CS254444B1

CS254444B1 - Connection for registration of falts with automatized testing the circular bodies by ultrasound

Info

Publication number: CS254444B1
Application number: CS865206A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Bartos
Original assignee: Oldrich Bartos
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS520686A1

Abstract

Zapojeníje určeno pro registraci vad při automatizovaném zkoušení kruhových těles ultrazvukem. Zapojeníje tvořeno tak, že výstup impulsního ultrazvukového zařízeníje připojen na první vstup hradlovacího obvodu a na první vstup prvního čítače, jehož druhý vstup je propojen s výstupem nulovacího obvodu. Výstup prvního čítače je připojen na první vstup bistabilního klopného obvodu, jehož druhý vstup je připojen na výstup prvního logického obvodu, který má první vstup připojen na výstup zdroje startovacích impulsů. Zároveň výstup bistabilního klopného obvodu je připojen na druhý vstup hradlovacího obvodu, jehož výstup je připojen na první vstup prvního monostabilního klopného obvodu, který svým druhým výstupem je připojen na první vstup druhého monostabilního klopného obvodu výstupem na vstup prvního derivačního obvodu. Derivační obvod je výstupem připojen jednak na druhý vstup druhého monostabilního klopného obvodu a jednak na druhý vstup ? druhého logického obvodu. Výstup druhého monostabilního klopného obvodu je připojen na druhý derivační obvod, který je výstupem připojen jednak na druhý vstup prvního monostabilního klopného obvodu a jednak na první vstup druhého logického obvodu. Druhý logický obvod je druhým vstupem připojen na druhý vstup prvního logického obvodu a výstupem je připojen na vstup druhého čítače.The wiring is intended for defect registration in automated testing of circular bodies ultrasound. The wiring is formed so that the output pulse ultrasonic device is connected to the first gate circuit input and to the first gate input the first counter whose second input is connected with zero circuit output. First counter output it is connected to the first input of the bistable flip-flop a circuit whose second input is output the first logic circuit having the first input connected to the source of the starting pulses. At the same time the output of the bistable flip-flop is connected to the second input of the gating circuit whose output is connected to the first input of the first monostable flip circuit that is connected to its second output to the first input of the second monostable flip-flop output to the input of the first derivative circuit. Derivative the circuit is connected to the second input of the other monostable flip-flop and second input? second logic circuit. The output of the second monostable the flip-flop is connected to the second derivative circuit, which is output connected to the second input of the first monostable flip-flop and second input second logic circuit. The second logical circuit is the second connected to the second input of the first logic circuit and output is connected to the second counter input.

Description

Vynález se týká zapojení pro registraci vad při automatizovaném zkoušení kruhových těles ultrazvukem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to circuitry for defect registration in automated ultrasonic testing of circular bodies.

Důležitá kritéria pro vyhodnocení kvality materiálu po ultrazvukovém zkoušení impulsní odrazovou metodou jsou počet a velikost zjištěných vad. U zkoušených těles s přibližně rovřhným charakterem nebo velkým poloměrem zakřivení, z jehož povrchu se vysílá ultrazvuk, je rozevření ultrazvukového svazku konstantní. Délka indikace zjištěné diskové vady, jejíž rovina je rovnoběžná s povrchem, je ve všech směrech stejná. Se změnou vzdálenosti vady od ultrazvukové sondy se mění pouze velikost ultrazvukového echa. Při zakřivení povrchu například kruhových výkovků a vývalků dochází vlivem lomu ultrazvukových paprsků k výrazné odlišnosti v rozevření svazku v axiálním a tangenciálním směru a to tím více, čím je průměr tělesa menší. Zatímco je vada blízko povrchu indikována v tangenciálním směru na dráze odpovídající jednotkám úhlu natočení materiálu potom s rostoucí vzdáleností vady téže velikosti, doba indikace se nelineárně zvětšuje a v případě, že leží v pásmu středu materiálu, je indikována po celých 360°. U protažených vad-dokonce i několik otáček. Tyto fyzikální změny při zkoušení ultrazvukem ztěžují registraci počtu vad. Stávající vyhodnocovací obvody defektoskopických zařízení registrují zjištěnou vadu bud’ jako impuls konstantní délky nebo ji stanoví z počtu předvolených vadových impulsů, které je nutno přijmout během její indikace. Z výše popsaných skutečností vyplývá, že registrace vad nemůže být zcela přesná a vede k přehodnocení nebo podhodnocení počtu vad a je citlivá na změny rychlosti posuvu materiálu. Nerespektují se všechny fyzikální odlišnosti, které nastávají změnou tvaru povrchu zkoušeného výrobku.The number and magnitude of the defects detected are important criteria for the evaluation of material quality after ultrasonic pulse reflection method testing. The opening of the ultrasonic beam is constant for test specimens of approximately parallel character or large radius of curvature from which ultrasound is emitted from the surface. The indication length of the disc defect detected, the plane of which is parallel to the surface, is the same in all directions. As the distance of the defect to the ultrasound probe changes, only the size of the ultrasound echo changes. The surface curvature of, for example, circular forgings and rolled products, due to the refraction of the ultrasonic beams, results in a significant difference in the opening of the beam in the axial and tangential directions, the more the smaller the diameter of the body. While the defect near the surface is indicated in the tangential direction on the path corresponding to the angle of rotation units of the material then with the increasing distance of the defect of the same size, the indication time increases non-linearly and is indicated throughout 360 °. For elongated defects - even a few turns. These physical changes in ultrasonic testing make it difficult to register the number of defects. Existing evaluation circuits of the defectoscopic devices register the detected defect either as a constant-length pulse or determine it from the number of preset defect pulses to be received during its indication. It follows from the above-described facts that the registration of defects cannot be completely accurate and leads to a re-evaluation or underestimation of the number of defects and is sensitive to changes in material feed rate. Not all physical differences resulting from a change in the surface shape of the product under test are taken into account.

Výše uvedené nedostatky řeší zapojení pro registraci vad při automatizovaném zkoušení kruhových těles ultrazvukem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup impulsního ultrazvukového zařízení je připojen na první vstup hradlovacího obvodu a na první vstup prvního čítače, jehož druhý vstup je propojen s výstupem nulovacího obvodu. Výstup prvního čítače je připojen na první vstup bistabilního klopného obvodu, jehož druhý vstup je připojen na výstup prvního logického obvodu, který má první vstup připojen na výstup zdroje startovacích impulsů. Zároveň výstup bistabilního klopného obvodu je připojen na druhý vstup hradlovacího obvodu, jehož výstup je připojen na první vstup prvního monostabilního klopného obvodu, který svým druhým výstupem je připojen na první vstup druhého monostabilního klopného obvodu a prvním výstupem na vstup prvního derivačního obvodu. Derivační obvod je výstupem připojen jednak na druhý vstup druhého monostabilního klopného obvodu a jednak na druhý vstup druhého logického obvodu. Výstup druhého monostabilního klopného obvodu je připojen na druhý derivační obvod, který je výstupem připojen jednak na druhý vstup prvního monostabilního klopného obvodu a jednak na první vstup druhého logického obvodu. Druhý logický obvod je druhým vstupem připojen na druhý vstup prvního logického obvodu a výstupem je připojen na vstup druhého čítače.The aforementioned drawbacks are solved by the circuitry for defect registration in automated ultrasonic testing of circular bodies according to the invention, characterized in that the output of the pulsed ultrasonic device is connected to the first input of the gating circuit and to the first input of the first counter. circuit. The output of the first counter is connected to the first input of a bistable flip-flop whose second input is connected to the output of the first logic circuit, which has the first input connected to the output of the start pulse source. At the same time, the output of the bistable flip-flop is connected to the second input of the gating circuit, the output of which is connected to the first input of the first monostable flip-flop, which by its second output is connected to the first input of the second monostable flip-flop. The derivative circuit is connected to the second input of the second monostable flip-flop and to the second input of the second logic circuit. The output of the second monostable flip-flop is connected to a second derivative circuit, which is connected to the second input of the first monostable flip-flop and to the first input of the second logic circuit. The second logic circuit is connected by the second input to the second input of the first logic circuit and the output is connected to the input of the second counter.

Nového účinku je dosaženo tím, že zapojení umožňuje jednoduchým způsobem a prostředky registrovat jednotlivé vady materiálu, zvláště v kruhových tělesech při automatizovaném zkoušení ultrazvukem impulsní odrazovou metodou. Dosahuje se maximálního využití fyzikální Indikace vady ultrazvukovým zařízením. Délka indikace vady, například způsobena změnou parametrů vyměněné ultrazvukové sondy, různou vzdáleností zjištěné vady popřípadě změnou rychlostí zkoušení nemá vliv na přesné vyhodnocení údajů o počtu vad. Registrace vady se uskutečňuje vždy těsně po odeznění její ultrazvukové indikace. Výhodu lze spatřovat také v tom, že zjištěným vadám v blízkosti osy kruhových těles, jejichž indikace je trvalá po celém* obvodu, navrhované zapojení automaticky přiřazuje početní vyjádření. Je možné například k nepřetržité indikaci přiřadit v registračním čítači jednotku vady po jedné nebo n-otáčkách materiálu.The novel effect is achieved by the fact that the circuitry makes it possible in a simple manner and by means to register individual material defects, especially in circular bodies during automated ultrasonic testing by the pulse reflection method. Maximum use of the physical Indication of defects by ultrasonic equipment is achieved. The length of the defect indication, for example caused by changing the parameters of the replaced ultrasonic probe, by varying the distance of the detected defect, or by changing the test speeds, does not affect the accurate evaluation of the number of defects. The defect is always registered immediately after the ultrasound indication has disappeared. The advantage can also be seen in the fact that the detected wiring in the vicinity of the axis of circular bodies, whose indication is permanent throughout the circumference *, automatically assigns the numerical expression to the proposed connection. For example, it is possible to assign a defect unit after one or n-turns of the material to the continuous counter in the registration counter.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zapojení pro registraci vad při automatizovaném zkoušení kruhových těles podle vynálezu.The attached drawing shows an example of a circuit for defect registration in automated testing of circular bodies according to the invention.

Zapojení sestává z impulsního ultrazvukového zařízení 1 připojeného na první vstup hradlového obvodu 2 a na první vstup prvního čítače 7, jehož druhý vstup je propojen s výstupem nulovacího obvodu 6. Výstup prvního čítače 7 je připojen na první vstup bistabilního klopného obvodu 8, jehož druhý vstup je připojen na výstup prvního logického obvodu 11, který má první vstup připojen na výstup zdroje 10 startovacích impulsů. Zároveň výstup bistabilního klopného obvodu 8 je připojen na druhý vstup hradlovacího obvodu 2, jehož výstup je připojen na první vstup prvního monostabilního klopného obvodu 3, který svým druhým výstupem je připojen na první vstup druhého monostabilního klopného obvodu 5 a prvním výstupem na vstup prvního derivačního obvodu 4. Derivační obvod 4 je výstupem připojen jednak na druhý vstup druhého monostabilního klopného obvodu 5 a jednak na druhý vstup druhého logického obvodu 12. Výstup druhého monostabilního klopného obvodu 5 je připojen na druhý derivační obvod 9, který je výstupem připojen jednak na druhý vstup prvního monostabilního klopného obvodu 3 a jednak na první vstup druhého logického obvodu 12. Druhý logický obvod 12 je druhým vstupem připojen na druhý vstup prvního logického obvodu 11a výstupem je připojen na vstup druhého čítače 13.The circuit consists of a pulsed ultrasonic device 1 connected to the first input of the gate circuit 2 and to the first input of the first counter 7, the second input of which is connected to the output of the reset circuit 6. The output of the first counter 7 is connected to the first input of the bistable is connected to the output of the first logic circuit 11, which has a first input connected to the output of the start pulse source 10. Simultaneously, the output of the bistable flip-flop 8 is connected to the second input of the gating circuit 2, the output of which is connected to the first input of the first monostable flip-flop 3, which by its second output is connected to the first input of the second monostable flip-flop 5 and the output. 4. The derivative circuit 4 is output connected to the second input of the second monostable flip-flop 5 and to the second input of the second logic circuit 12. The output of the second monostable flip-flop 5 is connected to the second derivative circuit 9, which is connected to the second input of the first The second logic circuit 12 is connected to the second input of the first logic circuit 11 by the second input and the output is connected to the input of the second counter 13.

Bistabilní klopný obvod 8 se nastavuje do výchozího stavu impulsem, přivedeným na jeho první vstup ze zdroje 10 startovacích impulsů přes první lofický obvod 11. Z impulsního ultrazvukového zařízení 1 postupují impulsy indikovaných vad materiálu jednak na první vstup prvního čítače 7, který načítává jejich souvislý sled po n-zvolených period impulsního zařízení, jednak na první vstup hradlovacího obvodu 2. Přerušená série n-impulsů má za následek úplné vynulování prvního čítače 7 impulsem, přicházejícím z výstupu nulovacího obvodu 6 na jeho druhý vstup. Tímto opatřením se zabraňuje, aby náhodné rušivé impulsy (například jiskření ve vnějších obvodech) nestartovaly činnost obvodů navrhovaného zapojení. Je-li však načítána celá série, potom se vygenerovaným impulsem z výstupu prvního čítače 7 přes první vstup překlápí bistabilní klopný obvod 8, který napěťovou úrovní H otvírá přes druhý vstup hradlovací obvod 2, přes který postupují další impulsy od vad z impulsního ultrazvukového zařízení 1 na první vstup prvního monostabilního klopného obvodu 3, který se prvním příchozím impulsem překlápí. V okamžiku jeho překlopení se signálem z jeho druhého výstupu jednorázové spouští druhý monostabilní klopný obvod 5 a to přes jeho první vstup. Pokračujc-li indikace vady, je dalšími výstupními impulsy z hradlovacího obvodu 2 opětně startován první monostabilní klopný obvod 3, a protože jeho doba kyvu je delší než perioda vstupních impulsů, je udržován ve stavu prvotního překlopení. Nyní mohou nastal dva případy. V prvním se ukončí indikace vad v rozsahu 0 až 360° natočení materiálu a první monostabilní klopný obvod 3 se od příchodu posledního startovacího impulsu vrací za dobu jeho kyvu do výchozího stavu. Signál z jeho prvního výstupu je zpracován v prvním derivačním obvodu 4 na impuls, kterým se v okamžiku odbčžné hrany vrací přes druhý vstup druhý monostabilní klopný obvod 5 do výchozího stavu. Zároveň tentýž, impuls z výstupu prvního logického obvodu 11, na který byl přiveden přes jeho druhý vstup, překlápí bistabilní klopný obvod 8 do výchozího postavení, čímž se uzavírá první hradlovací obvod 2 a konečné přes druhý vstup druhého logického obvodu 12 sc vyvádí jako signál zjištěné vady k registraci do druhého čítače 13. Ve druhem případě jde o vady umístěné v blízkosti středu kruhového tělesa·. Tylo vady jsou indikovány po více než 360° otočení kruhového tělesa, tedy déle, než jc doba jedné otáčky. Z toho vyplývá, že i spouštěcí impulsy, odvozené z vadových ech mohou přicházet déle, než je nastavena doba kyvu druhého monostabilního klopného obvodu 5 a ten, protože byl spuštěn jednorázově, se překlápí do výchozího stavu. Signál z jeho výstupu se zpracovává ve druhém derivačním obvodu 9 na krátký impuls, který v čase jeho odbčžné hrany jednak překlápí první monostabilní klopný obvod 3 do výchozího stavu a jednak se přes druhý logický obvod 12 vede do druhého čítače 13, kde se započítá jako jedna vada. Trvá-li inidace vady i nadále, je opětně následujícím vadovým impulsem z výstu254 444 pu hradlovacího obvodu 2 překlopen první monostabilní klopný obvod 3. Z jeho výstupu se znova jednorázově překlopí druhý monostabilní klopný, obvod 5 a činnost obvodů se výše popsaným způsobem opakuje. Po každém ukončení doby kyvu druhého monostabilního klopného obvodu 5 se tedy vždy započítá další jednotka vady na druhém čítači 13. Osově protažená vada je potom ve střední oblasti kruhového materiálu vyjádřena vyšším počtem vadových impulsů.The bistable flip-flop 8 is set to its initial state by a pulse applied to its first input from the start pulse source 10 through the first lophic circuit 11. From the pulsed ultrasonic device 1, pulses of indicated material defects pass to the first input of the first counter 7 after the n-selected pulse device periods, on the first input of the gating circuit 2. An interrupted series of n-pulses results in a complete reset of the first counter 7 by the pulse coming from the output of the reset circuit 6 to its second input. This prevents accidental interference pulses (for example, sparking in external circuits) from starting the circuits of the proposed wiring. If, however, the whole series is read, then the generated bistable flip-flop 8 is flipped over the first input by the generated pulse from the output of the first counter 7, which opens the voltage level H through the second input of the gating circuit 2. to the first input of the first monostable flip-flop 3, which flips with the first incoming pulse. At the moment of its flipping, the signal from its second output triggers a second monostable flip-flop 5 via its first input. If the fault indication continues, the first monostable flip-flop 3 is restarted by further output pulses from the gating circuit 2, and since its swinging time is longer than the input pulse period, it is maintained in the priming state. Now there may be two cases. In the first, the defect indication in the range of 0 to 360 ° rotation of the material is terminated and the first monostable flip-flop 3 returns to its initial state after the last starting pulse has arrived. The signal from its first output is processed in the first derivative circuit 4 to a pulse, which returns to the initial state at the moment of the leading edge via the second input of the second monostable flip-flop 5. At the same time, the same pulse from the output of the first logic circuit 11 to which it was applied via its second input swivels the bistable flip-flop 8 to its starting position, thereby closing the first gating circuit 2 and outputting it via the second input of the second logic circuit 12 sc defects to be registered in the second counter 13. In the latter case, the defects are located near the center of the circular body. These defects are indicated after more than 360 ° rotation of the circular body, i.e. longer than one turn time. It follows that even the trigger pulses derived from the defect echoes may arrive longer than the oscillation time of the second monostable flip-flop 5 is set and, since it was triggered once, it flips to the initial state. The signal from its output is processed in the second derivative circuit 9 to a short pulse, which at the time of its leading edge, first flips the first monostable flip-flop 3 to the initial state and secondly through the second logic circuit 12 to the second counter 13 where it counts as one. defect. If the defect continues to persist, the first monostable flip-flop 3 is flipped again by the following defect pulse from the jumper 25444 pu of the gating circuit 2. From its output, the second monostable flip-flop 5 is flipped once again. Thus, after each swiveling time of the second monostable flip-flop 5, a further defect unit at the second counter 13 is counted.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Fault registration circuit for automated ultrasonic testing of circular bodies, characterized in that the output of the pulsed ultrasonic device (1) is connected to the first input of the gating circuit (2) and to the first input of the first counter (7) whose second input is connected to the zero output circuit (6), while the output of the first counter (7) is connected to the first input of the bistable flip-flop (8), the second input of which is connected to the output of the first logic circuit (11), the output of the bistable flip-flop (8) is connected to the second input of the gating circuit (2), the output of which is connected to the first input of the first monostable flip-flop (3) which is connected to the first input of the second monostable flip-flop 5) and the first output to the input of the first derivative circuit (4), which is connected by the output to the second input of the second monostable flip-flop (5) and to the second input of the second logic flip-flop (12), the output of the second monostable flip-flop (5) is connected to the second derivative circuit (9) a monostable flip-flop (3) and on the first input of the second logic circuit (12), which is connected to the second input of the first logic circuit (11) by the second input and connected to the input of the second counter (13).