Способ ультразвукового контроля (его варианты) Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

(21) 2943999/25-28 1(22) 24.06.80 (46) 30.03.89. Бюл. № 12

(71)Всесоюзньвг научно-исследователь- институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов

(72)В. Т. Бобров, В. Д. Коряченко, . А. А. Ткаченко и И. И. Фак

(53)620.179.16(088.8)

(56)Гурвич А. К. и Ермолов И. Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. Киев: Техника, 1972, с. 58.

/ фектоскопия, 1966, 3, с. 43.

(54)СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

(57)1. Способ ультразвукового контроля, заключающийся в том, что располагают по обе стороны сварного вша два ультразвуковых преобразователя, возбуждают ультразвуковые колебания, принимают отраженные и теневые сигналы и по ним судят о наличии дефекта, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости контроля, преобразователи располагают асимметрично относительно оси сварного шва, поочередно преобразователями возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют длитель- ности интервалов времени между пер- вьм отраженным и теневьми сигналами в двух соседних тактах и судят о наличии дефектов при равенстве указанных интервалов времени.

2. Способ ультразвукового контро- дя, заключающийся в том, что распо- Шагают по обе стороны сварного шва два ультразвуковых преобразователя, .возбуждают ультразвуковые колебания, принижают отраженные и теневые сигналы и по ним судят о наличии дефекта, отличающийся тем что, с целью увеличения помехоустойчивости контроля, преобразователи располагают асимметрично относительно оси сварного шва, одновременно обоими преобразователями возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют длительности интервалов времени между первым отраженным и теневым сигналами в каждом такте излучения и судят о наличии дефекта при равенстве указанных интервалов времени.

(Л

Од

;D j

4

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии сварных швов.

Известен способ повыпения помехоустойчивости, основанный на проверке наличия сигнала в зоне контроля в течение п периодов повторения зондирующих импульсов.

Однако этот способ не обеспечивает помехоустойчивость при автоматизированном контроле со скоростью контроля, превыпающей 1 м/с, так как число импульсов от дефекта не превьнпа- ет 3-5.

Наиболее близким к изобретению является способ ультразвукового контроля, заключающийся в том, что рас

полагают по обе сторо1ш сварного шва два ультразвуковьк преббразрвателя, возбуждают ультразвуковые колебания, принимают отраженные и теневые сигналы и по ним судят о наличии дефекта. При этом для исключения влияния случайных помех используют временное стробирование контролируемой зоны.

Указанный способ обладает сравни- тельно низкой помехоустойчивостью при наличии случайньк помех, так как они равномерно распределены в течег- |ние всего периода зондирования, что обуславливает достаточно большую ве- роятностъ попадания их в строб.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости контроля.

Указанная цель достигается тем, что преобразователи располагают асим- метрично относительно оси сварного шва, одновременно обоими преобразователями возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют длительности интервалов времени между первьм отраженным и теневым сигналами в каждом такте излучения и судят о наличии дефектов при равенстве указанных интервалов времени.

Кроме того, преобразователи рас- полагают асимметрично относительно оси сварного шва, поочередно преобра зоватёлями возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют длительности йй- тервалов времени между первым отра- женным и теневыми сигналами и судят о наличии дефектов при равенстве ука- .занных интервалов времени.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предложенный спо- ,еоб; на фиг. 2 - временные диаграммы поясняющие его работу.

На фиг. 2а,6 показаны временные задержки отраженных и теневых сигналов в двух соседних тактах излучения (вариант, когда преобразователи излучают поочередно); на фиг. 2 & - то же в каждом такте излучения (вариант, когда преобразователи излучают совместно в каяздом такте); на фиг. 2г,- временные днагрдммы сигналов на выходе измерителей временных интервалов; на фиг. 2е, if - то же, на выходе схемы сравнения для случая, когда ана-. лизируемые сигналы от помехи (2е) и .от дефекта (2е ); на фиг. 2х,.ж - .то же, на выходе ждущего мультивиб- ратора для случая, когда анализнруе мые сигналы от помехи (2) и от де

25

ю5

20

30 jj -

40,

j, j

4 на фиг.

фекта (2ж ); на фиг. 2, - то же, на выходе линии задержки; на фиг. 2k, к - то же, на вькоде схемы несовпадения для случая, когда анализируемые сигналы от помехи (2 к) и от дефекта (2 к ) .

Устройство согласно фиг. I содержит два преобразователя 1, 2, расположенных асимметрично на контролируемом изделии 3 по обе стороны сварного шва 4, два измерителя 5 и 6 временных интервалов, входы которых подключены к выходам I и II приемно- усилительных трактов, а выходы - к входам, блок 7 сравнения, выход которого связан с входом ждущего мультивибратора 8. Выход ждущего мультивибратора 8 непосредственно, а выход II приемно-усилительного тракта через линию 9 задержки подключены к входам блока 10 несовпадения, выход которого связан с автоматическим сигнализатором 11 дефектов.

Способ ультразвукового контроля и его вариант заключаются в том, что в контролируемом изделии 3 двумя расположенными по обе стороны сварного шва 4 преобразователями 1 и 2 поочередно через определенный интервал времени Т возбуждают ультразвуковые колебания, принимают отраженные и теневые сигналы, анализируют длительность интервалов времени между первыми отраженными и теневьми снг- налами в двух соседних тактах излучения и при равных длительностях указанных интервалов сигналы классифицируются как отраженные от дефекта, а при разных длительностях - как помехи.

Б интервале времени О-IT преобразователь 1 излучает в изделие 3 уль тразвуковой импульс, которому соответствует зондирующий импульс 3,, н принимает первый отраженный сигнал от дефекта (илн помехи.) - d,. В том же временном интервале преобразователь 2 принимает теневой сигнал К (прошедший через изделие), который смешивается с сигналом преобразователя 1 .

В интервале времени преобразователь 2 излучает в контролируемое изделие 3 ультразвуковой импульс Зг н принимает первый отраженный сигнал dij. В том же временном интервале преобразователь I принимает теневой;

сигнал К2, который смешивается с сигналами преобразователя 2.

Время прихода теневого сигнала относительно зондиру:ощвго импульса

равно

а - - (х

+ у), время прихода

отраженных сигналов относительно зондирующего импульса в интервале времени О-IT равно

Э

.

вале времени 1Т-2Т равно

где а - коэффициент, учитьюакиций наклонные прием и излучение; с - скорость распространения ультразвука в контролируемом материале изделия 3; X и у - расстояния от оси шва 4 изделия 3 до преобразователей 1 и 2 соответственно.

Задержка теневого сигнала относительно первого отралюнного сигнала в интервале времени 0-1Т равна С,

а ., с

у) - 2х

(У - «) f .

первого отраженного сигнала относительно теневого сигнала в интервале

-1

а - а , - 2у - - (х

+ у)

IT-2T равна - (У - х) J .

В случае, когда анализируемые сиг налы отражены от дефекта, их временные задержки относительно теневых сигналов равны: , С .

В случае, когда анализируемые сигналы - помехи, то их временные задержки относительно теневых сигналов отличны: 1, i , поскольку появление помехи в двух тактах в одно и то же время маловероятно, так как эта вероятность пропорциональна длительности строб-импульса зоны контроля.

Этот способ помехозащиты наряду с несинхронньыи помехами устраняет также перебраковку по сигналам, отраженные от валика усиления сварного ща, так как отражения от валика всегда находятся на разных временных интервалах по отношению к теневому сигналу и всегда приходят после от- ражения от дефекта при наличии последнего.

В первом такте измеритель 5 временного интервала запускается пергалм

1А69А40

эхосигналом от дефекта (помехи) и отключается теневым сигналом, формируя на выходе потенциал U, га, определенной амплитуды положительной полярности, где m - масштабный коэффициент измерителей 5 и 6 временньпс интервалов.

Во втором такте измеритель 6 временного интервала запускается теневым

1сигналом и отключается первым эхо- сигналом от дефекта (помехи), формируя на выходе потенциал U nV отрицательной полярности соответст- ;вуюцей амплитуды. Сформированные два

.потенциала сравниваются блоком 7 . сравнения, и при неравенстве их модулей на выходе блока 7 сравнения появляется сигнал, запускающий ждущий мультивибратор 8, импульс которого запрещает прохождение через блок 10 несовпадения всех импульсов, про|шедщих с второго канала приемно-усилительного тракта через линию 9 за держки.

5

5

же в обоих тактах пришли эхо- сигнады от дефекта, то при этом временные интервалы между эхо- и тене- вьм сигналами оказываются равньми, и ждущий мультивибратор 8 не запус- :кается, оставляя открытым блок 10 ненесовпадения для прохождения сигналов с второго канала приемного трак- |та на автоматический сигнализатор 11 дефектов, который сигнализирует о наличии дефекта.

В случае одновременного прозвуча- ния контролируемого изделия преобразователями 1, 2 теневые сигналы К, К/1 от них приходят в канал усипения одновременно, накладьшаясь один на другой. В этом случае сравнение двух интервалов di-K, и , и их дальнейшая обработка производится в каждом отдельном такте. В устройстве, реализующем способ, в этом случае достаточно иметь только один канал усилительного такта,

Таким образом, предлагаемый способ контроля обеспечивает высокую помехоустойчивость при больших скоростях контроля.

фи.1

а

dlSllKI

фие.2