Способ ультразвукового контроля Советский патент 1976 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано для повышения помехоустойчивости дефектоскопов при определении характера дефектов. Известен способ ультразвукового контроля изделий с использованием пьезопреобразователя с концентрическими зонами для излучения и приема. Недостатком известного способа является высокий уровень акустических помех, создаваемых боковыми лепестками диаграммы направленности пьезопреобразователя как при излучении, так и при приеме ультра звуковых сигналов. Целью изобретения является уменьшение акустических помех. Постав/генная цель достигается тем, что в процессе излучения периодически изменяют угловое положение DOKOBE IX лепестков диаграммь направленности пьезопреобразователя путем коммутации периферийных зон пье::1ОП 1ео6разователу; Б пределах каждого кзлучаемото и v fryл6ca и в процессе приема усредняют npHiWTbie сигналы. В основе управляемого подавления боколепестков пьезопреобразователя лежит енение во времени размера апертуры зопреобразователя в небольших пределах. Диаграмма направленности преобразовая с изменяющейся во времени апертурой ет быть записана в виде: .Q,t)i U),, tH) f л t I Ш,1) - диаграмма направленности преобразователя; Q - угол раскрытия диаграммы направленности; Т - период модуляции размера апертуры; ((:)- размер апертуры; р(,)- амплитудное распределение по апертуре; f - частота сигнала; с - скорость звука. Изменяют во времени размер апертуры им образом, чтобы в период - -j--«-t 0 излучала вся апертура преобразователя, а в период О t : -у часть апертуры по краям преобразователя была отключена. Для этого случая вьфажение (1) за пер од Т будет иметь вид TW 4-iTC bp -l siT,Qldx- -ip t л sinQTdx (2.) лЬ - отключенная часть апертуры. При интегрировании 2)|для случая равномерного распределения амплитуды по поверх ности преобразователя получается выражени е+й. 1г . , е-Е, 1г SinL-ir Q)J-cosL г Л 5тпО| тс г Т из которого видно, что диаграмма направленности в среднем значении приобретает множитель. M cosL - Si-nQnl который определит дополнительный минимум В диаграмме направленности. Варьируя глубиной изменения во времени размера апертуры д€ С-б , можно изменять расположе ние зоны минимизации лепестков в диаграм ме направленности преобразователя, а изменяя закон модуляции апертуры, можно из менять ширину зоны подавления боковых лепестков. Поскольку .обычно Д° « то наличие зоны управляемого подавления незначительно влияет на основной лепесток диаграммы направленности. На фиг. 1 показано устройство для реализации предложенного способа для плоскопараллельного дискового преобразователя; на фиг. 2 и 3 - диаграммы направленности преобразователя с апертурой 6 50 Я при зоне подавления, направленной под различными углами. (5) На фиг. 1 изображен плоскопаралнельный Дисковый преобразователь 1 с заземленным электродом 2. Электрод с противоположной поверхности преобразователя разбит на центральный: электрод 3 и несколько (например, три) кольцевых электрода 4-6,расположенных по периферии преобразователя. Электроды подключены к коммутатору 7, который осуществляет переключение периферийных колец в соответствии с заданным законом. При приеме выход коммутатора 7 соединен со сглаживающим фильтром 8, усредняющим во времени принятые сигналы за период модуляции апертуры. Подавление боковых лепестков в заданном направлении осуществляется следующим образом. - На преобразователь 1 подают электрический зондирующий импульс. Коммутатор 7 периодически, в соответствии с заданным законом, подключает электроды 4-6 к центральному электроду 3. При этом боковые лепестки диаграммы направленности меняют во времени свое угловое положение В процессе приема сигналы складываются с учетом их фазы и усредняются во времени. В тех участках, где принятые сигналы находятся в противофазе, происходит полное подавление боковых лепестков. Показанные на фиг. 2 и 3 уровни боковых лепестков до подавления (пунктирная линия), после подавления под угломб (фиг, 2)и под углом 9,5 (фиг. 3) свидетельствуют об эффактивности предложенного способа. Уровень подавления достигает 20-25 дб. Формула изобретения Способ ультразвукового контроля с использованием пьезопреобразоваа-еля с концентрическими зонами для излучения и приема, отличаю щ и и с я тем, что, с целью уменыпення акустических помех, в цроцессе излучения периодически изменяют угловое положение боковых лепестков диаграмм направленности преобразователя путем коммутации периферийных зон преобразователя в пределах ка)кдого излучаемого импульса и в процессе приеь:а усредняют принятые сигналы.

Фиг. f

7

о .