9, 1968. 2.Авторское свидетельство № 490350, кл. G ОШ 29/04, 1973.2. The copyright certificate number 490350, cl. G ORS 29/04, 1973. VV