Способ ультразвукового контроля изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

11

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом и может найти применение в различных областях промышленности, в частности в энергомашиностроении для обнаружения дефектов типа нарушения сплошности, например в поковках и литых заготовках изделий.

Цель изобретения - повьш1ение чувствительности контроля.

Способ осуществляется следующим образом.

Создают среду с нелинейными свойствами в пьезокерамическом преобразователе, для чего подают постоянное электрическое напряжение на электроды преобразователя. Так как пьезо- пре образователь выполнен из пьезоке- рамики, имеющей доменную структуру.

подача электрического напряжения разворачивает домены и тем самым Jсоздает нелинейную среду.

Прежде, чем подать на преобразователь зондирующие импульсы, устанавливают их исходную частоту f ил,г, заполнения в зависимости от резонансной частоты пьезопреобразователя.

Hgnp переменного электричес- и частоты f г,рин. причастоты f

кого напряжения

нимаемых импульсов, например, от

дефектов или, противоположной стенки

изделия. . .

Пример. При резонансной частоте пьезопреобразователя (5 2,5 МГц и электрической добротности его больше 10 кривые изменения чувствительности в зависимости от частоты имеют минимум в точке f/fj 1, а в точках f/fjj , примерно равных 0,8 и 1,2, появляются два максимума. Для получения максимальной чувствительности устанавливают, например, частоту ,„ равной 1,0 МГц и f „gf,p 1,0 МГц. Тогда в режиме излучения суммарная частота излучения 2,0 МГц, что равно первому максимуму (0,8 f,) на кривой чувствительности, а отраженные от дефекта эти колебания, поступая на преобразователь, складываются с непрерывными колебаниями переменного напряжения, в результате чего суммарная частота равна 3,0 МГц, что соответствует второму максимуму (1,2 fg). При обеспечении этих условий переменные электрические напряжения подают посредством соответствующих электродов на пьезопреобразователь.

0

5

0

Таким образом, за счет нелинейного взаимодействия ультразвуковых колебаний с высокочастотным заполнением зондирующих импульсов непрерывных колебаний от переменного напряжения образуются ультразвуковые колебания разностной и суммарной частот.

Ультразвуковые колебания с таким спектром поступают в контролируемое изделие и распространяются на различную глубину, т.е. низкочастотные распространяются на большую Глубину, чем высокочастотные (суммарной частоты) . Отраженные от дефекта или противоположной стенки изделия эти сигналы принимаются этим же преобразователем, еще раз взаимодействуют нелинейно с непрерывными колебаниями генератора в материале преобразователя, при этом полз чается определенный спектр частот разностной -и суммарной величин. По амплит.уде отраженных ультразвуковых колебаний судят 5 о дефектности-изделий.

Согласно данному способу двалсды .проходит нелинейное взаимодействие (ультразвуковых колебаний. В режиме рзлучения и приема пьэзоэлемент переведен в среду с нелинейными свойствами путем подачи на него постоянного электрического-поля (порядка 20-30 кВ в зависимости от типа пьезо- керамики пьезопреобразователя).

В режимах излучения и приема пье- зoэлeмeнf раскачивается, т.е. постоянно, возбужден непрерывными, например синусоидальными колебаниями. С этими колебаниями в режиме приема 40 взаимодействует эхо-сигнал. В,результате взаимодействия увеличивается амплитуда непрерывных колебаний, которая фиксируется аппаратурой на другой частоте, образующейся от их сложения, например суммарной. В этом случае на постепенную раскачку практически не тратится энергия упомянутого эхо-сигнала, что позволяет принимать и фиксироват-ь более слабые по мощности принимаемые сигналы.

0

35

45

50

55

.Формула изобретения

Способ ультразвукового, контроля изделий, заключающийся в. том, что при излучении зондирующего импульса подают на пьезокерамический преобразователь постоянное электрическое напряжение, принимают отраженные от дефектов ультразвуковые колебания и

1350600

по их параметрам судят о дефектности зокерамический преобразователь по- изделия, отличающийся дают постоянное и переменное электри-) тем, что, с целью повйпаения чувстви- ческие напряжения, а о дефектности тельности, при излучении и при прие- изделия судят по амплитуде отражен- ме ультразвуковых колебаний на пье-, ных ультразвуковых колебаний.

Изобретение относится к неразру тающему ультразвуковому контролю изделий и может найти применение, например, при обнаружении нарушений сплошности в поковках и литых заготовках. Цель изобретения - повьш1ение чувствительности. В режиме излучения пьезокерамическим преобразователем зондирующего импульса в изделие на преобразователь подают как импульсное зондирующее напряжение, так и постоянное и переменное электрические напряжения. В режиме приема отраженных ультразвуковых сигналов на пьезокерамический преобразователь также подают постоянное и переменное электрические напряжения. Поэтому и в режиме излучения, и в режиме приема преобразователь имеет нелинейные свойства, раскачивается переменным электрическим напряжением и становится более чувствительным к отраженному сигналу. По амплитуде отраженных, ультразвуковых колебаний судят о дефектности изделий. i (Л ОО ел о с: о о