Функциональная схема дефектоскопа УД2-12

Функциональная схема дефектоскопа приведена на рис.2.1.1, на ней показаны основные блоки: генератор синхронизирующих импульсов (ГСИ), генератор зондирующих импульсов (ГЗИ), приемно-усилительный тракт (ПУТ), генератор напряжения развертки (ГНР), блок электронно-лучевой трубки, блок временной регулировки чувствительности (ВЧР), автоматический сигнализатор дефектов, блок цифрового отсчета, включающий в себя блок отношений, глубиномер, дополнительный индикатор. В свою очередь, ПУТ содержит последовательно соединенные диодный ограничитель, аттенюатор, усилитель высокой частоты (УВЧ), амплитудный детектор (АД) и видео усилитель (ВУ). На схеме также обозначены кнопки и ручки потенциометров настроечных органов управления ВП.

Рис.2.1.1 Функциональная схема дефектоскопа УД2-12

Генератор синхронизирующих импульсов обеспечивает синхронизацию работы узлов дефектоскопа, реализуя импульсный режим излучения-приема ультразвуковых колебаний. Он фактически управляет работой ГЗИ, ВРЧ, ГНР, АСД и глубиномера, обеспечивая своими синхроимпульсами их запуск. ГСИ может работать в режиме самовозбуждения (внутренняя синхронизация) или внешнего запуска. Частота внутренней синхронизации может устанавливаться на 125, 250, 500, 100 Гц. Наиболее часто ГСИ используют в режиме самовозбуждения.Частота ГСИ ограничивается сверху условием полного затухания всех принимаемых сигналов в периоде между соседними ЗИ, снизу – скоростью сканирования ПЭП.

Генератор зондирующих импульсов вырабатывает ЗИ высокочастотных электрических колебаний для возбуждения пьезопластины ПЭП. Длительность ЗИ в дефектоскопе УД2-12 находится в пределах 4–6 мкс.

Импульсы высококачественных электрических колебаний с выхода ГЗИ поступают на контактные площадки пьезопластины ПЭП, которая в результате обратного пьезоэффекта преобразует их в механические. Последние при наличии акустического контакта распространяются в ОК. Дойдя до границы с какой-либо инородной средой, механические колебания переотражаются, попадают на пьезопластину ПЭП и преобразуются ею в результате прямого пьезоэффекта снова в импульсы высокочастотных электрических колебаний, которые далее поступают на вход ПУТ дефектоскопа.

Приемно-усилительный тракт (ПУТ) предназначен для усиления и детектирования сигналов, регистрируемых ПЭП (от сотен микровольт до единиц и десятков милливольт).

Сигнал при приеме через диодный ограничитель поступает на вход аттенюатора. Аттенюатор представляет собой калиброванный делитель кнопочного типа.

Усилитель высокой частоты (УВЧ) предназначен для усиления высокочастотных импульсов колебаний до напряжения, при котором можно проводить детектирование (не менее 1В).

Временная регулировка чувствительности (ВРЧ) позволяет изменять во времени коэффициент усиления УВЧ. Для этого им вырабатывается управляющее напряжение с участком экспоненциально-возрастающей формы. Это дает возможность сократить время восстановления УВЧ после перегрузки его с ЗИ (т. е. подавить ЗИ или убрать шумы ПЭП) и тем самым уменьшить мертвую зону; компенсировать в определенной степени ослабление ультразвука в ОК, обусловленное расхождением луча, а следовательно, и его затуханием (т. е. выровнять чувствительность по глубине ОК).

Амплитудный детектор (АД) преобразует высокочастотный сигнал электрических колебаний в видеоимпульсный сигнал. Это позволяет улучшить качество изображения на экране ЭЛТ и упростить дальнейшую обработку сигнала.

Видеоусилитель (ВУ) производит дальнейшее усиление принятого сигнала до напряжения, необходимого для наблюдения его на экране УД2-12, и дополнительно выполняет функцию подавления шумов, которая реализована в виде схемы компенсированной отсечки, т. е. отсечки с сохранением уровня полезного сигнала. При этом сигналы, превышающие определенный уровень, поступают на экран без подавления. Сигналы ниже уровня отсечки (шумы) могут быть частично или полностью подавлены. Такая отсечка позволяет корректно сравнивать амплитуды сигналов между собой.

В электронно-лучевой трубке в результате термоэлектрической эмиссии с катода испускается поток электронов. Благодаря модулятору и ускоряющим электродам поток электронов фокусируется в луч, устремляющийся через две пары взаимно-перпендикулярных пластин к экрану. Система отклонения луча здесь электростатическая. Внутренняя поверхность экрана покрыта люминофором – веществом, способным светиться при соударении с ним потока электронов.

Автоматический сигнализатор дефекта (АСД) производит временную и амплитудную селекцию поступающих с выхода ПУТ сигналов и осуществляет управление дополнительными встроенными индикаторами: звуковым и световым. Временная (т. е. по толщине ОК) селекция необходима для того, чтобы на дополнительные индикаторы не поступали ЗИ, а также эхо-сигналы от отражателей вне зоны контроля. Для этого формируют строб-импульс, параметры которого можно изменять в определенных пределах. Амплитудная селекция необходима для того, чтобы дополнительные индикаторы срабатывали только в том случае, если застробированные сигналы превышают определенный уровень (для эхо-метода) или становятся меньше данного уровня (для теневого и зеркально-теневого методов). В УД2-12 формируется три порога АСД, и к ним привязаны три индикаторные лампы: зеленая – нижний, желтая – средний, красная – верхний пороги срабатывания АСД.

Глубиномер основан на измерении времени распространения ультразвуковых колебаний от момента излучения ЗИ до момента приема отраженного сигнала с пересчетом в требуемую координату. В дефектоскопе УД2-12 измерение этого времени происходит автоматически. [1,2.5.8]