Способ определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области нераэрушающего контроля и может быть использованодля ультразвуково го контроля диаметра сферических и цилиндрических дефектов. Известен способ определения размера дефектов, заключающийся в том, /что излучают ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают прошедшие через контролируемый объект колебания, измеряют их ампли туду и по ней определяют размер дефекта Cl 3« Недостатком данного способа является низкая точность определения размера дефектов, так как амплитуда прошеданих колебаний зависист не тол ко от размера дефекта, но. и от расстояния от дефекта до приемника. Наиболее близким по технической Сущности к изобретению является спосо определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающи :ся в тем, что излучают сдвиговую во - ну в направлении дефекта,.принимают отраженные от дефекта и двукратно трансформированные на его поверхнос ти импульсы, по параметрам которых определяют диаметр дефекта. Причем измеряют интервал времени между при нимаемь 1И импульсами и определяют диаметр дефекта по соотношению, в которое входит ,измеренный интервал времени L2. Н едостатками известного способа являются относительно низкая точность определения диаметра дефекта и недостаточно широкая область применения вследствие невозможности определения диаметра малых дефектов Эти недостатки вызваны тем, что про изводится измерение интервала време ни между принимаемыми импульсг1ми с ограниченной точностью и с невозможностыо измерить этот интервал в случае дефектов малык диаметров изналожения импульсов друг на друга. Цель изобретения - расширение области применения в сторону малых диаметров дефектов и повышение точности определения диаметра дефектов Поставленная цель достигается те что согласно способу определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающемуся в излу .ченин сдвиговой ультразвуковой волны в направлении дефекта, приеме отраженных от дефекта и двукратно трансформированных на его поверхности импульсов, по параметрам которых определяют диаметр дефекта, измеряют частотный интервал иf между двумя однозначными локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых сигналов, а диметр d дефекта определяют из соотношения - ,. . i скорость распространения сдвиговых ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, скорость распространения релеевских ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, измеренный частотный интервал, Гц. Сущность способа заключается в следукмдем. Излучают преобразователем сдвиговую ультразвуков волну в направлении дефекта, при этом ширина зондирующего импульса дефектоскопа не ог- раничивается Ультразвуковой импульс, распространяясь в контролируемом объекте, достигает дефекта, где частично отражается, а частично возбуждает на нем поверхностную волну, пробегающую по теневой стороне дефекта и вновь преобразукяцуюсн в сдвиговую волну. Тем же преобразователем принимают отраженные от дефекта и дву кратно трансформированные на его поверхности импульсы. Затем ввделяют принятые сигналы, например при помсяци временного селектора, и подают их на анализатор спектра. Из теории спектрального анализа следует, что. огибающая спектра суммл двух когерентных Импульсов, тшеющШЕ задержку друг относительно друга 4i , имеет локальные максимума и минимумы ни частотахi положение которых завист от ui . Частота локальных минимумов огибающей суммарного спектра (2n-t) n t,2,3 где ф - постоянное значение величины фазы, на которГую один импульс сдвинут относительно другого.

Частота п локальных максимумов огибающей суммарного спектра

r t |i}i

чоях ui

На анализаторе спектра измеряют частотный интервал л между двумя однозначными локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых преобразователем сигналов

()п+1()п (тах)(тв)сЬ

После измерения частотного интервала д определяют диаметр с дефекта из соотношения

d

-

Сх cKopoctb распространения

де сдвиговьк ультразвуковых .волн в контролируемомматериале, м/с,

CRскорость распространения релеевских ультразвуковых волн в контролируемом мэ териале, м/с,

л - измеренный частотный интервал, Гц.46599 . 4

Лабораторные испытания предлагаемого способа на алюминиевых образцах наклонным преобразователем 40, частотой 5 МГц из комплекта дефектоскопа УД-24 показали, что способ позволяет уверенно различать отверстия диаметром 3,15 мм (л) 3,59 х X ) и 3,20 мм ( л 3,50 X

X 10 Гц), т.е. измерять с точностью до 0,05 мм.

Таким образом, способ определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающийся в излучении сдвиговой ультразвуковой волны, приеме отраженного от дефекта и Двукратнотрансформированногр на его поверхности импульса позволяет расширить область применения в сторону малых диаметров дефектов и повысить точность определения диаметра дефектов за счет исключения измерения интервала времени между накладывающимися принимаемыми импульсами благодаря измеренио частотного интервала между двумя однозначньми локальными экстремумами огибакщей суммарного спектра принятых сигналов и определенно диаметра дефекта по отношениго, в которое вхоДит измеренный частотный интервал.

СПОСбБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА СФЕРИЧЕСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ, заключйиощийся в том, что излучают сдвиговую ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают отраженные от дефекта и двукратно трансформированные на его поверхности импульсы, по параметрам которых определяют диаметр дефекта, о тsii -i K -:v: личающийся тем, что, с целью расширения области его применения и повьшения точности определения диаметра дефектов, измеряют частотный интервал Д между двумя однозначными локальньми экстремумами огибающей сзп марного спектра принятых сигналов, а диаметр cf дефекта определяют из соотношения () А{ V CR / С - скорость распространения где сдвиговых ультразвуковых (Л волн в контролируемом материале M/cJ йскорость распространения релеевскйх ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с; Д - измеренный частотный интервал, Гц. 4 at) ел со со