Система для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ДЛЯ ИМИТАЦИИ ЭХО-ИМПУЛЬСОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский государственный институт метрологии(72) Авторы Добров Александр Анатольевич Павловский Александр Александрович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский государственный институт метрологии(57) 1. Система для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа, включающая программируемый таймер, формирователь импульсов запуска, два параллельно подключенных устройства для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа с возможностью синхронизации внешними импульсами, при которой фаза выходного сигнала остается постоянной от импульса к импульсу, два электронных ключа, электронный коммутатор, регулируемый аттенюатор, сумматор и буферный усилитель. 2. Система по п. 1, отличающая тем, что устройство для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа с возможностью синхронизации внешними импульсами,при которой фаза выходного сигнала остается постоянной от импульса к импульсу, состоит из формирователя видеоимпульсов, кварцевого генератора, генератора задающего, модулятора, усилителя радиоимпульсов, аттенюатора, блока цифровой автоподстройки частоты и мультивибратора, управляемого напряжением, с возможностью синхронизации внешними импульсами и частотой выходного сигнала, превышающей 10 МГц.(56) 1. Прибор ГСП УП-10 ПУ Руководство по эксплуатации. - ВНИИК. Кишинев. 1985. 2. Патент РБ на полезную модель 2954 (заявка 20060076). МПК 01 29/00,опубл. 30.08.2006. 34332007.04.30 Предлагаемое техническое решение относится к области неразрушающего контроля ультразвуковыми методами и может быть использовано для испытания электронного блока ультразвуковых дефектоскопов, автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов и установок. Известно устройство, прибор ГСП УП-10 ПУ, разработанный ВНИИНК, 1. Прибор состоит из следующих блоков синхронизатора, в состав которого входит кварцевый генератор, формирователя видеоимпульсов, генератора задающего, модулятора, усилителя радиоимпульсов и аттенюатора. Прибор работает следующим образом. С электронного блока ультразвукового дефектоскопа синхроимпульсы подаются на формирователь видеоимпульсов, который формирует импульсы задержки и длительности,подаваемые на модулятор. Генератор задающий преобразует сигнал 10 МГц, поступающий с выхода, работающего в автоколебательном режиме, кварцевого генератора, входящего в состав синхронизатора, в непрерывный синусоидальный сигнал и подает его на вход модулятора. Модулятор формирует задержанный радиоимпульс определенной длительности, который в дальнейшем усиливается усилителем радиоимпульсов. Затем выходные сигналы проходят через аттенюатор прибора, который может изменять, при необходимости, амплитуду радиоимпульсов, подаваемых на вход электронного блока ультразвукового дефектоскопа. Недостатки данной установки 1) возникновение дополнительных погрешностей при измерении амплитудных и временных характеристик ультразвуковых дефектоскопов. Причина этого в том, что кварцевый генератор не синхронизируется внешними синхроимпульсами, а работает в автоколебательном режиме, в результате чего фаза синусоидального сигнала с выхода генератора задающего не синхронизируется внешними синхроимпульсами электронного блока ультразвукового дефектоскопа и, как следствие, происходит хаотическое перемещение сигнала на экране ультразвукового дефектоскопа 2) невозможность имитировать эхо-сигнал от трехмерного протяженного дефекта не позволяет использовать прибор для испытания и калибровки электронного блока автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов и установок без применения дополнительных контрольных образцов для определения протяженности дефектов 3) невозможность имитировать начало и конец контроля, начало и конец протяженного дефекта в контролируемом объекте не позволяет использовать прибор для испытания и калибровки электронного блока автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов и установок без использования дополнительных контрольных образцов для определения длины контролируемого участка и координаты дефекта на контролируемом объекте. Известно устройство для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа 2. Устройство для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа состоит из формирователя видеоимпульсов, кварцевого генератора, генератора задающего, модулятора, усилителя радиоимпульсов, аттенюатора, блока цифровой автоподстройки частоты и мультивибратора, управляемого напряжением, с возможностью синхронизации внешними импульсами и частотой выходного сигнала, превышающей 10 МГц. Устройство работает следующим образом. С электронного блока ультразвукового дефектоскопа синхроимпульсы подаются на формирователь видеоимпульсов, который формирует задержанные импульсы необходимой длительности, подаваемые на модулятор. Этими же импульсами с электронного блока ультразвукового дефектоскопа синхронизируется мультивибратор. Сигнал с мультивибратора подается на блок цифровой автоподстройки частоты, где происходит автоподстройка частоты выходного сигнала от мультивибратора с частотой сигнала, поступающего на блок цифровой автоподстройки частоты с кварцевого генератора. Прямоугольные импульсы с заданной частотой следования, превышающей 10 МГц, с 2 34332007.04.30 мультивибратора поступают на вход генератора задающего, который преобразует входные импульсы в синусоидальные сигналы требуемой частоты. С выхода генератора задающего синусоидальные сигналы подаются на вход модулятора. Модулятор формирует радиоимпульсы необходимой длительности, задержанные относительно синхроимпульсов, и выдает их на вход усилителя радиоимпульсов. Усилитель радиоимпульсов осуществляет усиление сигналов, поступающих с модулятора. Усиленные радиоимпульсы подаются на аттенюатор, который служит для нормированного изменения амплитуды радиоимпульсов, подающихся на вход электронного блока ультразвукового дефектоскопа. Недостатки данной установки 1) невозможность имитировать эхо-сигнал от трехмерного протяженного дефекта не позволяет использовать данное устройство для испытания и калибровки электронного блока автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов и установок без применения дополнительных контрольных образцов для определения протяженности дефектов 2) невозможность имитировать начало и конец контроля, начало и конец протяженного дефекта в контролируемом объекте не позволяет использовать данное устройство для испытания и калибровки электронного блока автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов и установок без использования дополнительных контрольных образцов для определения длины контролируемого участка и координаты дефекта на контролируемом объекте. Аналогов заявляемой системы для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа не обнаружено. Задачей предлагаемого технического решения является создание системы для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа, которая позволит проводить испытания и калибровку электронного блока автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов, для чего необходимо имитировать эхо-импульсы от трехмерных протяженных дефектов, имитировать начало и конец контроля, начало и конец протяженного дефекта в контролируемом объекте. Задача решается за счет того, что система для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа включает программируемый таймер, формирователь импульсов запуска, два параллельно подключенных устройства для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа с возможностью синхронизации внешними импульсами, при которой фаза выходного сигнала остается постоянной от импульса к импульсу, два электронных ключа,электронный коммутатор, регулируемый аттенюатор, сумматор и буферный усилитель. В частном случае каждое из устройств для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа включает формирователь видеоимпульсов, кварцевый генератор, генератор задающий, модулятор, усилитель радиоимпульсов, аттенюатор, блок цифровой автоподстройки частоты и мультивибратор, управляемый напряжением, с возможностью синхронизации внешними импульсами и частотой выходного сигнала, превышающей 10 МГц. Сущность предлагаемой полезной модели поясняется блок-схемой системы для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа. Система для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа включает программируемый таймер 1, формирователь импульсов запуска 2, два параллельно подключенных устройства для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа 3 и 4 с возможностью синхронизации внешними импульсами, при которой фаза выходного сигнала остается постоянной от импульса к импульсу, два электронных ключа К 1 и К 2, электронный коммутатор 5, регулируемый аттенюатор 6, сумматор 7 и буферный усилитель 8. Система для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа работает следующим образом. От испытываемого дефектоскопа зондирующие импульсы подаются на формирователь импульсов запуска 2, где формируются импульсы запуска. Импульсы запуска пода 3 34332007.04.30 ются на сумматор 7, который суммирует сигналы, подаваемые на его входы, и электронный ключ К 1, который управляется (открытие, закрытие) сигналами программируемого таймера 1. Программируемый таймер 1 управляет работой электронных ключей К 1 и К 2 и электронного коммутатора 5 1) сигнал 1, который открывает электронный ключ К 1 (после чего импульс запуска,сформированный формирователем импульса запуска 2, запускает устройства для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа 3 и 4) 2) сигнал 2, который переключает электронный коммутатор 5 через заданный интервал времени после открытия электронного ключа К 1 (после чего с устройства 3 сигнал,имитирующего донный эхо-импульс, поступает на сумматор 7 через регулируемый аттенюатор 6, который уменьшает значение амплитуды этого сигнала) 3) сигнал 2, который открывает электронный ключ К 2 через заданный интервал времени после открытия электронного ключа К 1 (после чего с устройства 4 сигнал, имитирующий эхо-импульс от дефекта, поступает на сумматор 7) 4) сигнал 3, который переключает электронный коммутатор через заданный интервал времени после открытия электронного ключа К 1 (после чего с устройства 3 сигнал, имитирующий донный эхо-импульс, поступает на сумматор 7, минуя регулируемый аттенюатор 6) 5) сигнал 3, который закрывает электронный ключ К 2 через заданный интервал времени после открытия электронного ключа К 1 (после чего с устройства 4 сигнал, имитирующий эхо-импульс от дефекта, перестает поступать на сумматор 7) 6) сигнал 4, который закрывает электронный ключ К 1 (после чего сигнал от формирователя импульсов запуска 2 не поступает на устройства 3 и 4). Электронные ключи К 1 и К 2 и электронный коммутатор 5 служат для коммутации цепей, по которым передаются сигналы от формирователя импульсов запуска 2 (ключ К 1) и двух устройств для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа 3 и 4 (ключ К 2 и электронный коммутатор 5), одно из которых имитирует донный эхо-импульс, а второе - эхо-импульс от дефекта. После открытия электронного ключа К 1 импульсы запуска подаются на два параллельно подключенных устройства для имитации эхо-импульсов ультразвукового дефектоскопа 3 и 4 с возможностью синхронизации внешними импульсами, при которой фаза выходного сигнала остается постоянной от импульса к импульсу. Устройство 3 вырабатывает сигнал, имитирующий донный эхо-импульс заданной длительности, задержанный относительно зондирующего импульса дефектоскопа (величина задержки позволяет задавать толщину объекта контроля). Устройство 4 вырабатывает сигнал, имитирующий эхо-импульс от дефекта заданной длительности, задержанный относительно зондирующего импульса дефектоскопа. Величина задержки устанавливается меньше, чем на устройстве 3, что позволяет имитировать эхо-сигнал от внутреннего дефекта в объекте контроля. Изменяя значение задержки, можно задавать глубину залегания дефекта в объекте контроля. Сигналы, имитирующие донные эхо-импульсы и эхо-импульсы от дефектов, а также импульсы запуска, суммируются, поступив на сумматор 7, после чего попадают на буферный усилитель 8, служащий для усиления сигналов и согласования выходного сопротивления системы и входного сопротивления дефектоскопа. До прихода сигнала 1 с программируемого таймера 1 на мониторе испытываемого дефектоскопа отображается зондирующий сигнал. После прихода сигнала 1 добавляется сигнал, имитирующий донный эхо-импульс, имитируя начало контроля объекта. После прихода сигнала 2, добавляется сигнал, имитирующий эхо-импульс от протяженного дефекта, расположенного па заданной глубине в объекте контроля, и одновременно уменьшается амплитуда донного эхо-импульса, имитируя частичное или полное затенение 4 34332007.04.30 донного эхо-импульса эхо-импульсом от протяженного дефекта. Имитируется начало дефекта. Затем после прихода сигнала 3 имитируемый эхо-импульс от протяженного дефекта пропадает, а амплитуда донного эхо-импульса восстанавливается до прежнего значения. Имитируется конец дефекта. После прихода сигнала 4 имитируемый донный эхо-импульс пропадает, имитируя окончание контроля объекта. Использование предложенной полезной модели позволит 1) существенно экономить средства за счет исключения применения дорогостоящих контрольных образцов для определения протяженности дефектов и контрольных образцов для определения длины контролируемого участка и координаты дефекта на контролируемом объекте 2) исключить дополнительную погрешность, вносимую акустическим контактом при измерениях амплитудных и временных характеристик электронного блока ультразвукового дефектоскопа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5