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

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю объектов и может быть использовано для контроля многослойных изделий, а также в медицинской диагностике

Целью изобретения является повышение точности и информативности контроля

На фиг„1 представлена акустическая схема, поясняющая сущность способа ультразвукового контроля многослойных изделий; на фиг.2 - упрощенная блок-схема, поясняющая реализацию способа

В блок-схему входят приемно-пе- редающий широкополосный фокусирующий пьезопреобразователь 1 (демпфер не показан), соосно связанный с ним механически приемно-передающий нефо. кусирующий широкополосный пьезопреобразователь 2 (демпфер не показан),кон- тактная среда 3,помещенная в кювету 4, первый 5 и второй 6 слои многослойного изделия (остальные п слоев не показаны), координатное устройство 7, коммутатор 8, усилители 9 и 10, импульсный генератор 11, контрольно- измерительный осциллограф 12.

Сущность способа заключается в том, что использование двух типов преобразователей - сфокусированного и прямого, позволяет независимо измерять толщину контролируемого слоя и скорость ультразвуковых колебаний в нем.

Способ осуществляют следующим образом

Импульсным генератором 11 через коммутатор 8 последовательно возбуждают сфокусированный и несфокусированный пьеэопреобразователи 1 и 2, установленные соосно..Ультразвуковые колебания распространяются в направлении многослойного изделия через слой контактной жидкости 3, которой

заполнена кювета ч, ycfaнoвлeннaя на исследуемый слой 5„ Перемещением фокусирующего преобразователя 1 в координатном устройстве 7 добиваются совпадения фокуса с задней границей ис- следуемого слоя 5 (граница слой 5 - слой 6) по максимальной амплитуде эхосигнапа„ Перемеще1шем обоих преобразователей добиваются параллельности излучающей поверхности несфокусированного преобразователя с передней границей исследуемого слоя 5 по максимальной амплитуде эхосигнала, принимаемого несфокусированным преобразователем

По эхограммам на осциллографе 12 измеряют время L,прохождения сфокусированной волной импульсного сигнала расстояния 1срис первом исследуемом слое 5 и время С прохождения несфокусированной волной импульсного сигнала расстояния 1

в первом

исследуемом слое 5 (фиг.1)„ При из- вестлых значениях скорости ультразвука с 1, в контактной среде 3 и угла 0 падения сфокусированной волны импул7,сн(ЭГ о сигнала на границу перехода контактная среда 3 - первый исследуемый слой 5 определяют величину скорости ультразвука с в первом исследуемом слое 5 многослойного изде ЛИН и толшлну 1 ,(. riepBoro исследуемого слоя 5

/ н«с sin (arccos тс

-1И4, V фИС

(1)

/ ИИС

(arccos-X)

Серпе

(2)

Для определение последующих тол- псин 1 ,|.j п-х слоев исследуемой многослойной структуры и скорости ультра- Явука с y.f, В НИХ используют выраже- ния (1) и (2), Причем, для п-го слоя при последовательном определении толщины слоя и скорости ультразвука в нем, вместо значения с используют предварительно определенное значение с не (), а вместо значения б - от- нор1ение arccos ( - фис )

275764

Таким образом, при известных значениях скорости ультразвука в контактной среде и угла падения б сфокусированной ультразвуковой волны импульсного сигнала при переходе ее через границу контактная среда - первый исследуемый слой или исследованный слой - исследуемый слой при последующих измерениях, а также при из10

5

0

5

0

5

Q

5

0

мне fV(C.

ражению (1) определяют скорость ультразвука в исследуемом слое, а по выражению (2) - толщину исследуемого слоя По описанной методике измерения возможно определение в исследуемом слое глубины залегания дефекта или инородного тела о

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля многослойных изделий, заключаюп ийся во.введении через контактную среду в контролируемый объект сфокусированным преобразователем акустических импульсов, приеме этим же преобразователем зхоимпульсов, отраженных от границы между слоями с различными акустическими сопротивлениями, и их анализе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности контроля за счет обеспечения возможности независимого измерения скорости акустических колебаний в отдельных слоях изделия и толпр н его слоев, в контролируемое изделие дополнительно вводят акустические импульсы несфокусированным преобразователем, перемещением преобразователей относительно изделия фиксируют максимальные значения амплитуд эхо- импульсов, принимаемых сфокусированным и несфокусированным преобразователями от задней поверхности исследуемого слоя, измеряют время ( и прохождения исследуемого слоя импульсами, излучаемыми сфокусированным и несфокусированным преобразователями, . а скорость акустических колебаний в исследуемом слое определяют из вьфажения

с КС . , НИС ч

°

где

- скорость ультразвука, соответственно в исследуемом слое и контактной среде;

- угол падения сфокусированной волны импульсных сигналов на переднюю поверхность исследуемого слоя,

1527576

а толщину iyg исследуемого слоя определяют из вьфажения

с с к с кис

2sin6

sin (arccos

CfHC

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля многослойных изделий, а также в медицинской диагностике. Цель изобретения - повышение точности и информативности контроля за счет обеспечения возможности независимого измерения скорости акустических колебаний в отдельных слоях изделия и толщин его слоев. В исследуемый слой через иммерсионную среду вводят сфокусированную и несфокусированную акустические волны и фиксируют максимальные значения амплитуд эхоимпульсов сфокусированной волны от задней поверхности исследуемого слоя, а несфокусированной волны от его передней поверхности. Измеряют время τ_фис и τ_нис прохождения в исследуемом слое соответственно сфокусированной и несфокусированной акустических волн. Толщину слоя и скорость ультразвука определяют по расчетным формулам. 2 ил.

ЦЗиг.1

11г.2

Составитель С.Арбузов Редактор А.Шандор Техред А.КравчукКорректор О.Кравцова

Здказ 7506/50

Тираж 789

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное