SU1631408A1 - Устройство дл контрол качества материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано дл  контрол  качества материалов. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства за счет одновременной регистрации временных и амплитудных характе- ристикотраженных акустических сигналови увеличени  рабочего диапазона частот. Устройство обеспечивает возбуждение образца ультразвуковыми импульсами и анализ прин тых акустических сигналов, отраженных от поверхностей контролируемого образца , Сигнал анализируетс  выборками, получаемыми за счет стробировзни . Дл  каждой последующей выборки положение строба сдвигаетс  на величину длительности строба, обеспечива  анализ амплитудно-временных характеристик излученного и отраженного сигналов Результаты анализа вывод тс  через магистраль данных во внешнюю систему обработки данных 1 ил.

Description

ЦП

с

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано дл  контрол  качества материалов.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет одновре- менной регистрации временных и амплитудных характеристик отраженных акустических сигналов и увеличени  рабочего диапазона частот.

На чертеже приведена блок-схема устройства дл  контрол  качества материалов,

Устройство дл  контрол  качества материалов содержит излучатель 1 и приемник 2 ультрузвуковых колебаний, акустически св занную с последними линию 3 задержки,

предназначенную дл  установки на поверхность контролируемого образца 4, генератор 5 импульсов возбуждени , генератор 6 импульсов сопровождени , блок 7 строби- ровани , измеритель 8 временных интервалов , осциллограф 9, источник 10 опорной частоты, входной регистр 11, управл емый блок 12 задержек, синхронизатор 13, аналого-цифровой преобразозатель (АЦП) 14, магистраль 15 данных один из выходов которой служит выходом устройства и предназначен дл  подключени  к внешней системе обработки данных (ЭВМ), выход генератора 5 импульсов возбуждени  соединен с излучателем 1 ультразвука, выходы первого и второго генераторов 5, 6 импульЈ

С ОС

сов подключены соответственно к входам Старт и Стоп измерител  8 интервалов времени, выход источника 10 опорной частоты подключен к входу синхронизатора 13, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока 12 задержек, а третий выход подключен к первому входу магистрали 15 данных, первый выход блока 12 задержек соединен с входом первого генератора 5 импульсов, второй выход - с входами синхронизации 7 стробиро- вани , второго генератора 6 импульсов и осциллографа 9, приемник 2 ультразвуковых колебаний соединен с первыми входами блока 7 стробировани  и осциллографа 9, вторые входы последних подключены к выходу второго генератора 6 импульсов, первый выход блока 7 стробировани  подключен к информационному входу АЦП 14, второй и третий выходы 4 - соответственно к первому и второму входам входного регистра 11, третий вход последнего подключен к первому входу АЦП 14, второй выход последнего подключен к второму входу магистрали 15 данных, а управл ющий вход - к первому выходу входного регистра 11, второй выход последнего и третий выход блока 12 задержек подключены соответственно к третьему и четвертому входам магистрали 15 данных.

Устройство работает следующим образом .

Режим настройки. Через выход 16 и магистраль 15 данных с помощью внешней системы обработки данных (на чертеже не показана) на вход управлени  блока 12 задержек подают управл ющие сигналы, подбира  величину задержки таким образом, чтобы отсечь неинформативную начальную часть регистрируемого на осциллографе 9 процесса. После чего полученное значение задержки считывают с выхода измерител  8 временных интервалов и ввод т в пам ть внешней системы обработки данных.

Режим регистрации. Регистраци  осуществл етс  в интервале времени, устанав- ливаемом генератором 6 импульсов сопровождени . По управл ющим сигналам , поступающим на третий вход блока 12 задержек, обеспечиваетс  сдвиг точки начала регистрации на величину указанного интервала с последующим циклом повторени . В.отом случае при шаге дискретизации (5-10 не) представл етс  возможность регистрировать временные процессы длительностью до дес тков миллисекунд,

С источника 10 опорной частоты сигнал калиброванной частоты подаетс  на вход синхронизатора 13. С первого выхода синхронизатора 13 на первый вход управл емо

го блока 12 задержек поступают сигналы опорной частоты с периодом пор дка 1 мкс, а на второй вход его запуска в это врем  подаютс  импульсы с второго выхода синхронизатора с периодом следовани  пор дка 500 мкс. При этом период запуска выбираетс  большим, чем врем  регистрации одной дискретной точки. С приходом импульса запуска управл емый блок 12 задержек вы0 рабатывает импульс Начало временного интервала, который поступает на вход запуска генератора 5 импульсов возбуждени , с выхода этого генератора импульсы возбуждени  поступают на излучатель 1, ге5 нерирующий звуковые колебани  в ультразвуковой линии 3 задержки и в образец 4. По окончании временного интервала, который устанавливаетс  программным путем с помощью внешней системы обработки дан0 ных, блок 12 задержек вырабатывает импульс Конец временного интервала, поступающий на входы синхронизации ос- филлографа 9, блока 7 стробировани  и второго генератора б импульса.

5Отраженный сигнал от поверхностей

образца 4 принимаетс  приемником 2 и подаетс  на первые входы осциллографа 9 и блока 7 стробировани , а на их вторые входы посылаетс  импульс сопровождени ,

0 формируемый вторым генератором 6. Блок 7 стробировани  преобразует высокочастотный отраженный сигнал и импульс сопровождени  в их низкочастотные аналоги, представл ющие собой ступенчатую функ5 цию. Количество ступеней в низкочастотном аналоге определ етс  количеством стробто- чек в развертке сигнала на выходе блока 7 стробировани . Поскольку временной интервал регистрации определ етс  длитель0 ностью импульса сопровождени , то с изменением количества стробточек, формируемых блоком 7 стробировани , измен етс  и шаг дискретизации,

Длительность низкочастотного аналога

5 в реальном времени определ етс  произведением периода повторени  регистрируемых сигналов на количество точек регистрации.

Низкочастотный аналог отраженного

0 сигнала с выхода блока 7 стробировани  поступает на вход АЦП 14, а низкочастотный аналог импульса сопровождени  и выходные синхроимпульсы с выходов блока 7 стробировани  поступают на входы регист5 ра 11. Следует отметить, что выходные синхроимпульсы блока 7 стробировани  определ ют начало ступеньки низкочастотного аналога.

С приходом переднего фронта импульса сопровождени  на вход регистра 11 разрешаетс  прохождение выходных синхроимпульсов блока 7 стробировани  на вход запуска аналого-цифрового преобразовател  14. После окончани  цикла преобразовани  АЦП 14 выдает на входной регистр 11 сигнал готовности, по которому происходит вывод кода с выхода АЦП 14 через магистраль 15 на внешнюю систему обработки данных.

Длительность ступени и период следовани  выходных синхроимпульсов блока 7 стробировани  определ етс  периодом повторени  исследуемого отраженного сигнала , который равн етс  нескольким сотн м микросекунд, а врем  преобразовани  и врем  цикла измерени  у АЦП 14 составл ет дес тки микросекунд. Эта длительность ступени больше времени преобразовани  ее в цифровой код и времени вывода данных. С приходом очередного синхроимпульса на запуск АЦП 14 цикл преобразовани  и считывани  возобновл етс .

Количество ступеней низкочастотного аналога, преобразованных АЦП 14 в цифровые коды с последующим считыванием, определ етс  количеством синхроимпульсов, прошедших на запуск АЦП 14 до момента прихода заднего фронта низкочастотного аналога импульса сопровождени  на входной регистр 11.

По заднему фронту низкочастотного аналога импульса сопровождени  запрещаетс  прохождение выходных синхроимпульсов блока 7 стробировани  и таким образом прекращаетс  регистраци  процесса. После этого посредством блока 12 задержек производитс  сдвиг выборки, определ емой длительностью импульса сопровождени  на величину, равную длительности этого импульса , и процесс регистрации выборки повтор етс . Количестве циклов сдвиге и регистрации выборок повтор етс  до тех пор, пока не будет пооизведена регистраци  необходимого временного процесса. Обратна  св зь системы обработки данных с входным регистром 11, управл емым блоком 12 задержек и АЦП 14, осуществл етс  посредством соответствующего интерфейса , например, крейт-контроллера КАМАК.

Блоки устройства могут быть выполнены в следующем виде. Генератор 5 импульсов возбуждени  Г5-54, генератор 6 импульсов сопровождени  - Г5-78, блок 7 стробировани  - С1-70/3, измеритель 8 временных интервалов ЧЗ-47А, осциллограф 9 - С1-93, источник 10 опорной частоты -4 43-54, входной регистр 11-5Р.850.16 системы КАМАК. управл емый блок 12 задержек - таймер 5Р.435.44 системы КАМАК, синхронизатор 13 - 5Р.850.12, АЦП 14 - 5Р.850.47. В качестве внешней системы обработки данных может быть использована микроЭВМ типа ДВК-2 с крейт-контролле- ром 5Р.850.35.

Использование изобретени  обеспечиаает получение амплитудных и временных характеристик отраженных акустических сигналов при расширении диапазона частот до нескольких дес тков мегагерц, дает возможность судить о структуре материала

(зернистости, фазовом состо нии, дефектности ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  качества материалов , содержащее синхронизатор, последовательно соединенные первый генератор импульсов и излучатель ультразвука, приемник ультразвуковых колебаний и осциллограф , блок задержек и измеритель временных

   интервалов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства , оно снабжено линией задержки, акустически св занной с излучателем и приемником ультразвука, блоком стробировани , вторым генератором импульсов, источником опорной частоты, аналого-цифровым преобразователем, входным регистром , магистралью данных, один из выходов которой служит выходом устройства и предназначен дл  подключени  к внешней системе обработки данных, блок задержек выполнен управл емым, выходы первого и второго генераторов импульсов подключены соответственно к вход -1- Старт и

   Стоп измерител  временных интервалов, выход источника оперной частоты подключен к входу синхронизатора, первый и второй выходы которого подключены : соответствующим входам блока задержек, а

   третий выход подключен к первому входу магистрали данных, первый выход блока задержек соединен с входом первого генератора импульсов, второй выход - с входами синхронизации блока стробировани , второго генератора импульсов и осциллографа, приемник ультразвуковых колебаний соединен с первыми входами блока стробировани  и осциллографа, вторые входы последних подключены к выходу второго генераторэ импульсов, первый выход блока стробировани  подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , второй и третий выходы - соответственно к первому и второму входам

   входного регистра, третий вход последнего подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразовател , второй выход последнего подключен к второму входу магистрали данных, а управл ющий вход - к первому выходу входного регистра, второй

   выход последнего и третий выход блока за- третьему и четвертому входам магистрали держек подключены соответственно к данных.