Иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для излучения и приема ультразвуковых колебаний при иммерсионном контроле изделий.

Известен способ излучения ультразвуковых колебаний, заключающийся в том, что возбуждают пьезопластину со сплошными электродами видеоимпульсом электрического напряжения с крутым передним и пологим заднимфронтами, длительность переднего фронта которого устанавливают превьшающей полупериод колебаний пьезо{пластины на резонансной частоте {tl i Однако в данном способе ограничены пределы снижения мертвой зоны ввиду того, что при демпфировании пьезопластины невозможно существенно уменьшить длительность колебаний поверхностного сигнала. Кроме того, снижается амплитуда эхо-сигналов от дефектов, расположенных на глубине менее 5 мм, что обусловлено интерференцией ультразвуковых колебаний, воабуждаемьзх в центральной и периферийной областях пьезопластины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьезоэлемен том с кольцевой зоной излучения., принимают отраженные от изделия эхоимпульсы и по их амплитуде судят о дефектности изделия 2 .

Недостатком известного способа является то, что в нем не возможно регулировать чувствительность контроля и уменьшать мертвзпо зону, поскольку возбуждение и прием ультразвук ковых импульсов проводится в одной зоне преобразователя, размеры кото- рой выбираются исходя из условий контроля.

I

Цель изобретения - сокращение мертвой зоны и повышение чувствительности при выявлении подповерхностньк дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно иммерсионному способу ультразвукового контроля изде ЛИЙ, заключающемуся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьезоэлементом с кольцевой зоной излучения.

принимают отраженные от изделия эхоимпульсы и по их амплитуде судят о дефектности изделия, прием ультразвуковых импульсов проводят в кольцевой зоне, концентричной зоне излучения, а средний радиус и ширину этой зоны выбирают из условия /--iTr / - Vo.

где рд - средний радиус зоны приема

ультразвуковых эхо-сигналов; b(j - ширина зоны приема; Н - расстояние между преобра5 зователем и поверхностью

изделия;

С - скорость ультразвуковых колебаний в иммерсионной среде;

0 О - резонансная частота пьезопластины;

- /50 - средний радиус зоны возбуждения ультразвукового поля. На чертеже представлена блок-схема устройства, для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит пьезопластину 1 с демпфером 2 и сплошными электродами 3 и 4, подключенными к генератору 5 .ударного возбуждения, акустический экран 6, расположенный со стороны электрода 4, приемную кольцевую пьезопластинку 7 с демпфером 8 и электродами 9 и 10, подключенными к индикатору 11. Позицией 12

обозначен контролируемый образец.

Способ осуществляют следующим образом.

С генератора 5 электрический импульс подается на электроды 3 и .4 пьезопластины 1. Эта пьезолпастина 1 генерирует импульсы ультразвуковых колебаний, которые через иммерсионную жидкость передаются на контролируемое изделие 12. При помощи

акустического экрана 6, расположенного в непосредственной близости от пьезоэлемента 1, область излучения ограничивается кольцевой зоной, что

исключает влияние центральной области пьезогшастины 1 на возрастание энергии импульсов акустических колебаний с уменьшением угла их отражения. Последнее приводит к выравниванию в области пьезопластины 1 амплитудного соотношения отраженных от поверхности ввода импульсов ультразвуковых колебаний с изменением ихфазы. Характер распределения акустического давления в плоскости пьеэопластины 1 соответствует при этом эквипотенциальным окружностям, концентричным зоне возбуждения УЗполя, радиус которых определяет значение максимальной разности фаз, отраженных от поверхности ввода импульсов УЗ-колебаний. Отраженные от поверхности и внутренних дефектов изделия импульсы УЗколебаний принимаются кольцевой пьезопластинкой 7 с демпфером 8, преобразуются при помощи злектродов 9 и 10 в электрические сигналы, которые затем поступают на индикатор 11, Если диаметр кольцевой пьезоплас тины 7 выбрать таким,.чтобы ока попа ла в область с минимальным значением акустического давления, то при этом сокращается мертвая зона конт- . роля. Это связано с тем, что условия формирования поверхностного сигнала такие, при которых уменьшается его амплитуда и сокращается длительность. Дпя эхо-сигналов, отраженных от попповерхностных дефектов, условия противофазной интерференции отсутствуют, что приводит к возрастанию амплитуды результирующего сигнала с уменьшением глубины залегания дефектов. Таким образом, предлагаемый иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий позволяет значитель,но повысить чувствительность при выявлБнии подповерхностных дефектов за счет сокращения мертвой зоны путем соответствукицего выбора зоны возбуждейия и приема ультразвуковых колебаний исходя из условий контроля.

Ш-МЕРСИОННЫЙ СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьеэоэлемелтом с кольцевой зоной излучения, принимают отраженtoie от изделия эхо-импульсы и по их амгглитуде судят о дефектности изде:лия, отличающийся тем, ЧТО, с целью сокращения мертвой зоны и повышения чувствительности при вы-явлении подповерхностных дефектов, прием ультразвуковых импульсов проводят в кольцевой зоне, конце11тричной зоне излучения, а средний радиус и ширину этой зоны выбирают из условия p,.,;.