Раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии Советский патент 1976 года по МПК G01N29/04 

(54) РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ ИСКАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Изобретение огносигся к ультразвуковой дефекгоскопии и можег быгь использовано для измерения глубины грещин в материале изделия.

Известны ультразвуковые искатели, ра- бргающие по совмещенной схеме включения, состоящие из корпуса, призмы, и пьезоэл менга, расположенного под углом к основанию корпуса 1. Однако эти искатели обеспечивают очень малую точность измерения размеров дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению являерся раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии, предназначе рый для выявления вертикально-ориентированных дефектов, содержащий корпус и ра&мещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко связанные между собой, установленные с возможностью синхронного перемещения вдоль поверхности контролируемого изделия и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса Г2.

Величину дефекта этим искателем определяют по разности времени распространения импульса ультразвуковых колебаний до дефекта в крайних положениях искателя. Так как эта разность изменяется на незначител ную величину при достаточно большом увеличении размера дефекта, искатель обладает незначительной точностью измерения,

Цель изобретения - повышение точносги измерения глубины трещин.

Зто достигается тем, что в предлагаемом излучателе излучающий пьезоэлемент вьшол нен сферическим, а приемный - в виде прямоугольника с одной стороной в плоскости падения ультразвуковых колебаний, равной

2 У-12-сС51Т1(90°|%,)

iji OS(

6

где

- толщина контролируемого изделия; оС - угол ввода ультразвуковых колебаний;Р - угол наклона излучающего пьезоэлемента к основанию корпуса; - угол наклона приемного пьезоэлеменга к основанию корпуса, и другой стороной, равной диамегру излучающего пьезоэлемента. Угол наклона приемного пьеаоэлеменга больше угла наклона излучающего пьезоэлеменга на 3-8°, а расстояние L между пьезоэлеменгами равно U 2.Si,cLНа чертеже изображен искатель для ульт развуковой дефектоскопии, общий вид. Искатель содержит корпус 1, покрытый звукоизоляционным материалом 2, сферичеокий излучающий пьезоэлемент 3, прикреплен ный к призме 4 излучающего пьезоэлемента приемный пьезоэлемент 5, выполненный в виде прямоугольника со стороной 6 в плоскости падения ультразвуковых колебаний, равнойz J-tg-e &i-n(9o-p,) 6 coscp,-,,,) и другой стороной, равной диаметру сферического излучающего пьезоэлемента 3 и при клеенной к призме 6 приемного пьезоэлемента 5. Призма 4 излучающего пьезоэлемента и призма 6 приемного пьезоэлемента могут быть выполнены из оргстекла, при этом призма 6 вьшолнена с углом, больщим угла призмы 4 на 3-8°, Между призмами 4 и 6 находится звукоизоляционная перегородка 7, Подключение искателя к ультразвуковому дефектоскопу осуществляется через высокочастотные разъ мы 8 и 9. Искатель работает следующим образом. Сферический пьезоэлемент 3 излучает в контролируемое изделие 10 через призму .4 и прослойку контактной жидкости сфокусированный пучок ультразвуковых колебаний, который, отразивщись от трещины 11 и поверхности контролируемого изделия 10, принимается приемным пьезоэлементом 5. При этом при перемещении искателя перпендикулярно трещине время t распространения ультразвука в призме 6 связано с глубиной трещины Ъ (с учетом геометрической акуотики) соотношением; Р / / 2 С,С.,С04()л/1 Ч-)с коэффициент пропорциональности, - ско рость распространения ультразвука в контролируемом изделии С - скорость распространения ультразвука в призме 4, С - ск рость распространения ультразвука в приэме 6. Таким образом, определив время расространения ультразвука в призме 6 и зная , оэффициент пропорциональности, может быть змерена глубина трещины. В связи с увеличением разности времени аспространения ультразвуковых колебаний т излучателя к приемнику и получением фокусированного пучка данный искатель о&адает больщей точностью измерения глубиы трещины. Выполнение излучающего пьезоэлемента сферическим, а приемного - прямоугольным со сторонами Ь и 2а и расположение его под углом, больщим, чем излучающий пьезоэлемент, на 3-8° на расстоянии I 2 fcgгo(, позволяет получить излучающий пучок уяы развуковых колебаний сфокусированным и увеличить величину разности времени распространения ультразвуковых колебаний мель ду крайними положениями искателя за счет увеличения пути в призме приемного пьезоэлемента. Испытания предлагаемого искателя показали, что точность измерения может достигать 0,2-0,5 мм. зобретени Формула Раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии, содержащий корпус и размещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко связаЕн ные между собой, установленные с возможностью синхронного перемещения вдоль пс верхности контролируемого изделия и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьпцения точности измерения, излучающий пьезоэлемент выполнен сферическим, а приемньй - в виде прямоугольника с одной стороной 5 в плоскости падения ультразвуковых колебаний, равной 2d -fcg-oi.sin(90°-p J Cos(p.-p) -толщина контролируемого изделия -угол ввода ультразвуковых кол&баний;-угол наклона излучающего пьеаоэлемента к основанию корпуса; рз, угол наклона приемного пьезоэлв мента к основанию корпуса, и другой стороной, равной диаметру излучающего пьезоэлемента, угол наклона приемцо го пьезоэлемента больще угла наклона изду

чающего пьезоэлеменга на 3-8 , а рассгояние Ь между пьезоэлементами равно L 2d -tg-oL.

Источники информации, принятые во вн мание при экспертизе:

1,ГурБИЧ А, К„ Ермолов И, Н. Ульт развуковой контроль сварочных щвов Техника Киев, 1972 г. стр. 286-295.

2.Ж. Дефектоскопия, № 5, 1974 г., стр. 25.