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

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов.

Цель изобретения - повьпмение точности контроля.

На чертеже изображена схема контроля и сигналы, поясняющие реализацию способа контроля.

Для реализации способа используют наклонный ультразвуковой преобразователь 1, дефектоскоп 2 с выделением доплеровслого спектра, узкополосные фильтры 3 и 4.

Сущность изобретения заключается в том, что при излучении ультразвуковым преобразователем 1, движущимся

относительно контролируемого изделия 5, непрерывных колебаний, принимают сигнал, отраженный от дефекта 6, который содержит спектральные составляющие, с частотами, соответственно определяемыми скоростью движения каждого элементарного ультразвукового луча, лежап1его внутри диаграммы направленности ультразвукового преобразователя 1 .

Из -чертежа видно, что скорость относительного движения элементарных ультразвуковых лучей, лежащих внутри диаграммы направленности ультразвукового преобразователя, зависит от угла наклона элементарного луча.

Вследствие имеющейся зависимости между частотным спектром и угловым распределением интенсивности акустического поля

D; где F

2f,

sin Ы.

о ;

D;

V с

доплеровский сдвиг частоты сигнала;

частота излучаемых колебаний;

скорость сканирования; скорость распространения упругих колебаний в контролируемом изделии; ci - угол озвучивания элементарного участка дефекта, разделение частотного спектра эхосигнала на две узкие частотные полосы эквивалентно расщеплению диаграммы направленности преобразователя на два узких квазилуча, расположенные под углами t об, „ нормали (на чертеже квазилучи заштрихованы). В процессе сканирования эти квазилучи последовательн озвучивают отражатель дефект|, расположенный внутри контролируемого изделия . При этом моменты нахождения отдельно каждого квазилуча в одной и той же отражающей зоне дефекта смещают ся во времени тем больше, чем больш глубина расположения отражателя и тем пшре результирующая диаграмма направленности преобразователя.

Учитывая описанное, а также исхо- дя из геометрических соображений, моно определить глубину h залегания дефекта по временным сдвигам it ц и t между моментами возникновения и исчезновения сигналов на выходах узкополосных фильтров, на входы которых поступает отраженный от дефекта сигнал.

Способ ультразвукового контроля осу1чествляется следуюпц м образом.

При Перемещении преобразователя 1 по поверхности контролируемого изделия 5 со скоростью сканирования V в нем возбуждают непрерывные упругие колебания С заданной частотой fg, В случае наличия в изделии де- факта он последовательно озвучивается под текущим углом oi в пределах основного лепестка диаграммы направленности преобразователя J ot (ог.0 + Ч-р) до (oio -М р ). При этом наклонный преобразователь 1 принимает отраженные от дефекта сигналы. В дефектоскопе 2 происходит усилени

10

15

25 ЗО

принятых сигналов и выделение доп- леровского спектра частот. С помощью фильтров 3 и 4 с центральными частотами If cf и f q)2 имеющих полосы пропускания ЛР. и &Р, значительно меньшие, чем ширина спектра допле- ровских частот, осуществляют выделение отдельных спектральных составляющих сигнала. Сигналы 7 и 8 выходов узкополосных фильтров 3 и 4 регистрируются с помощью регистраторов (не показан). Далее измеряют временные сигналы & t: и t между моментами возникновения и исчезновения этих сигналов, а глубину h залегания дефектов определяют по формуле

V

2

ц V ,utH utiCv

- о (ГГ ГГ)

W,

W,

где V - скорость взаимного перемещения приемо-излучающей ультразвуковой системы и контролируемого изделия;

- коэффициенты, определяемые

частотными параметрами уяко- полосньгх фипьтров

7у „

Н )4

W,

- | JX-i-4.gi

Применение предлагаемого способа при скоростном контроле рельсов с помощью ультразвуковых вагонов-дефектоскопов позволит повысить информативность, точность выявления и распознавания опасных дефектов в эксплуатируемых железнодорожных рельсах.

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что при взаимном перемещении наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с за- данной частотой, принимают отраженные от дефекта сигналы, регистрируют доплеровский спектр частот эхо-сигнала, по которому судят о наличии и глубине залегания дефекта, отличающийся тем, что, с.целью повьппения точности контроля, с помощью узкополосных фильтров с центральными частотами F и F, соответствующим разным частотным участкам доплеровского спектра, и полосами пропускания ЛР, и Д F, выделяют два сигнала и измеряют временные сдви

it между моментами

возникисчезновения зтих сигналов, залегания дефекта опреформуле

W, и

W- - коэффициенты, определяемые частотными параметрами узкополосных фильтров, л Fj),

при этом

W

л

IF - (, ± uF,)

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов. Цель изобретения - повышение точности контроля. При взаимном перемещении наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с заданной частотой, принимают отраженные от дефекта сигналы, с помощью узкополосных фильтров выделяют два сигнала и измеряют временные сдвиги между моментами возникновения и исчезновения этих сигналов. Исходя из известности значений этих временных сдвигов, а также скорости взаимного перемещения наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия и частотных характеристик узкополосных фильтров определяют глубину залегания дефекта. 1 ил.

h - 1(

2 W

- ,)

Wi

h - глубина залегания дефекта;

V - скорость взаимного перемещения наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия;

л|р; - (F, ± &FJ/

гД«Рм 2Г,

где fg - частота излучения;

с - скорость распространения упругих колебаний в материале изделия.

иФГ

vz