Модернізація приладів ультразвукового контролю труб

Дипломна робота на тему:

Модернізація приладів ультразвукового контролю труб

ВСТУП

Економічна політика промислових підприємств спрямована на підвищення ефективності виробництва і якості продукції. Найбільш ефективне і поширене в практиці технологічного, приймального та експлуатаційного контролю якості матеріалів, напівфабрикатів, виробів, машин, установок і конструкцій є кошти ультразвукового неруйнівного контролю. Початок промислового виробництва засобів УЗНК в нашій країні покладено 41 рік тому - в 1959 році в Кишиневі був створений завод "Електроточпрібор". Нинішній стан на ринку вітчизняних виробників апаратури для неруйнівного контролю залишає бажати кращого. Масового виробництва приладів ультразвукової дефектоскопії, здатного задовольнити сучасним потребам промислових підприємств, немає. Аналогічне обладнання провідних західних фірм, наприклад Крауткремер, коштує надзвичайно дорого (понад 30 тисяч доларів США) і до того ж орієнтація на іноземного виробника не сприяє становленню Російської економіки, розвитку високих технологій і підтримки вітчизняного виробника.

Одне з найбільш перспективних застосувань дефектоскопів - це контроль продукції трубних підприємств. За даними надходять з преси, в ​​Уральському регіоні обсяг продукції, що випускається трубних підприємств від загальноросійського становить понад 50%, тому освоєння на підприємствах радіоелектронної промисловості Уралу даного типу продукції можна вважати одним із перспективних напрямків. Зокрема, провідний розробник складної електронної продукції Державне унітарне підприємство "УПКБ Деталь" маючи досвід у розробці ультразвукових дефектоскопів (УДС1 в даний час експлуатується на Синарського трубному заводі) в кінці 2000р. отримало пропозицію від Челябінського трубопрокатного заводу провести модернізацію існуючого парку обладнання для неруйнівного контролю зварних труб великого Диметра для нафтогазової промисловості. Основною причиною для челябінців зробити справжнє пропозицію послужила гарна репутація конструкторського бюро "Деталь" і географічна близькість підприємств. При обговоренні основних вимог, що пред'являються до конкретного устаткування, були взяті за основу існуючі прилади, як вітчизняного, так і імпортного виробництва: USIP фірма Крауткрамер; УДС-1 ГУП "УПКБ Деталь"; УД11УА ВНІІНК Кишинів УД-82УА ВНІІНК Кишинів, а також вживана технологія контролю якості труб в службі неруйнівного контролю Челябінського трубопрокатного заводу. У результаті було вироблено технічне завдання і частково визначені шляхи реалізації дефектоскопа. Копія погодженого технічного завдання наведена нижче.

ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

на ОКР "Модернізація приладів ультразвукового контролю труб" шифр "Ехо-2"

1 Мета і призначення роботи

Метою роботи є розширення функціональних можливостей, зниження ваги і габаритів приладів неруйнівного контролю якості продукції в цехах трубопрокатного заводу.

Призначення роботи полягає у створенні перспективної моделі ультразвукового дефектоскопа для автоматизованого багатоканального контролю зварних швів, околошовной зон і основного металу торців електрозварювальних труб великого діаметру.

Умовне позначення дефектоскопа УДС-02.

2 Технічні вимоги

Склад дефектоскопа.

У комплект поставки дефектоскопа повинно входити:

електронний прилад 1,

комплект кабелів 1,

паспорт 1,

керівництво з експлуатації 1.

2.2. Вимоги до генератора імпульсів збудження

2.2.1. Число генераторів 12,

2.2.2. Частота проходження імпульсів у системі, кГц 5,0 ± 0,5 або 10 ± 1

2.2.3. Тривалість імпульсів з дискретом 0,05 мкс, мкс 0,05 - 1,0

2.2.4. Напруга генератора, В 200 і 400

2.2.5. Зсув імпульсів порушення щодо 0-100 імпульсів синхронізації з кроком 0,1 мкс, мкс

2.2.6. Режим роботи генераторів послідовний

2.3. Вимоги до підсилювачів

2.3.1 Число підсилювачів для каналів:

попередніх 12,

основних: 3

1 по дефекту,

1по тіньовому сигналу,

1 по донному сигналу

2.3.2. Частотний діапазон, МГц 2,5 ± 0,25

2.3.3. Смуга пропускання, МГц 0,5 ± 0,05

2.3.4. Регулювання підсилення:

в попередніх підсилювачах плавно або з кроком 0,1 дБ, дБ 20,

в основних підсилювачах з кроком 2 дБ, дБ 80

2.3.5. Детектування однонапівперіодне

2.3.6. ХРЧ в основному каналі по дефекту, дБ 15

2.3.7. Кількість опорних точок для ХРЧ не менше 8

Стробблокіровка в каналі дефекту від початку по амплітуді

синхронізуючого імпульсу до початку зони контролю

зондуючого з можливістю відключення

імпульсу не більше

0,5 висоти екрану

2.4 Вимоги до зони контролю

2.4.1. Число зон контролю:

по дефекту і тіні 1,

по донному сигналу з запуском по задньому

фронту зони контролю по тіні 1

2.4.2. Затримка зон контролю з кроком 0,1 мкс, мкс 0-200

2.4.3. Тривалість зон контролю з кроком 0,1 мкс, мкс 0-200

2.4.4. Тривалість зони контролю донного сигналу, мкс 10

2.4.5. Придушення перешкод в кожному такті 2 або 4 цикли

2.4.6. Регулювання порогу від висоти екрана дисплея,% 5-100

2.5. Вимоги до сигналізації

2.5.1. Сигналізація наявності відбитого сигналу 3 червоних

в каналах дефекту, відсутність сигналу в каналах тіні

світлодіода,

і донного сигналу з затримкою тривалістю:

в режимі "автомат" 1 с,

в ручному режимі без затримки

2.5.2. Сигналізація спрацювання, індикація на дисплеї

номери такту і конфігурації датчиків (за викликом з меню)

2.6. Зображення відображених сигналів

2.6.1. Дисплей електролюмінесцентний або РК з підсвіткою

з розміром екрану ~ 120х100 мм

2.6.2. Зображення зон контролю формі сходинки на основній лінії розгортки

2.6.3. Зображення відображених сигналів відеосигнал

2.6.4. Запуск розгорнення по синхронизирующем імпульсу

2.6.5. Режими роботи 1) настройка, 2) робота,

3) Вимк.

2.7. Виходи і інтерфейси

Релейні виходи: наявності дефекту, відсутність 1, з гальванічною

тіньового і донного сигналів, паралельний 4-х розрядний код

розв'язкою через

номери такту

оптронна пару

2.7.2. Послідовний інтерфейс RS -232 двосторонній, для управління приладом і передачі результатів настройки і роботи

2.8. Панель управління

2.8.1. Подання на екрані дисплея

2.8.2. Завдання меню через функціональні кнопки і курсор

Регулювання посилення, параметрів,

установка параметрів регулювання установка конфігурації

клавіатурою і кнопками «більше» і

«Менше»

2.9. Харчування

2.9.1. Живлення від мережі змінного струму по ГОСТ 13109-97 напругою (220 ± 22) В частотою (50 ± 0,5) Гц

Умови експлуатації

2.10.1. За умовами експлуатації прилад класифікується згідно з ГОСТ 12997-84 як призначений для інформаційного зв'язку з іншими приладами, електричний, третього порядку, що не має точносних характеристик, захищений від попадання всередину приладу твердих тіл і від агресивних середовищ, вібростійкою.

2.10.2. Стійкість до впливу температури і вологості В2,

2.10.3. Стійкість до впливу синусоїдальних вібрацій N2

Прилад повинен бути розроблений з урахуванням присутності в атмосфері цеху пилу і фтору

Прилад повинен бути виконаний в настільному виконанні

Час безперервної роботи не менше 16 годин.

Прилад повинен мати режим самотестування основних вузлів

2.11. Вимоги з метрології

2.11.1 Прилад є пороговим засобом контролю.

2.12. Сертифікація

2.12.1 Прилади повинні мати сертифікати якості.

2.13 Надійність

2.13.1. Термін служби приладів повинен бути не менше 10 років,

2.13.2. Гарантійні зобов'язання: 18 місяців, з них 6 місяців зберігання.

3 Етапи робіт

Терміни виконання робіт по етапах уточнюються договірними документами.

4 Порядок приймання етапів роботи

4.1 Роботи першого і другого етапів приймаються на технічній нараді виконавця. Закінченням етапів є дата затвердження протоколів випробувань макета і дослідних зразків.

Приймання та постачання дефектоскопів проводиться відповідно до технічних умов на дефектоскоп, узгодженими з замовником.

Ця ТЗ може уточнюватися в процесі розробки дефектоскопа.

Не заглиблюючись у фізичну сутність ультразвукової дефектоскопії, коротко визначимо основні процеси та методи неруйнівного контролю. Ультразвукова ехоскопії - це методи і технічні засоби отримання візуальної інформації про внутрішню структуру різних об'єктів і середовищ шляхом використання явищ відображення, розсіювання та поглинання ультразвукових сигналів, що утворюються при взаємодії ультразвукового випромінювання з досліджуваним об'єктом. Слово "ехоскопії" походить від грецьких слів echo - луна і skopeo - дивлюся, буквальному сенсі воно означає тільки спостереження луна - сигналів. Однак з часом це слово набуло більш широкий зміст: під ним розуміється не тільки отримання візуальної інформації, але і визначення на основі цієї інформації параметрів досліджуваного середовища. Інтерес до практичного використання ультразвукової ехоскопії обумовлена ​​в першу чергу тим, що із-за різної природи ультразвукових і електромагнітних хвиль (видимого світла, рентгенівських променів та ін) вона дозволяє спостерігати оптично непрозорі структури за рахунок механічних, точніше акустичних властивостей, що в деяких випадках неможливо при використанні проникаючих електромагнітних випромінювань. Причому, важливою перевагою є те, що при низьких інтенсивностях ультразвукових сигналів вони нешкідливі для живих організмів. Тому ультразвукова дефектоскопія використовується для цілей медичної діагностики і дефектоскопії різних виробів, включаючи медичне та технічне застосування ультразвукової мікроскопії, а також візуалізації підводних об'єктів. Подальше розширення впровадження ультразвукових методів візуалізації та вимірювань йде паралельно з вирішенням проблем розробки більш оптимальних методів перетворення акустичних полів в оптичні зображення і створення засобів, що забезпечують перехід від якісного аналізу цих зображень до кількісного. З кожним роком зростає кількість публікацій з ультразвукової ехоскопії. Але більшість з них представляють собою наукові статті, присвячені окремим питанням реалізації та застосування відповідних систем. Узагальнюючі роботи опубліковані щодо практичного, зокрема діагностичного, застосування ультразвукових ехоскопії. Проте до цих пір в нашій країні не видані книги, в яких узагальнено і послідовно були б розглянуті теоретичні та технічні аспекти, актуальні для розробників цих систем.

Для ультразвукових досліджень можуть застосовуватися різні принципи і ефекти, засновані на ефектах дифракції світла, голографії, поверхневого рельєфу та ін Однак імпульсні ехоскопії мають ряд переваг перед іншими пристроями. З їх допомогою можливе формування ехоізображеній при слабких ехосигналів, тобто можуть бути застосовані ультразвукові імпульси малої потужності, практично нешкідливі для живих організмів.

Останнім часом завдяки перевагам цих приладів вони отримали у світовій практиці особливо бурхливий розвиток, як в плані технічного вдосконалення, так і розширення областей застосування. Аналіз сучасних досягнень у галузі ультразвукової візуалізації показує, що пристрої цього типу можна вважати основним типом ультразвукових ехоскопії призначених для досліджень і дефектоскопії.

Кількість інформації, отриманої за допомогою ультразвукових ехоскопії, їх точність і швидкодію визначаються параметрами зондирующих імпульсів, характеристиками ультразвукових перетворювачів, а також способами і характеристиками пристроїв обробки та оцінки параметрів луна - сигналів, що несуть інформацію про властивості середовищ. Для швидкого електричного управління ультразвукового сканування все ширше застосовують вбудовані мікропроцесорні і зовнішні обчислювальні пристрої. Особливості ультразвукових ендоскопічних дефектоскопів зі скануванням визначається особливостями досліджуваних об'єктів, умовами введення ультразвуку, а також контрольованими параметрами.

У ендоскопічних дефектоскопії в основному застосовують методи ручного або автоматичного механічного сканування. Електричний комутаційний або змішаний комутаційно-механічний методи сканування знаходять застосування при дослідженні тонкостінних, протяжних об'єктів, наприклад листових матеріалів і труб. Електричне управління характеристиками спрямованості пьезопреобразователем використовується при дослідженні об'ємних (товстостінних) об'єктів. У всіх цих випадках застосовується Імерсійний або контактний методи зв'язку об'єкта з електроакустичними перетворювачами. Так як реалізація хорошого акустичного контакту при переміщенні перетворювача в багатьох випадках є досить складним завданням з точки зору контролю цього контакту, в ультразвукових дефектоскопах іноді використовуються додаткові акустичні канали.

1. ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ ДЕФЕКТОСКОП

1.1 Аналіз приладів для ультразвукового контролю зварних труб, на Челябінському трубопрокатному заводі, установка УД-82УА

Одна із застосовуваних установок для неруйнівного контролю зроблена на базі автоматизованої ендоскопічних установці УД-82УА [] і призначена для контролю зварних швів труб великого діаметру. До складу цієї установки може входити до чотирьох каналів ультразвукового зондування, що містять по два електроакустичних перетворювача, один з яких забезпечує введення ультразвуку під кутом 40 - 50 градусів до поверхні труби, а інший під углом90 градусів. Другий перетворювач в кожному каналі служить для контролю акустичного контакту між перетворювачами і поверхнею труби. Цей контроль заснований на фіксації луна-сигналів, відбитих від поверхні стінки. При контролі зварних швів перетворювачі встановлюються в пристрої орієнтації, що забезпечують їх юстировку щодо шва при реалізації різних схем прозвучування і коригування кута введення ультразвуку в межах + -5 градусів при зміні акустичних або геометричних параметрів контрольованих виробів, а також при зміні температури. Для підвищення роздільної здатності та чутливості цих дефектоскопів у них використовуються генератори зондирующих імпульсів з модуляцією частоти повторення імпульсів в межах 20%. Частотна модуляція дозволяє зменшити інтерференційні перешкоди і тим самим підвищити ймовірність виявлення дефектів. Цим дефектоскопом забезпечується контроль зварних з'єднань при товщині стінок від 4 мм до 40 мм Швидкість поздовжнього сканування до 0,5 м / с.

При ультразвуковому контролі труб використовується поступальний рух труби, при цьому блок з акустичними перетворювачами нерухомий. Нижче наведена узагальнена структурна схема імпульсного ультразвукового дефектоскопа зварних швів.

СИГНАЛ ПРО ПОРУШЕННЯ КОНТАКТУ

ВІДМІТКА Про ДЕФЕКТ

Рисунок 1 - Структурна схема ультразвукового дефектоскопа УД-82УА.

1.2 Встановлення КРАУТКРАМЕР і технологічний цикл контролю зварних швів

Інша, застосовувана установка німецької фірми Крауткремер тип KS 3000 має вісім каналів, що працюють як в суміщеному, так і в окремо - суміщеному режимі. Принцип роботи установки в цих режимах полягає в наступному: при суміщеному режимі пьезопреобразователя служить як для випромінювання, так і для прийому відлуння - сигналу; при роздільному режимі в прозвучу зварного з'єднання використовують два пьезопреобразователя, один служить для випромінювання ультразвуку, інший для прийому ультразвукового сигналу. Таким чином, на установці Крауткремер вдається вирішити проблему контролю акустичного контакту і контролю зварного з'єднання за допомогою одних і тих же пьезопреобразователем. Це досягається за допомогою роздільного у часі роботи акустичних каналів, тобто кожен канал працює в строго визначеному такті циклу контролю.

Схема розташування пьезопреобразователем щодо зварного з'єднання під час технологічного контролю наведена на малюнку.

Основні типи дефектів, контрольовані на технологічній установці Крауткремер - це непровари, порожнечі і сторонні включення в зварному шві, розшарування основного металу в околосварной зоні (зона термічного впливу). І залежно від цього і від послідовності роботи каналів на установці розрізняють такі типи конфігурації: L-форма; X-форма; K-форма. Нижче наведена послідовність роботи по тактам, а також функції виконуються кожним пьезопреобразователем (Мал.). Цикл контролю має шість тактів, з яких два останніх використовуються для контролю акустичного контакту, інші для контролю якості зварного з'єднання.

Візуальна інформація про наявність і величину дефекту, виводиться на екран осциллографической трубки в реальному масштабі часу. На екрані також відображаються стробирующие імпульси (строб-імпульс щуп), що визначають зону контролю. Розглянуті прилади відносяться до приладів з одномірної ультразвукової візуалізацією, при якій визначаються амплітуда і момент часу прийому ехо - сигналу або тіньового сигналу, отриманих зондуванням досліджуваного середовища по одному напрямку ультразвукового променя. Такі прилади забезпечують формування одновимірних ехограм так званого А-типу, що характеризують розташування прозвученних неоднорідностей середовища по одній поздовжній координаті. Нижче наведені осцилограми роботи дефектоскопа при налаштуванні на еталоні.

Тимчасові інтервали задаються з урахуванням конструктивних особливостей установки робочої головки з п'єзоперетворювачі, кутом введення ультразвукового променя і швидкості ультразвуку в матеріалі труби. Оптимальна відстань від зони контролю до пьезопреобразователя L становить 9,6 товщин листа H труби, наприклад для аркуша H = 15 мм.

L = 9,6 * H = 9,6 * 15 = 144 мм.

Швидкість ультразвуку в сталі становить V = 5920 м / сек. Для такої швидкості період розгорнення, з урахуванням прямого і зворотного ходу ультразвукового променя буде

Т4 = 2 * L / 5920 м / cек = 48.7 мксек.

Ширина зварного шва D для товщини листа H = 15 мм. D = 15 мм., Таким чином тривалість строб-імпульсу Т4 - Т3 буде

Т4 - Т3 = 2 * D / 5920 м / сек. = 5 мксек.

2. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ БЛОКУ УПРАВЛІННЯ Ультразвукова дефектоскопія

Сучасні Ультразвукові ехоскопії дозволяють не тільки формувати ехоізображенія, а й вимірювати по них необхідні структурно - топологічні і динамічні характеристики досліджуваних об'єктів, а також здійснювати функції аналізу і збереження вимірюваних значень. Такі ехоскопії по суті є інформаційно-вимірювальними системами (ІВС) і вони узагальнено можуть бути представлені наступною структурною схемою.

Малюнок 7-Узагальнена структурна схема ІВС ультразвукової ехоскопії

Підсистемою ультразвукового сканування здійснюється просторово-селективне ультразвукове зондування досліджуваного середовища і формування одновимірного або багатовимірного сигнального поля, як функції просторових координат, часу, амплітуди, спектра або інших параметрів луна-сигналів, а також перетворення цього поля в упорядковану в часі, одновимірну послідовність луна- сигналів, узгоджену з радіотехнічним трактом ІВС. У підсистемі сканування ви виконується також попередня обробка сигналів, що включає процедури функціонального посилення, затримки, стробування, обмеження, просторової фільтрації, нормування та інші, в результаті якої забезпечується узгодження діапазонів зміни параметрів електроакустичного хвильового тракту з відповідними характеристиками радіотехнічних пристроїв формування, відображення та аналізу ехоізображеній .

Структура підсистеми ультразвукового сканування в залежності від вирішуваних ІІС завдань може бути досить різноманітною, проте у всіх випадках неотьемлимая її частинами є: генератор електричних сигналів, які випромінюють і прийомні електроакустичні перетворювачі, скануючі пристрої, приймач луна-сигналів і необхідні пристрої первинної обробки ехо-сигналів ( рис). У процесі формування ехоізображеній генератор електричних сигналів виробляє імпульси, що збуджують електроакустичний перетворювач, який випромінює зондувальні імпульси в досліджувану середу. Електроакустичний перетворювач є також акустичної антеною, що забезпечує направлене випромінювання зондирующих ультразвукових імпульсів. У середовищі, в межах просторової протяжності ультразвукового променя утворюються хвильові ехолокаційні канали.

Малюнок 8-Узагальнена структура підсистеми ультразвукового сканування

Для виключення впливу спотворюють збурень і перешкод, що з'являються в ехолокаційних каналах, у складі підсистеми ультразвукового сканування зазвичай передбачаються відповідні функціональні коригувальні пристрої, наприклад блоки тимчасової регулювання посилення і динамічного діапазону луна - сигналів, корекції поглинання, розсіювання ультразвуку в середовищі і т.д. Синтез коригувальних операторів, що визначають алгоритми роботи цих пристроїв, грунтується на математичних моделях збурюючих впливів у середовищі та електроакустичних колах передачі сигналів.

З урахуванням того, що процеси ехоскопії випадково-неоднорідних середовищ не завжди можуть бути апріорно адекватно промодельовані, пристрої корекції сигнальних спотворень повинні допускати інтерактивне вплив оператора на якомога більшу кількість керованих параметрів і характеристик електроакустичного тракту. З цією метою в структурну схему сучасних ехоскопії часто вводяться блоки адаптивного управління параметрами пріемноусілітельного тракту підсистем, і забезпечується зв'язок джерела зондирующих сигналів з ​​процесором. Введення таких додаткових зв'язків відображає поява функцій програмної керованості вимірювальних зондирующих впливів на об'єкт при просторовому скануванні напрямки ультразвукового променя.

Підсистемою формування ехоізображеній забезпечуються: зворотне перетворення одномірної послідовності луна - сигналів в багатовимірний сигнальний еквівалент ехоізображенія, запис і зберігання сигнального еквівалента ехоізображенія в спеціально організованою пам'яті, а також візуальне відображення ехоізображенія на відповідному індикаторі в необхідному масштабі часу. При цьому часто виконуються процедури обробки інформації, що дозволяють підвищити роздільну здатність і достовірність інформації. Завданням підсистеми відображення формування ехоізображеній є також узгодження динамічного діапазону амплітуд відображуваних сигналів з ​​динамічним діапазоном індикатора, а також корекція нелінійності його характеристики [].

В основу підсистеми формування ехоізображеній зазвичай закладається двовимірне запам'ятовуючий пристроїв, в якості якого можуть використовуватися аналогові запам'ятовуючі електронно-променеві трубки, а також цифрові елементи пам'яті. У сучасних ІВС ультразвукової ехоскопії саме цифрові пристрої пам'яті знаходять найбільш широке застосування. Оскільки вони забезпечують перетворення ехоізображеній з мінімальними спотвореннями і добре узгоджуються з цифровими процесорними пристроями керування та обробки сигналів. Узагальнена структурна схема підсистеми цифрового формування-зберігання ехоізображеній наведена на малюнку.

Малюнок 9-Узагальнена структурна схема підсистеми формування ехоізображенія

Процесор має зв'язок з пристроями буферизації і запису ехосигналів в пам'ять, а також обчислення адрес і вагових параметрів запису, залежних від координат ультразвукового сканування. Для забезпечення перетворення ехосигналів в реальному масштабі часу, що надходять з підсистеми сканування, при малих рівнях квантування за часом і амплітуді аналого-цифрові перетворювачі повинні працювати при досить високих частотах дискретизації, що досягають 20-40 МГц. При необхідності корекції спотворень ехосигналів іноді використовується нелінійна амплітудна функція перетворення. Крім цього може проводитися покоординатного вагова корекція амплітуди, так звана тимчасова регулювання чутливості (ХРЧ) або тимчасова регулювання порогу (ВРП). Буферна пам'ять також забезпечує узгодження часових процесів прийому луна - сигналів та формування телевізійного еквівалента ехоізображеній при різних просторових межах і видах ультразвукового сканування.

Підсистема аналізу інформації служить для візуального відображення інформації ІВС на різних стадіях її збору і обробки, введення целеуказателей і директив оператора, що стосуються режимів аналізу, безпосередньо вимірюваних параметрів і алгоритмів обчислення необхідних характеристик, а також введення ззовні додаткової службової інформації. Підсистема аналізу забезпечує візуалізацію ехоізображеній та їх збільшених фрагментів безпосередньо в процесі запису інформації в запам'ятовуючі пристрої і в режимі регенерації стоп - кадру, суміщення з ехоізображеніем метричних шкал, що переміщуються маркерним мітках і інших семантичних індексів. Відповідно до вводяться директивами і марковану цілевказівки підсистема проводить обчислення необхідних характеристик досліджуваних об'єктів з закладеним в ІВС алгоритмам і відображення результатів обчислень в алфавітно-цифровому і графічному вигляді.

Для виконання зазначених функцій найкращим чином підходить структура, яка використовує управляючу мікроЕОМ. Основним структурним елементом підсистеми у цьому випадку має бути програмно - керований пристрій формування шкал і іншої службової інформації, поєднуваної з ехоізображеніямі при їх багатопараметричної аналізі. В якості пристроїв відображення інформації в сучасних ІВС ультразвукової ехоскопії, як правило, застосовуються телевізійні пристрої.

При розробці нового приладу, у якого немає аналогів в Росії, має сенс дотримуватися вищевикладеної концепції організації функціональної схеми та ідеї роботи дефектоскопа, крім цього необхідно дотриматися всіх вимог обумовлені в технічному завданні. Для реалізації апаратної частини можна застосувати функціонально закінчені вузли високого ступеня інтеграції на базі IBM сумісних персональних комп'ютерів в промисловому виконанні. Архітектура апаратної частини приладу повинна бути максимально гнучкою для можливої ​​налаштування на будь-який технологічний процес контролю якості зварних з'єднань і допускати нарощування каналів. Послідовність роботи каналів повинна допускати будь-яку конфігурацію і можливість роботи каналів, як у роздільному, так і в окремо - суміщеному режимі. Кожен канал повинен мати незалежні настроювання тимчасових затримок і коефіцієнта посилення попередніх підсилювачів. Всі налаштування повинні зберігатися в пам'яті комп'ютера параметрів і зберігатися при вимиканні або збої електричного живлення з подальшим відновленням працездатності у попередньому режимі.

Узагальнена функціональна схема приладу у відповідності з вимогами технічного завдання наведена на малюнку

Малюнок 10-Узагальнена структурна схема приладу

3. Розробка схеми електричної принципової БЛОКУ УПРАВЛІННЯ

3.1 Аналіз системної магістралі ISA

Блок управління ультразвукового дефектоскопа є цифровим пристроєм, виконаним у вигляді окремої плати і встановлюються у пасивну плату промислової станції. Вхідні і вихідні сигнали за рівнем напруги повинні відповідати системної магістралі ISA, (Industrial Standard Architecture) і крім цього необхідно враховувати швидкість обміну даними по шині.

Особливості магістралі ISA.

Магістраль ISA відноситься до демультіплексірованним, (тобто мають роздільні шини адреси і даних) 16-розряд-ним системним магістралях середнього швидкодії. Обмін здійснюється 8 - або 16-розрядними даними. На магістралі реалізований роздільний доступ до пам'яті комп'ютера та пристроїв введення / виводу (для цього є спеціальні сигнали). Максимальний обсяг пам'яті, що адресується становить 16 Мбайт (24 адресні лінії). Максимальне адресний простір для пристроїв введення / виводу - 64 Кбайта (16 адресних ліній). Магістраль підтримує регенерацію динамічної пам'яті, радіальні переривання і прямий доступ до пам'яті. Допускається також захоплення магістралі. Призначення контактів роз'єму представлено в таблиці 1 (тут знак мінус перед назвою сигналу означає, що активний рівень сигналу - логічний нуль)

Таблиця 1 - Призначення контактів роз'єму ISA.