Способ ультразвукового контроля изделий Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет повышения точности установки интервалов времени, в течение которых осуществляют регистрацию эхосигналов.

На фиг.1 представлена схема ввода УЗ-колебаний в изделие; на фиг.2 - временные диаграммы периодического излучения импульсов УЗ-колебаний и интервалов времени, в течение которых осуществляется регистрация эхосигналов.

Способ УЗ-контроля из Jeлий заключается в следующем.

Над поверхностью изделия устанавливают прямой и наклонный пьезоэлектрические преобразователи так, что их акустические центры лежат на одном уровне h над изделием. Ориентируют акустическую ось прямого преобразователя перпендикулярно поверхности изделия, а акустическую ось наклонного преобразователя ориенти/

II

руют под углом - сч: к поверхности изделия и совмещают точки ввода преобразователей на поиерхности из ;о

о

О5

ю

со

3U

делия. Излучают импульсы продольных УЗ-колебаний прямым преобразователем и вводят их в изделие через промежуточную среду. Принимают пря- мым преобразователем отраженные изделием эхосигналы, усиливают их и регистрируют в интервале времени, начало которого и конец отстоят от момента излучения импульса прямым

преобразователем на время Т( и Т j соответственно.Значения Т иTj определяют из выражений:

3

2с„ + 2t

где t S

время прохождения импульсами продольных колебаний расстояния в промежуточной среде между прямым пре образователем и поверхностью ввода колебаний в изделие;

время прохождения импульсами продольных колебаний расстояния в изделии между поверхностью ввода колебаний в изделие и его донной поверхностью. Излучают импульсы продольных УЗ- колебаний наклонным преобразователем и вводят их в изделие через промежуточную среду в виде полученных в результате трансформации на границу раздела промежуточная среда - материал из делия поперечных колебаний под углом ft . Излучение импульсов наклонным преобразователем осуществляют с задержкой Т, относительно момента излучения импульсов прямым преобразователем. Значение Т выбирают удовлетворяющим условию

Т„ 2г„ + 2t

Принимают наклонным преобразователем отраженные изделием-эхосигналы, усиливают их и регистрируют в интервале времени, начало которого и конец отстоят от момента излучения импульса наклонным преобразователем на время Т

ственно

ют из выражений:

Значение Т и

и Т, соответТ определя 2to. 2t cosot ---. COS06 с g- cosp

где Сл - скорость распространения

поперечных колебаний в материале изделия; С - скорость распространения

продольных колебаний в материале изделия.

Измеряют параметры зарегистрированных эхосигналов и по ним определяют качество изделия.

0

5

5

0

0

5

0

5

0

5

Способ УЗ-контроля изделий реализуется следующим образом.

Устанавливают над поверхностью . изделия 1 прямой УЗ-преобразователь 2 на высоте h относительно поверхности ввода изделия 1 и ориентируют его ось перпендикулярно к этой поверхности. Сбоку от него устанавливают наклонный преобразователь 3 так, чтобы его акустический центр также находился на расстоянии h от поверхности ввода изделия 1 и отстоял от акустического центра прямого преобразователя 2 на расстоянии г h-tgoi, где oi - угол падения для наклонного преобразователя 3. Задают импульсы синхронизации (диаграмма а, фиг.2) и в момент времени, сов- с импульсами синхронизации, возбуждают прямой преобразователь 2 (диаграмма б, фиг.2). Импульс продольных УЗ-колебаний проходит через промежуточную среду 4, например воду, и вводится в изделие 1. Часть УЗ-энергии отражается от поверхности ввода и донной поверхности изделия 1, принимается преобразователем

2и усиливается (диаграмма в,фиг.2). Эхосигнал от поверхности ввода приходит через время. 2tp,a эхосигнал от донной поверхности - через время

2tp + 2t, относительно синхронизирующих импульсов. В случае наличия горизонтального дефекта 5 изделия зхосигнал от него приходите в интервале времени от 2tp до 2Сд + 2t,. Через время Т 2tg + 2t относительно синхронизирующих импульсов возбуждают наклонный преобразователь

3(диаграмма г, фиг.2). Излученные преобразователем 3 продольные УЗ-ко- лебания подаются на поверхность ввода изделия 1 и трансформируются на ней в поперечные УЗ-колебания,распространяющиеся в изделии 1 под углом (Ь . При достаточно чистых поверхностях изделия 1 эхосигналы от них практически отсутствуют и преобразователь 3 принимает только эхосигналы, отраженные наклонным дефектом 6 изделия 1 (диаграмма д,фиг.2). Формируют строб-иьтульс для преобразователя 2, начало которого отстоит на время Т, 2t от синхронизиру- ющего импульса, а конце - на время Т. 2to + 2t,, т.е. его длительность равна 2t (диаграмма е, фиг.2). Формируют строб-импульс для преобразователя 2, начало которого отстоит

на время Т Т. + ---. от синхро- 4о coseL

низирующего импульса, а конец - на .ре, Т, Ч, i|i 2tl-C.tJ

Т.е. его длительность равна

2t,- Ct

(диаграмма ж, фиг.2). Для

Cj.cosfb

металлов длительность второго строб- импульса может.быть определена из

выражения . В каждом строб-

С08|5

импульсе формируют необходимую характеристику временной регулировки усиления (диаграмма з, фиг.2), выравнивающую чувствительность по глу- бине. В обоих строб-импульсах регистрируют эхосигналы и определяют по ним наличие дефектов 5 и 6 в изделии 1.

Способ УЗ-контроля изделий позво- ляет одновременно выявить разноориен тированные дефекты и осуществить точную установку строб-и тульса для наклонного преобразов-ателя, поз воляя более полно использовать присущее

ему свойство - проводить контроль с высокой чувствительностью без мертвой зоны.

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля изделий, заключаю1цийся в установке над поверхностью изделия двух пьезоэлектрических преобразователей с об- щей точкой ввода, излучении пьезоэлектрическими преобразователями импульсов продольных ультразвуковых колебаний через промежуточную среду в изделие с задержкой один относи- тельно другого так, что от одного из преобразователей в изделие вводятся поперечные колебания под углом jj , принимают преобразователями

g

5

0

5

0

отраженные изделием эхосигналы,усиливают принятые эхосигналы, регистрируют эхосигналы в заданных для каждого из преобразователей интервалах времени, измеряют параметры зарегистрированных эхосигналов и по ним определяют качество изделия, отличающийся тем, что,с целью повышения достоверности контроля, один из преобразователей устанавливают так, что в изделие вводятся продольные колебания под прямым углом, преобразователи устанавливают так, что их акустические центры лежат на одном уровне над изделием, а время Тд задержки излучения импульсов наклонного преобразователя относительно импульсов прямого, время Т( и Tj начала регистрации зхосигна- лов для прямого и наклонного преобразователей относительно моментов излучения ими импульсов и время Tj и Т окончания регистрации зхоимпуль- сов для прямого и наклонного преобразователей относительно моментов излучения ими импульсов определяют из выражений:

TO

2t,

2t,;

2t

о

Т, 2to + 2t,;

TI 2to/cosc.i.; т 2to 2t

COSOi CfCOSp

де t - время прохождения импульсами продольных колебаний расстояния в промежуточной среде между прямым преобразователем и поверхностью ввода изделия;

t - время прохождения импульсами продольных колебаний расстояния в изделии между поверхностью ввода и ДОН7 ной поверхностью; ci - угол падения колебаний наклонного преобразователя на поверхность ввода изделия;

С. - скорость распространения

поперечных колебаний в материале изделия;

С - скорость распространения

продольных колебаний в материале изделия. т

Фи1.7

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет более точной установки строб-импульса, в котором производится регистрация эхо-сигналов, для наклонного преобразователя по результатам прозвучивания изделия прямым преобразователем. Над поверхностью изделия устанавливают прямой и наклонный преобразователи на одном уровне и совмещают их точки ввода. Излучают прямым преобразователем импульс продольных колебаний и принимают эхо-сигналы от поверхности ввода и донной поверхности изделия. Формируют между этими эхо-сигналами строб-импульс. Через время, большее времени прихода эхо-сигнала от донной поверхности изделия, возбуждают наклонный преобразователь. Формируют путем пересчета по скорости поперечных колебаний, возбуждаемых в изделии наклонным преобразователем, по аналогии с основным дополнительный строб-импульс. Регистрируют принятые преобразователями эхо-сигналы в строб-импульсах и по их параметрам определяют наличие и характеристики дефектов изделия. 2 ил.

JL

Иимли.

jt

Гц

«Pw. /

Составитель В.Гондаревский Редактор А.Андрушенко Техред М.ХоданичКорректор М.Самборская

Заказ 3750/53

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.

Подписное