Устройство ультразвукового контроля качества изделий Советский патент 1992 года по МПК G01N29/04 

1

(21)Ш6558/28

(22)05.04.90

(6)23.09.92. Бюд. Г 35

(71)Московский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского

(72)А.П.Захаров

(56)Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1981, с. 95-96.

Авторское свидетельство СССР Г 1 71119, кл. с 01 N 29/10, 1989.

( УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТ РОЛЛ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ

(57)Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля

и может быть использовано для ультразвукового контроля качества изделий. Целью изобретения является повышение чувствительности при контроле поверхностных и подповерхностных дефектов.

Устройство содержит последовательно соединенные усилитель 1, временной селектор 2, анализатор спектра 3, излучающую пьезопластину k с звукопроводящим демпфером 5, генератор 6, наклонные призмы 7 и 8 и дополнительные приемные пьезопластины 9 и 10 с демпферами. Сущность изобретения состоит в том, что в контролируемом изделии . с помощью данного устройства возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний поверхностной и надповерхностной волн излучающим преобразователем, принимают эти колебания, прошедшие через участок контролируемого мзде- лия, приемным преобразователем и анализируют суммарный спектр этих колебаний с опорными ультразвуковыми импульсами, представляющими собой продольные колебания, сформированные в излучающем преобразователе и принятые дополнительной приемной пьезопласти- ной. 1 ил.

СП

с

Изобретение относится к области неразруиающего контроля ультразвуковыми методами и может быть использовано при контроле качества изделий.

Известно устройство для ультразвукового контроля материалов изделий, состоящее из генератора зондирующих импульсов, преобразоват еля, синхрона затора, усилителя, системы временной регулировки чувствительности (ВРЧ), электронно-лучевого индикатора и автоматического сигнализатора дефектов (ЛСД).

Недостатком такого устройства является низкая чувствительность и выявление дефектов с низким коэффициентом отражения ультразвука из-за слабой отражательной способности таких дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ультразвуковое устройство, состоящее из генератора зондирующих импульсов, усилителя, временного селектора, анализатора спектра, преобразователя излучающего с пьезопластиХ|ON GJ Ю

XI

ной, подключенной к генератору зондирующих импульсов и соединенной со звукопроводящим демпфером и наклонной призмой, преобразователя приемно- го с пьезопластиной, подключенной к входу усилителя и соединенной со звукопроводящим демпфером и наклонной призмой.

Недостатком такого устройства яв- ляется то, что оно не позволяет с необходимой чувствительностью обнаруживать дефекты с низким коэффициентом отражения, расположенные на поверхности и под поверхностью и ориентире- ванные перпендикулярно поверхности.

Целью изобретения являе тся повышение чувствительности при контроле поверхностных и подповерхностных дефектов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для ультразвукового контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные усилитель, временной селектор и анализатор спектра, и излучающую пьезоплас- тину с звукопроводящим ремпфером, электрически соединенную с выходом генератора зондирующих импульсов, снабжено двумя наклонными призмами и двумя дополнительными приемными пье- зопластинами с демпферами, на одной из призм установлена одна приемная пьепопластина, а на другой излучающая пьезопластина с звукопроводящим демпфером, на котором со стороны,противоположной излучающей пьезопластине, установлена приемная пьезопластина, приемные пьезопластины электрически соединены с входом усилителя.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные усилитель 1, временной селектор 2, анализатор спектра 3, из- лучаюцую пьезопластину k с звукопроводящим демпфером 5, генератор 6, две наклонные призмы 7 и 8, и две дополнительных приемных пьезопластины 9 и 10 с демпферами. Приемная пьезо- пластима 9 расположена на призме 8, а приемная пьезопластина 10 расположена на звукопроводящем демпфере 5 со стороны, противоположной излучающей пьезопластине Ц. Приемные пьезопластины электрически соединены с выходом усилителя 1.

Устройство работает следующим образом.

Генератор зондирующих импульсов 6 вырабатывает импульс электрических колебаний, возбуждающий ультразвуковые колебания пьезопластиной Ц в наклонной призме 7 и звукопроводящем демпфере 5, которые принимаются приёмной пьезопластиной 10. В наклонной призме 7 ультразвуковые колебания трансформируются в поверхностные волны в изделии 11 которое акустически контактирует с наклонными призмами 7

и 8. Призма 8, трансформирует волны в изделии в волну в призме и подает ультразвуковой импульс на приемную пьезопластину 9. В приемных пьезо- пластинах 10 и 9 ультразвуковые им-8 пульсы преобразуются в электрические и поступают на усилитель 1 с задержкой, согласно соотношению

Ј

(ь + 1м)

CN Cf

tip

5 Q

О

3

сз

где f.

(2п - О

2f

верхняя частота спектра, сформированного в звукопро водящем демпфере, импульса на уровне 0,5 Гц нижняя частота спектра импульса, сформированного в звукопроводящем демпфере на. уровне 0,5 Гц} скорость распространения волны в изделии, м/сЈ скорость распространения ультразвука а наклонных призмах преобразователей, м/с ,

скорость ультразвука в звукопроводящем демпфере, м/с| путь волны в изделии, м$ путь волны в наклонных приз мах преобразователей, м путь волны в звукопроводящем демпфере, 1,2,3...

Преобразован ые электрические импульсы усиливаются усилителем 1 и селектируются временным селектором 2 от других мешающих сигналов. Отселекти- рованные импульсы поступают на анализатор спектра 3 для анализа суммарного спектра и измерения величины частотного минимума.

Таким образом, задержка по времени относительно импульсов, прошедших в изделии, позволяет получить в суммарном спектре этих анализируемых имf-7 Сц

ftp

V

ln Чn

51763971

пульсов один или более частотный ин- тенЛеренционный минимум на ряде частот , лежащих в полосе пропускания преобразователей. По положению этих частотных минимумов определяют качество изделия.

Формула изобретения

Устройство ультразвукового контроля качества изделий, содержащее последовательно соединенные усилитель, временной селектор, анализатор спектра и излучающую пьезопластину с звукопроводящим демпфером, электрически соединенную с выходом генератора зон0

5

дирующих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле поверхностных и подповерхностных дефектов, оно снабжено двумя наклонными призмами и двумя дополнительными приемными пьезопластинами с демпферами, на одной из призм установлена одна приемная пьезопластина, а на другой излучающая пьезопластина с звукопроводящим демпфером, на котором со стороны, противоположной излучающей пье- зопластине, установлена вторая приемная пьезопластина, приемные пьезо- пластины электрически соединены с входом усилителя.