Генератор зондирующих

Схема работы дефектоскопа. Дефектоскопы работают ло следующей схеме. От блока синхронизатора тактовые импульсы поступают в генератор зондирующих импульсов и запускают его. При подаче запускающего импульса в контуре, состоящем из индуктивности, емкости пьезопластины накопительного конденсатора, возникают радиочастотные колебания, называемые зондирующими импульсами. Последние возбуждают в ньезопластине ультразвуковые колебания. Одновременно тактовые импульсы с синхронизатора подаются и на генератор развертки электронно-лучевой трубки. Скорость развертки регулируется в зависимости от толщины прозвучиваемого металла.

7— генератор развертки

Ультразвуковые дефектоскопы предназначены для излучения ультразвуковых колебаний, приема эхо-сигналов, установления положения и размеров дефектов. Простейшая структурная схема эходефектоскопа изображена на рис. 6.22, о. Здесь генератор 1 возбуждает короткие электрические импульсы и подает их на излучатель 2, который работает как пьезопреобразователь и преобразует данные импульсы в ультразвуковые колебания (УЗК). УЗК распространяются в объект контроля (ОК) 3, отражаются от дефекта и противоположной стороны ОК, принимаются приемником 4 (излучатель и приемник может быть одним и тем же элементом при совмещенной схеме пьезопреобразовате-ля). Приемник 4 превращает УЗК в электрические сигналы и подает их на усилитель 5, а затем на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, на которой формируются пики импульсов!, II, III (верхняя часть рисунка), характеризующие амплитуду эхо-сигналов. Одновременно с запуском генератора импульсов 1 (или с некоторой заданной задержкой во времени) начинает работать генератор развертки 7. Правильную временную последовательность их включения и работы (а также правильную последовательность работы других узлов дефектоскопа, не показанных на рисунке) обеспечивает синхронизатор 6. Синхронизатор приводит в действие генератор развертки 7. Сигнал, поступающий на генератор развертки 7, направляется на горизонтально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. При этом на электронно-лучевой трубке появляется горизонтальная линия (линия развертки дефектоскопа), расстояние между пиками пропорционально пути импульса от излучателя до отражателя и обратно. Таким образом, развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от различных отражателей ультразвука (от дефекта II, донный III) и их отклонение от зондирующего I.

/ — генератор, 2 — излучатель, 3 — объект контроля, 4 — приемник, 5 — усилитель, 6 — синхронизатор, 7 — генератор развертки

Синхронизатор 8 обеспечивает требуемую временную последовательность работы всех узлов дефектоскопа. Одновременно с запуском генератора импульсов (или с некоторой заданной задержкой) он приводит в действие генератор развертки 9 ЭЛТ. Развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от объектов отражения ультразвука, расположенных на разном расстоянии от ЭАП, например сигналы от дефектов отличить от донного сигнала. Синхронизатор также управляет работой блоков ВРЧ и АСД.

Синхронизатор 3 обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор зондирующих импульсов 4, глубиномер 12, а также генератор развертки (генератор селектирующих импульсов 10). Роль синхронизатора иногда выполняет генератор зондирующих импульсов.

Если часть пути УЗК проходят по неконтролируемой зоне, например по призме преобразователя, иммерсионной жидкости, то начало развертки смещается на постоянный интервал времени. В этом случае генератор развертки 10 запускается импульсом от генератора задержки И.

В импульсных эхо-толщиномерах имеются узлы (рис. 84), функции которых аналогичны функциям подобных узлов эхо-дефектоскопов: синхронизатор 11, генератор зондирующих импульсов 10, генератор развертки 12, преобразователь 9, приемник 1. Дополнительными узлами являются: измерительный триггер 3, длительность импульса которого равна времени прохождения ультразвуковых волн в изделии; блоки АРУ 2 и ВРЧ 6; системы компенсации нестабильности переднего фронта; блок помехозащиты 5, выполняемый по различным схемам.

7— генератор развертки

Ультразвуковые дефектоскопы предназначены для излучения ультразвуковых колебаний, приема эхо-сигналов, установления положения и размеров дефектов. Простейшая структурная схема эходефектоскопа изображена на рис. 6.22, о. Здесь генератор I возбуждает короткие электрические импульсы и подает их на излучатель 2, который работает как пьезопреобразователь и преобразует данные импульсы в ультразвуковые колебания (УЗК). УЗК распространяются в объект контроля (ОК) 3, отражаются от дефекта и противоположной стороны ОК, принимаются приемником 4 (излучатель и приемник может быть одним и тем же элементом при совмещенной схеме пьезопреобразовате-ля). Приемник 4 превращает УЗК в электрические сигналы и подает их на усилитель 5, а затем на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, на которой формируются пики импульсов I, И, III (верхняя часть рисунка), характеризующие амплитуду эхо-сигналов. Одновременно с запуском генератора импульсов 1 (или с некоторой заданной задержкой во времени) начинает работать генератор развертки 7. Правильную временную последовательность их включения и работы (а также правильную последовательность работы других узлов дефектоскопа, не показанных на рисунке) обеспечивает синхронизатор 6. Синхронизатор приводит в действие генератор развертки 7. Сигнал, поступающий на генератор развертки 7, направляется на горизонтально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. При этом на электронно-лучевой трубке появляется горизонтальная линия (линия развертки дефектоскопа), расстояние между пиками пропорционально пути импульса от излучателя до отражателя и обратно. Таким образом, развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от различных отражателей ультразвука (от дефекта II, донный III) и их отклонение от зондирующего I.

в — с двумя щупами; б — с одним щупом; 1 - управляющий генератор; 2 -генератор импульсного возбуждения щупа; 3 — передающий и приемный щупы; 4 - генератор развертки луча; 5 - приемный усилитель отраженных импульсов, принятых щупом; 6 - электронно-лучевая лампа; 7 — исследуемый металл

Схема работы дефектоскопа. Дефектоскопы работают ло следующей схеме. От блока синхронизатора тактовые импульсы поступают в генератор зондирующих импульсов и запускают его. При подаче запускающего импульса в контуре, состоящем из индуктивности, емкости пьезопластины накопительного конденсатора, возникают радиочастотные колебания, называемые зондирующими импульсами. Последние возбуждают в ньезопластине ультразвуковые колебания. Одновременно тактовые импульсы с синхронизатора подаются и на генератор развертки электронно-лучевой трубки. Скорость развертки регулируется в зависимости от толщины прозвучиваемого металла.

Структурная схема дефектоскопа общего назначения для ручного контроля (рис. 2.1) по сравнению с упрощенной схемой (см. рис. В.З, а) содержит ряд дополнительных систем, обеспечивающих удобство эксплуатации и точность измерений. Генератор зондирующих импульсов 7 вырабатывает импульс электрического напряжения, возбуждающий ультразвуковые колеб.ания в электроакустическом преобразователе (ЭАП) 3, который изучает их в ОК. От-

Генератор зондирующих импульсов содержит два основных элемента: колебательный контур, включающий в себя излучающий ЭАП (пьезопреобразователь), и электронную схему, обеспечивающую генерацию коротких радиоимпульсов той или иной формы. В колебательном контуре параллельно или последовательно пьезо-элементу включены индуктивность и активное сопротивление. Иногда применяют трансформаторную связь. Упрощенная схема показана на рис. 2.2, а. Резонансную частоту контура с помощью индуктивности L подбирают равной антирезонансной частоте пьезо-пластины (см. § 1.5). Сопротивление резистора R определяет добротность контура.

5) Используют спектральный метод, что требует применения специальной аппаратуры — дефектоскопа-спектроскопа, способного осуществлять измерения амплитуд эхосигналов при изменении частоты колебаний в 3... 5 раз. Генератор зондирующих импульсов такого прибора немного изменяет частоту (около 10%) от одного цикла возбуждения до другого. Для их излучения и приема применяют широкополосный преобразователь с переменной толщиной пьезо-пластины. Эхосигналы от дефектов стробируют по времени прихода и подают на спектральный анализатор. Линия развертки ЭЛТ этого прибора соответствует изменению частоты, поэтому на его экране огибающая импульсов различной частоты формирует спектр эхосигналов.

Структурная схема импульсного толщиномера (рис. 3.30) включает ряд узлов, назначение и принцип действия которых аналогичны используемым в дефектоскопе (см. п. 2.1.1), а именно: генератор зондирующих импульсов 10, преобразователь 9, приемник-усилитель 1. Отметим их некоторые особенности. Ге-

Синхронизатор 3 обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор зондирующих импульсов 4, глубиномер 12, а также генератор развертки (генератор селектирующих импульсов 10). Роль синхронизатора иногда выполняет генератор зондирующих импульсов.

Генератор зондирующих импульсов 4 вырабатывает высокочастотные электрические импульсы, возбуждающие преобразователь. Обычно генерируются ударные экспоненциальные затухающие импульсы, хотя энергетически более рациональной их формой является колоколообразная. В некоторых приборах регулируются амплитуда и длительность генерируемых импульсов.

Рассмотрим основные системы акустоскопии на конкретных примерах. Система с ручным сканированием. Структурная схема такого современного интроскопа приведена на рис. 78. Так же, как в импульсном эхо-дефектоскопе, здесь имеется преобразователь, высокочастотный усилитель (УС), устройство автоматического регулирования (АРУ), детектор (Дет), блок представления информации (здесь дисплей), генератор зондирующих импульсов (Г) и синхронизатор (Синхр). В отличие от эхо-дефектоскопа здесь после некоторого усиления сигнал логарифмируется в блоке лога-- рифмирования (Лог). Кроме того, в основном канале звуковизора имеется аналого-цифровой преобразователь (АЦП), память, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), блок управления (БУ) перечисленными блоками и дисплеем. В блок управления поступают синхроимпульсы и сигналы с датчиков координат, прошедшие через блок обработки и преобразования сигналов (БОПС). Датчики координат связаны с преобразователем интроскопа (рис. 79).

В импульсных эхо-толщиномерах имеются узлы (рис. 84), функции которых аналогичны функциям подобных узлов эхо-дефектоскопов: синхронизатор 11, генератор зондирующих импульсов 10, генератор развертки 12, преобразователь 9, приемник 1. Дополнительными узлами являются: измерительный триггер 3, длительность импульса которого равна времени прохождения ультразвуковых волн в изделии; блоки АРУ 2 и ВРЧ 6; системы компенсации нестабильности переднего фронта; блок помехозащиты 5, выполняемый по различным схемам.

/ — генератор зондирующих импульсов; 2 — линия задержки; 3 — генератор стартовых импульсов; 4 — генератор пилообразного напряжения; 5 — амплитудно-импульсный преобразователь; 6 — цифровой счетчик; 7 — формирователь задержанных импульсов; 8 — компаратор; 9 — усилитель

От синхронизатора тактовые импульсы поступают на генератор зондирующих и запускают его. Зондирующие импульсы возбуждают в пьезопластине УЗ колебания, через контактную среду поступающие в контролируемое изделие. Одновременно тактовые импульсы от синхронизатора подаются на генератор развертки, скорость которой может меняться. Отраженные от дефекта упругие импульсы преобразуются приемной пьезрпластиной в электрические сигналы, которые, усиливаясь, подаются на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Горизонтальная развертка ЭЛТ — временная, расстояние по ней от зондирующего импульса до принятого сигнала пропорционально времени прохождения импульса от пьезопластины до дефекта и обратно.