В Системах применяется эхо-импульсный метод неразрушающего контроля. С помощью зондирующего импульса возбуждается пьезопластина ПЭП и упругие колебания распространяются в воде или в металле настроечного образца, принятые эхо-сигналы преобразовываются в цифровую форму с учетом текущей координаты сканирующего устройства, удерживающего преобразователь, и подвергаются математической обработке с целью определения параметров и характеристик ПЭП.

Система состоит из следующих составных частей:

Персональный компьютер представляет собой любой персональный компьютер, имеющий интерфейс USB2.0, с установленным программным обеспечением для осуществления оператором управления системой.

БС соединяется с ПК через интерфейс USB и состоит из:

• •  модуля аналого-цифрового преобразования (МАЦП);

• •  модуля управления сканером (МУСК);

• •  блока питания системы (БПС);

• •  модуля питания двигателей (МПД).

На БС выводится индикация подачи питания, находится кнопка включения питания, кнопка аварийного останова, разъемы для подключения ПЭП, подачи питания, соединения БС с шаговыми двигателями и концевыми выключателями сканирующего устройства, разъем для внешней синхронизации.

МАЦП, входящий в состав БС, обеспечивает следующие функции:

• •  формирования зондирующего импульса;

• •  формирование команд для управления приводами сканера;

• •  формирования команд для управления приемо-передающим трактом Системы;

• •  усиления и ослабления эхосигналов, поступающих по кабелю от МК;

• •  преобразование полученных эхо-сигналов в цифровую форму, цифровая обработка и запоминание в буферной памяти для последующей передачи данных в ПК;

• •  приема и передачи команд по последовательному каналу, в соответствии с

протоколом обмена, определяемым стандартом RS-485;

• •  приема и передачи команд и данных по интерфейсу USB2.0.

В соответствии с этим МАЦП содержит следующие функциональные элементы:

• •  двенадцатиразрядный быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с фильтром высоких частот (ФВЧ) на входе;

• •  регулируемый широкополосный усилитель (РШУ), управляемый цифроаналоговым преобразователем (ЦАП);

• •  быстродействующий двенадцатиразрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

• •  буферную память 512К;

• •  приемопередатчик RS485 последовательных цифровых данных с гальванической развязкой;

• •  регулируемый высоковольтный источник питания;

• •  формирователь зондирующего импульса ударного типа;

• •  коммутатор, обеспечивающий работу ПЭП в совмещенном и раздельном режиме, а также переключение демпфирующих сопротивлений в передающем тракте системы;

• •  аттенюатор, реализующий возможность измерения формы и амплитуды зондирующего импульса;

• •  программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), обеспечивающую с помощью контроллера USB2.0 интерфейс с ПК, управление сканированием и коммутацией каналов и синхронизацию работы всей системы.

Конструктивно МАЦП выполнен в виде печатной платы c установленными по ее периферии разъемами.

МУСК обеспечивает приём и передачу сигналов по последовательному каналу связи в соответствии с протоколом обмена, определяемым стандартом RS-485, вырабатывает программно управляемые сигналы, необходимые для работы шаговых электроприводов сканирующего устройства, а также обрабатывает и передает информацию о состоянии датчиков конечного положения сканера.

В своём составе МУСК содержит:

• •  микроконтроллер;

• •  схему интерфейса стандарта RS-485;

• •  модуль питания;

• •  элементы гальванической развязки.

БПС предназначен для обеспечения электропитанием всех элементов системы. БПС выполнен на базе компьютерного блока питания ATX 350 Вт. Из вырабатываемых блоком напряжений используются напряжения + 5 В и + 12 В.

МПД представляет собой повышающий преобразователь постоянного напряжения из + 12 В к + 27 В и служит для обеспечения электропитанием шаговых двигателей сканирующего устройства.

Сканирующее устройство представляет собой двухкоординатный или однокоординатный позиционирующий сканер с комплектом сменных частей (прижимов и держателей ПЭП, подставок для образцов, иммерсионной ванны), предназначенный для перемещения одного ПЭП в одной плоскости (по поверхности образца или в иммерсионной ванне).

Акустический контакт между контактным преобразователем и образцом осуществляется с помощью контактной жидкости, наносимой на поверхность образца.

Фотографии общего вида Систем представлены на рисунках 1, 2.

Рисунок 1 - Внешний вид блока системного, двухкоординатного сканирующего устройства, ПК, иммерсионной ванны

Рисунок 2 - Внешний вид блока системного, однокоординатного сканирующего устройства

Для предотвращения несанкционированного доступа используется пломбировка блока системного. Схема пломбировки приведена на рисунке 3.

Место нанесения знака поверки

I USB

fl А»

Место пломбировки

Рисунок 3 - Схема с обозначением места пломбировки блока системного и места

нанесения знака поверки

Система определяет параметры и характеристики ПЭП, регламентированные ГОСТ 23702-90 и EN 12668-2 с использованием методов, приведенных в этих нормативных документах, а также методов, основанных на расчете поля ПЭП по многочастотным голограммам, измеренным при сканировании. Перечень параметров приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры ПЭП, определяемые Системой

Продолжение таблицы 1__________________________________________________________

Фокусное расстояние

Протяженность фокальной области (длина фокуса, ширина фокуса в основной и дополнительной плоскости)____________________________________________________________

Подавление помех излучатель-приемник (для раздельно-совмещенных ПЭП)

Амплитуда продольной, поперечной, поверхностной волны Характеристика поля вдоль пластины широкозахватного ПЭП Эффективные размеры пьезоэлемента

Таблица 4

ПРИМЕЧАНИЕ.

В таблице 4 представлена полная комплектация Системы. Система может поставляться в неполной и дополнительной комплектации, определяемой заявкой Заказчика.

В таблице 4 под персональным компьютером понимается любой ПК, имеющий интерфейс USB2.0.

Таблица 3