Способ ультразвукового контроля внутреннего диаметра и формы поперечного сечения каналов Советский патент 1986 года по МПК G01B17/00 

Изобретение относится к неразруша- ющему контролю изделий и мо:хет быть использовано для ультразвукового контроля труб в различных, областях машиностроения и в атомной энерге- тике.

Цель изобретения - уменьшение погрешности контроля внутреннего диаметра и формы поперечного сечения каналов за счет размещения акуст11чес кого блока в центре тяжести поперечного -сечения канала и определения уточненных координат центра тяжести.

На чертеже представлена схема реализации способа ультразвукового контроля внутреннего диаметра и формы поперечного сечения каналов.

Акустический блок 1, выполненный в виде правильного многоугольника, на гранях которого расположено N ггреобразователей 2-7, установлен внутри контролируемого канала 8 с помощью штифтов 9-14, подпружиненных пружинами 15-20, равной жесткости и оканчивающихся колесиками 21-26 Центр О акустического блока 1 расположен примерно в центре тяжести фигуры,iлежащей в поперечном сечении контролируемого канала 8. В точке О расположен истинньй центр тяжести фигуры, лежащей в поперечном сечении контролируемого канала 6. Простран- ство между стенкой канала 8 и акустическим блоком 1 заполнено иммерсионной жидкостью.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Акустический блок 1 с помощью подпружиненных штифтов 9-14 размещают примерно в центре О тяжести поперечного сечения канала 8. Преобразователи акустического блока 1 возбужда:ЮТ высокочастотным нап ряжением от импульсного генератора (не показан). Преобразователи 2-7 излучают ультразвуковые импульсы в сторону стенки канала 8 по направле ниям, перпендикулярным излучающим поверхностям преобразователей 2-7. Отраженные от различных участков внутренней стенки канала 8 ультразвуковые импульсы возбузкдают преобразователи 2-7. Измеряют пробега

. Jry XcOSK-i P,.,cosK ii . )f rp f 31ьК,Я,,,5-..ку„,

:Ji,1 Ji J LZ о vJi., i

. „ i -1

к среднему диаметру канала 8 R позволяет судить о форме поперечного

сечения контролируемого канала для идеального круга отношение

каждого излученного ультразвукового импульса и по известной скорости распространения ультразвуковых импульсов в иммерсионной жидкости измеряют расстояния между участками внутренней стенки канала 8 по прямым, совпадающим с направлением распространения ультразвуковьк лучей. Расстояния характеризуют удаленность 7дентра О акустического блока 1 от стенок канала 8, а проекции этих расстояний на оси X и У: (i+)

. 1

eos Г . и уЛ ( Я,- + h. )sin Т. Q-. . --1 i .

ПОЗВОЛЯЮТ определить координаты центра тяжести каждого элементарного тре35

20 угольника, например АОВ

в:

У; У..

, И всего многоуголь25

35

ника АВСДЕР, вписанного в поперечное сечение канала 8:

(f.+ Я,-Г,)81ПЛЧ

ft2-i ifLiri.IIfit..Li billJL ij..

1

I ,.)(P.4.,.)sinA4,- К

С (Я.+Г .)( Д + г. )sin АЧ.

bl11l-t-11i1-

ДЛИНЫ новых радиус-векторов, проведенных из центра тяжести многоугольника к точкам пересечения стенки канала 8 лоцирующими импульсами, опре-

деляются как Р- / (Х.-Х ) + ( У.-у

1 о 1 о

И характеризуют средний диаметр канала 8

Чтг|/ .Л.

1/--1/ -- -Да

где 4 arctg -

-- Х:-Л

новые углы наклона радиус-векторов . . Отношения амплитуд гармоник

i -1

сечения контролируемого канала 8. Так для идеального круга отношение всех

О, а для эллипса, например, с

отношением большой оси к малой,

R К R равным 1,57 -- 0; - 0,16; -- 0

R

-- 0,31 и т.д.

о

в случае контроля цилиндрических каналов и наличия четырех пьезопре- образователей, расположенных взаимно перпендикулярно, нахоя цение длины новых радиус-векторов р. , которые одновременно характеризуют и половинный диаметр поперечного сечения канала, зн.чительно упрощается

/ А j(I±rTj;A± r

Таким образом, предлагаемьй способ позволяет уменьшить погрешность конт роля за счет того, что искатель размещают в центре тяжести фигуры, расположенной в поперечном сечении канала, и производят гармонический анализ полученных значений.

Фо.рмула изобретения

Сцособ ультразвукового контроля внутреннего диаметра и формы попе-

речного сечения каналов, заключающийся в том, что преобразователями акустического блока, выполненного в внце многоугольника и расположенного внутри блока канала, излучают ультразвуковые импульсы перпендикулярно граням многоугольника, измеряют расстояния между участками стенки канала по прямым, совпадающие с направлениями распространения ультразвуковых лучей, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности контроля, искатель размещают в центре-тяжести поперечного сечения, по измеренным расстояниям между стенками определяют уточненные координаты центра тяжести фигуры, лежащей в поперечном сечении канала, радиусы, соединяющие центр тяжести с точками пересечения участков стенки канала ультразвуковыми импульсами, и углы между радиусами, производят гармонический анализ полученных значений и по соотношению амплитуд гармоник к постоянной составляющей судят о форме . поперечного сечения канала, а по постоянной составляющей - о среднем внутреннем диаметре канала.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для ультразвукового контроля труб в различных областях машиностроения и в атомной энергетике. Целью изобретения является уменьшение погрешности контроля внутреннего диаметра и формы поперечного сечения каналов за счет размещения акустического блока с преобра зовате- лями в центре тяжести поперечнопо сечения канала и определения уточненных к оординат центра тяжести. Акустический блок с помощью подпружиненных штифтов размещают примерно в центре тяжести поперечного сечения канала. Преобразователи излучают, ультразвуковые импульсы перпендикулярно граням акустического блока. Измеряют время пробега импульсов и определяют расстояния между участками стенки канала по прямым, совпадающим с направ- распространения ультразвуковых лучей, определяют уточненные координаты центра тяжести фигуры, лежащей в поперечном сечении канала, радиусы, соединякнцие центр тяжести с точками пересечения стенок канала ультразвуковыми импульсами, и углы между радиусами, производят гармонический анализ полученных значен и по соотношению амплитуд гармоник к постоянной составляющей судят о форме поперечного сечения канала, а по постоянной составляющей - о среднем внутреннем диаметре канала. 1 ил. s ilik СО с

Редактор А. Шишкина

Составитель КдХилков Техред М.Ходанич

Заказ 4230/46

Тираж 778

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Шекмар

Подписное