CS267427B1 - Způsob zjištování polohy vady v tlouštce materiálu ' - Google Patents

Abstract

Způsob spočívá v tom,že vada je zobrazena na luminiscenční zobrazovací stínítko, které je umístěno tak, že rovina stínítka svírá úhel 1 až 10° s rovinou určenou zdrojem ionizujícího záření a sledovaného řezu objektu a průsečnice obou rovin je kolmá na osu svazku ionizujícího záření a leží na ní. Zobrazení vady je snímáno televizní kamerou umístěnou tak, že optická osa kamery, která je totožná s osou otáčení kamery a rovnoběžná s osou otáčení zkoušeného objektu, leží v rovině určené zdrojem ionizujícího záření a osou otáčení objektu. Videosignál zobrazení na stínítku je zapisován po zvolenou dobu v obrazové paměti, přičemž tato doba je realizována přes spínací blok, který řídí také identické pootočení obou manipulátorů o zvolený úhel. Toto pootáčení je prováděno kontinuálně nebo krokově pro celkový úhel pootočeni 180°. Zápisy videosignálu pro jednotlivá pootočení jsou v obrazové paměti zapisována na sebe a výsledný obraz řezu objektu je zobrazen vyvoláním na sebe zapsaných videosignálů z obrazové paměti.

Description

Vynález se týká způsobu lokalizace vady v tloušťce materiálu zkoušeného objektu prozařovací metodou.

Určení polohy vady v tloušťce materiálu je jedním z nejdůležitějších požadavků, který je kladen na metodu prozařování. Určením polohy vady lze podstatně seriozněji ohodnotit jakost a provozuschopnost zkoušeného výrobku nebo lze optimalizovat případné opravy vadných uzlů výrobku. Většinou je vada lokalizována pouze plošně, t.j. její x-ové a y-ové souřadnice. Informací o prostorovém uložení vady se získává minimálně. V tomto případě se uvažuje přítomnost vady v nejnepříznivější poloze a tím může být výrobek klasifikován jako nevyhovující, i když při znalosti polohy vady v tloušťce materiálu výrobku by jakost mohla být klasifikována jako vyhovující. V současné době se k určení polohy vady používá stereografické nebo tomografické metody. Stereografická metoda je založena na zpětné projekci dvou spojnic zdroje ionizujícího záření s obrazem vady na filmovém detektoru. Jsou tedy vytvořeny dva radiogramy při různých, přesně definovaných polohách zdroje ionizujícího záření. Ze znalosti polohy zdroje, polohy detektoru a zobrazení vady lze potom jednoznačně rekonstruovat spojnici zobrazení vady a zdroje, na které musí ležet i vada samotná. Stereograf ická metoda je při svém provádění značně složitá a pracná - je nutná přesná lokalizace zdroje, expozice dvou radiogramů (manuální zpracování výsledků mimo pořízené radiogramy). Pro opakovanou kontrolu je tato metoda nevhodná. Další nevýhodou je možnost lokalizovat jednoznačně nejvýše dvě vady.

Tomografická metoda je založena na sběru intenzitních profilů, které jsou vlastně rozložením hustoty toku částic ve svazku prostorově modulovaném průchodem zkoušeného výrobku v rovině v níž leží vada a která je kolmá na osu otáčení výrobku a to v několika definovaných polohách výrobku, realizovaných pootočením výrobku kolem osy otáčení. Tyto profily jsou počítačově zpracovány iterační. analytickou metodou, čímž se získá korelační funkce k hustotnímu řezu výrobku v rovině vady. Nevýhodou této metody jsou především vysoké pořizovací náklady na přístrojové vybavení a programové zabezpečení (v zemích RVHP nejsou tomografy pro nedestruktivní zkoušení materiálu prozatím k dispozici - neexistuje komerční produkce tomografů). Získání hustotního řezu zároveň vyžaduje nenulový časový interval. Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zjišťování polohy vady v tloušťce materiálu prozářením zkoušeného objektu ionizujícím zářením a indikací prošlého záření podle vynálezu. Podstata řešení spočívá v tom, že vada je zobrazena na luminiscenční stínítko, které svírá se spojnicí zdroje ionizujícího záření a vady úhel 1 až 10°. Zobrazení vady a identifikačních značek je snímáno televizní kamerou umístěnou tak, že optická osa kamery, která je totožná s osou otáčení kamery, leží v rovině určené zdrojem ionizujícího záření a osou otáčení zkoušeného objektu a je kolmá ke spojnici zdroje ionizujícího záření a vady. Videosignal se zobrazením stínítka je zapsán do obrazové paměti. Po zapsání definovaného počtu realizací se objekt i kamera pootočí kolem svých os otáčení o stejný volitelný úhel Δ o velikosti 2 až 90° a nové zobrazení vady a objektu se zapíše na předešlý zápis v obrazové paměti. Tato operace se opakuje N — krát, přičemž platily*. Nf&180°. Zápis videosignálu se zob—

CS 267427 111.

r azením stínítka je případně zapisován bčhcm spo jitého otáčení kamery a ob jektu.

Výhodou způsobu zjišťování polohy vady prozařovaeí metodou podle vynálezu jo především nízká pořizovací cena zařízení, jod noduchá .interpretace výsledku a okamžitá přístupnost výsledků a zejména možnost určení, prostorového uložení vady, t. j. polohy vady v třetím rozměru.

Způsob zjišťování polohy vady v tloušťce materiálu podle vy..... nálezu Je blíže znázorněn na obr. .1. až 4, kde na obru 1 je schc..... maticky znázorněno sc-s tavení zařízení pr o pr ovádění způsobu, na obr. 2 postavení zkoušeného objektu a stop na stínítku na počátku zkoušení, na obr. 2 postavení zkoušeného ob Jek tu a stop na stí..... nitku po i. pootočení a na obr. 4 postavení zkoušeného objektu a stop na stínítku po 2. pootočení.

Zkoušený objekt 2 znázorněný na obr. 1 je umístěn na otočném manipulátoru 3 a je ozařován ionizujícím zářením ze zdroje 1. Va..... dá 11 (V_t» V_a na obr. 2 až 4) ve zkoušeném objektu 2 Je zobrazena na luminiscenčním zobrazovacím stínítku 9, které svírá se spojnici zdroje 1 ionizujícího záření a vady 11 úhel o velikosti 1 až 10°. Průsečnice zobrazovacího stínítka 9 s rovinou určenou zdrojem L vadou 11 a kolmicí k ose otáčeni zkoušeného objektu 2 Je přitom kolmá na rovinu určenou zdrojem 1 a osou otáčení zkoušeného objektu 2. Na zkoušený objekt se ve vhodných místech připevni identifikační značky 12 (na obr. 2 až 4 označení A, B, C. D) vyrobené z materiálu špatně prozářítelného použitým typem ionizujícího zářeni: z olova pro a rtg. zářeni, z kadmia pro teplené neutrony. Vady 11 (V_t, na obr. 2 až 4) a identifikační značky 12 se na stínítku 9 zobrazí ve formě pásků ..... vektor ů a, la, c, a, ~, v^. s odlišným Jasem od pozadí (viz obr. 2). loto zobrazení Je snímáno snímací televizní kamerou 6 umístěnou spolu se zobrazovacím stínítkem 9 ve světlotěsném obalu 10 tak. že optická osa kamery 6, kter á Je totožná s osou otáčení kamery leží v rovině určené zdrojem 1 ionizujícího záření a Je kolmá na spojnici zdroje 1 a vady 11.. Videosignál se zobrazením zobrazovacího stínítka 9 s vektory a, b. d, v_x, v_:a, je zapsán do obrazové paměti 7, realizované obrazovou paměti typu RUM, paměťovou elektronkou LIiTHOCON. Po zapsání definovaného volitelného počtu realizaci yideosignálu, který Je řízen řídicím blokem 4, což může být počítač nebo manuálně ovládaný spínací lalok, se zkoušený objekt 2 a snímací televizní kamera 6 pootočí pomoci otočného manipulátoru 3 zkoušeného objektu a otočného manipulátoru 5 snímací televizní kamery 6 o stejný volitelný úhel (viz obr. 3) a nové zobrazení vad 11 <V_x, ν») ve formě vektorů (pásků) Cgí v?/a identitIkačiiich značek 12 (A, B, C, D) ve formě pásků (vektorů) a? la,* c/ ^*Je opět zapsán do obrazové paměti 7. l ato operace se opaku je Ν-krát» přičemž součet úhlů N, γ* φ pro M pootočeni zkoušeného ob jektu 2 a snímači kamer y 6 j<: menší nebo nejvýše roven 180°. Obdobně lze zapisovat videosignál zobrazení zobrazovacího stínítka 9 při spojitém otáčení zkoušeného ola..... jektu 2 a snímací kamery 6 o úhel φ. Zobrazením sumovaných zápisů obrazové paměti 7 na monitoru 8 jsou získány údaje o polo..... ze vad 11 (V_t, V-.) a identifikačních značek 12 (A, B, C, D) ve

CS 2 1 irtiu: f >r u seč. íkú AÍ, D ... 0^/, v/.

I i il 1.1 A*. 0 ^z, (J ^z, IJ ' i i 11 t t I: i f i I- -.1 (': 11 i i: I j obrys zkoušeného objektu 2,.

V./ (viz obr . 4/., ρΓ J i:t miz no značek 12 jednoznačně určujo

IΨ í.k ladná nouzi 1,1 způsobů z ji.šKování polohy vady v tloušťce materiálu podle vynálezu jsou popsána v následujících příkladech I až 4.

I’ri.klad 1

Pro určení, po Loby vad v turbinových lopatkách je použito za..... řízení sestávající, z r entgenky Seifert láj 160 při napě ti 0 =^; 160 kf, proudu I ^;:· 4 mA, s malým ohniskem 0., 4 x O, 4 mm., lopatka je umístěna v otočném manipulátoru poháněném krokovým molorcm Z 22 LIX .109 s osou otáčení. vzdálenou 1500 mm od zdroje ionizu Jícího záření, zobrazovací stínítko CaWLU (Spolana Kazhějov) je umístěno ve vzdálenosti. 300 mm od osy otáčení objektu pod úhlem 4°. Zebra..... zení na stínítku je snímáno kamerou I I K 500 C Rl^:: I., NDR) se snímací elektronkou typu endicon. f>ro zápis videosignálu Je použita obra..... zová paměť typu RWM (OPZ VIJ Praha). Pootočení maninu látorú, počet zapsaných realizací do paměti, a blok ování obrazové paměti (selek..... ce časového intervalu zápisu videosignálu) blokovacím signálem (TTL úroveň) Je řízeno mikropočítačem Pl^vl0.....85 (Tesla Piešťany). rianipu tátor pro otáčení kamery Je poháněn krokovým motor em Z 22 □X 109. Počet pootočení Je 20 s počtem realizací pro Jedno pouto čení 25. Rez Je zobl uzen na monitoru TESLA MERKUR.

ITík Lad 2 .

Pro určeni polohy vad ve svaru o tloušťce 30 mm Je použito zařízení sestávající z rentgenky MULLEIR ΓΙΟ 300 s nastavením IJ 290 kV.. 1 - 4 mA, maté ohnisko, svařenec je umístěn v manipuláto..... ru poháněném motorem s osou otáčení vzdálenou 1500 mm od zdroje, zobr azovací, stínítko Gd^Os-S: Th (Riedel de llaen, NSR) je umístěno ve vzdálenosti 300 mm od svařence (osy otáčení). Zobrazení na stínítku Je snímáno kamerou M :.111.1 lux CCTV Camera (MLR) se snímací elektronkou typu vidicon, která Je upevněná v manipulátoru poháněném motorem prvního manipulátoru přes ozubený řemen. Otáčeni Je kontinuální o celkový úhel 90°. Počáteční a koncová poloha Je opatřena spínači, které přes řídicí blok startují a ukončují zá..... Pis do videografické paměťové Jednotky. Pro zápis videosignálu Je použita videografleká paměťová Jednotka typu 31 QZ 26 (Tesla Bra..... tlslava). Zobrazení řezu Je na monitoru TESLA MERKUR. Svařenec Je pro vymezení zobrazovaného řezu (pootočení Je pouze o 9iť’ a ne 130°) objektu opatřen identifikačními. značkami válcového tvaru z olova, dvě jsou umístěny na přilehlé straně svařence ke zdroji, a dvě na protilehlé straně. Počet realizací zápisu Je 360.

Příklad 3

Pro ur čení, polohy vad v odlitku o.inice v místě s rozměry .žá..... daného řezu 52 x 211 mm Je použito zařízení sestávající z radlo..... isotopového zdro je Iridium ..... 192 o ak tivitě 270 GUq. 0 jni.ee Je umístěna v manipulátoru, který je poháněn krokovým motorem Z 22 LJX J U9 ve vzdálenosti.. 1200 mm od zdroje. I 1. nor ometá 1. ické stínítko SM 303 (Kyokko Dai Nippon) Je umístěno pod úhlem 5° k spojnici zdroje a žádaného řezu ve vzdálenosti. 350 mm. Zobrazení na stí..... nitku je snímáno kamerou ELI... TV Camera 732 Sil JAL se snímací

CS 267427 Bl elektronkou SIT vidicon, umístěnou 1200 mm od stínítka. Kamera je otáčena manipulátorem poháněným krokovým motorem Z 22 QX 109. Pro zápis videosignálu je použita aparatura GAMMASCOPE GS 220 (Isotopen - Technik Dr.Sauervein GMBH) řízená počítačem LSI 11/23. Startování a blokování obrazové paměti aparatury GAMMASCOPE je prováděno manuálně, řízení krokových motoru manipulátorů je řízeno mikropočítačem PMD - 85 (Tesla Přestány)- Pro realizaci řezu je použito 30 zápisů po 60 realizacích s celkovým úhlem pootočení 174°. Řez je zobrazen na monitoru aparatury GAMMASCOPE.

Příklad 4

Pro určení polohy vady v uranových odlitcích stínících krytů je použito zařízení sestávající z neutronografického kanálu reaktoru VVR S - 5 při kolimačním poměru L/d=300 a výkonu reaktoru 6 MW. Odlitek je umístěn v manipulátoru poháněném v kontinuálním režimu motorem. Stínítko NE 426 na bázi ⁶L1F + ZnS/Ag/ (Nuclear Enterprises Ltd.) je umístěno ve vzdálenosti 200 mm od osy otáčení odlitku pod úhlem 7°. Zobrazení na stínítku je snímáno kamerou TFK 500 (RFT.NDR) se snímací elektronkou typu chalnikon ve vzdálenosti 500 mm od stínítka. Kamera je otáčena manipulátorem poháněným přes mechanický převod motorem prvního manipulátoru. Jako obrazová paměť, pro zápis videosignálu je použita aparatura CRYSTAL (Quantel, USA) řízená mikroprocesorem Motorola 68 000. Náběr videosignálu je startován manuálně pro kontinuální pootočení 179° v čase 5 minut. Zobrazení řezu uranového odlitku je provedeno na monitoru aparatury CRYSTAL.

Claims (1)

1. Způsob zjišťování polohy vady v tloušťce materiálu prozářením zkoušeného objektu ionizujícím zářením a indikací prošlého záření, vyznačený tím, že vada je zobrazena na luminiscenční stínítko, které svírá se spojnicí zdroje Ionizujícího záření a vady úhel P 1 až 10°, přičemž zobrazení vady a objektu je snímáno televizní kamerou, jejíž optická osa je totožná s osou otáčení kamery, leží v rovině určené zdrojem ionizujícího záření a osou otáčení zkoušeného objektu a je kolmá ke spojnici zdroje ionizujícího záření a vady, a vldeosignál se zobrazením stínítka je zapsán do obrazové paměti, načež po zapsání definovaného počtu realizací se objekt i kamera pootoč! kolem svých os otáčení o stejný, volitelný úhel o velikosti 2 až 90°. a nové zobrazení vady a objektu se zapíše na předešlý zápis v obrazové paměti, přičemž se tato operace opakuje N-krát, přičemž součet úhlů je menší nebo roven 180°, nebo je zápis videosignálu se zobrazením stínítka zapisován během spojitého otáčení kamery a objektu.