Ультразвуковой способ измерения толщины полости внутри металлических изделий с помощью ультразвукового толщиномера Советский патент 1958 года по МПК G01B17/02 

В технике нередко возникает задача измерения толщины зазора или полости внутри некоторых металлических изделий, сложная форма которых затрудняет применение кронциркуля или других механических измерительных инструментов.

Предлагается применить для решения указанной задачи ультразвуковой толщиномер. При этом для обеспечения прохождения ультразвука из стенки в нолость, последняя, согласно изобретению, заполняется водой, ртутью или другой жидкостью (не исключена возможность применения и расплавленных твердых материалов) с известной скоростью распространения ультразвуковых колебаний. Затем с помощью ультразвукового толщиномера измеряется суммарная толщина образовавшегося пакета (стенки изделия вместе с находящейся между ними жидкостью, заполняющей полость). Толщина стенок изделия, окружающих полость, также измеряется ультразвуковым толщиномером в отсутст,-вии заполнителя. Искомая толщина

определяется по разности изморенных величин.

Для осуществления этого способа измерения достаточно знать скорость распространения ультразвука в заполнителе и в матерпале стенок.

Паибольший интерес для производственного применения представляют такие ультразвуковые методы контроля толщины, которые позволяют вести измерепия с одной стороны изделия. Поэтому для измерения cyiMMapной толщины изделия (с заполнителем) наиболее перснективно применение резонансного и импульсного отражательных методов. При этом измерение ведется по отражению ультразвука от границы между жидкостью и задней стенкой изделия (отражение от противоположной стороны задней стенки имеет значительно меньшую интенсивность). Однако импульсный метод может быть применен-только в том случае, . когда толщина передней стенки значительно меньше длины волны ультразвуковых колебаний. В противном, .случае возникают многократные отражения ультразвука внутри этой стенки, маскирующие отражение от передней грани задней стенки. Наибольший практический интерес представляет измерение изделий с толщиной стенок 5-10 мм. В этих условиях работа импульсным методом требует применения ультразвуковых колебаний весьма низкой частоты, точность же измерения оказывается невысокой.

Для преодоления указанной трудности предлагается применить для измерения суммарной толщины изделия (передняя стенка плюс заполнитель) резонансный ультразвуковой толщиномер с максимальной частотой колебаний, меньшей основной резонансной частоты указанной стенки.

Таким образом, наибольшая частота колебаний / макс должна быть

меньше -, где С

скорость ультразвука в материале стенки, ad - толщина стенки. При этом условии половина длины волны ультразвуковых колебаний оказывается больше толщины передней, т. е. обращенной к измерителю стенки и в ней не возникают резонансные колебания, что. весьма упрощает проведение измерений.

Предмет изобретения

1.Ультразвуковой способ измерения толщины полости внутри металлических изделий с помощью ультразвукового толщиномера, отличающийся тем, что указанную полость заполняют жидкостью с известной скоростью распространения ультразвуковых колебаний и измеряют суммарную толщину изделия, после чего измеряют толщину стенок, ограничивающих полость в отсутствии заполнителя, и определяют искомую толщину по разности измеренных величин.

2.Способ по п. 1, отличающ и йся тем, что, с целью устранения мешающих измерению многократных отражений ультразвуковых колебаний в обращенной к измерителю стенке изделия, применяют резонансный толщиномер с максимальной частотой колебаний, меньшей основной резонансной частоты указанной стенки.