Способ дефектоскопии изделий акустическим методом Советский патент 1979 года по МПК G01N29/04 

(54) СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ АКУСТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ резонансное возбуждение толщинных колебаний в объекте контроля будет невозможным. И, наконец, при контроле качества связи тонкого слоя с упругим основанием с помощью известного способа необходимо, чтобы акустическое сопротивление слоя было близко или же меньше акустического сопротивления основания. Цель изобретения - определение дефектов в неоднородных многослойных изделиях. Для этого по предлагаемому способу возбуждают изгибные колебания, принимают их с помощью приемника, расположенного в зоне дефекта, снимают ампли тудно-частотную характеристику издели в диапазоне частот, определяемом мини мально и максимально возможными размерами дефекта, а по отклонению ампли тудного интегрального параметра харак теристики от эталонного значения судят о дефектности изделия. На чертеже изображена структурная схема устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого спосо ба. Устройство содержит электродинамический вибратор 1, питаемый звуковым генератором 2, приемник 3, широкополосный усилитель 4 и самописец 5. Способ осуществляется следующим образом. В контролируемом объекте с помощью излучателя непрерывно возбуждают изги ные колебания путем сканирования частоты возбуждающего сигнала в заданном частотном диапазоне, определяемом минимальным и максимальным размерами дефекта, подлежащего определению, при постоянном значении возбуждающего сиг нала. Производят прием изгибных колебаний с помощью приемника, расположен кого в зоне возможного дефекта; определяют амплитудно-частотную характеристику объекта контроля в данном частотном диапазоне и по интегральному параметру амплитудно-частотной характеристики посредством сравнения с эталонным значением судят о наличии дефекта. При наличии прочного контакта сло (или системы слоев) с основанием коле бания определенной частоты, возбужда емые в слое, демпфируются основанием При образовании дефекта связи слоя с основанием наблюдается резонансное возбуждение области слоя, находящейс под расслоением, на собственных част тах иэгибных колебаний, т.е. в данно области слоя образуются интенсивные изгибные колебания, характеристики которых определяются в основном размерами и формой дефекта, толщиной слоя, физическими характеристиками материала слоя и основания, которое, в свою очередь, определяет граничные условия изгибно колеблющейся области слоя над дефектом. При изменении час оты возбуждения участок слоя, расоложенный над дефектом, возбуждается как на основании, так и на последующих изгибных модах. Вследствие же того, что, реальный объект обычно имеет ложную структуру (многослойность,наичие арматуры, неоднократность по толщине и по простиранию), а также вследствие того, что дефект может иметь различную форму, амплитудночастотная характеристика объекта в диапазоне возможных изгибных колебаний участка нгщ расслоением имеет сложный характер в виде непрерывной фигуры, состоящей из значительного числа резонансных пиков различной амплитуды. Причем форма кривой амплитудно-частотной характеристики объекта изменяется при переходе от точки к точке вдоль трассы контроля. Это не позволяет судить о наличии дефекта только по характеру измерения амплитуды и частоты резонансов объекта. Величина, пропорциональная интегралу от амлитуды изгибных колебаний слоя по частоте в заданном диапазоне частот амплитудно-частотной характеристики, является стабильным параметром, малоизменяющимся при передвижении Ъдоль объекта. В то же время наличие отслоения приводит к увеличению данного параметра от трех и более раз в зависимости от площади дефекта. Это объясняется тем, что при наличии дефекта интенсивно возбуждаются несколько изгибных мод участка слоя над дефектом, которые из-за низкой добротности системы вносят амплитудный вклад во всем частотном диапазоне измерения. Вследствии суммирования амплитуд колебаний внутри целевого диапазона частот становится безразличен вопрос о форме дефекта. Необходимо лишь, чтобы резонансные частоты изгибных мод попадали в данный диапазон измерения. Причем из-за большого различия в величине интегрального параметра амплитудно-частотной характеристики объекта в случаях отсутствия и наличия дефекта, как показал эксперимент, на результат изменений мало влияет неоднородность объекта по простиранию и по толщине, нестабильность контакта с объектом как излучателя, так и приемников колебаний. В связи с тем, что измеряется интегральный параметр, а не отдельная характеристика физической величины предлагаемый способ позволяет контролировать объекты со сложной структурой слоя, а также объекты с криволинейной поверхностью слоя, как, например, тюбинговую крепь в шахтном строительстве. Частотный диапазон, в котором производятся измерения, выбирают из условия попадания в него хотя бы трех изгибных мод участков слоя над дефектом с минимальным и максимальным характеристическими размерами, задаваемыми, исходя из технологических требований контроля. Выбрать рабочий диапазон можно теоретически рассчитывая резонансные частоты изги ных колебаний круглой пластины с раз мерами, соответствующими минимальному и максимальному размерам дефекта или же экспериментально с помощью моделирования. При производстве контроля измерительная система перемещается вдоль объекта с шагом измерения, равным характеристическому размеру минималь ного отслоения. Наличие нарушения связности слоя с основанием определяется путем сравнения величины площади под кривой амплитудно-частотной характеристики с эталонной, полученной для бездефектного объекта. Формула изобретения Способ дефектоскопии изделий акус тическим методом, заключающийся в том, что в изделии возбуждают с помощью излучателя непрерывные упругие колебания и в заданном диапазоне частот изменяют частоту этих колебаний, отличающийся тем, что, с целью определения дефектов в неоднородных многослойных изделиях, возбуждают изгибные колебания, принимают их с помощью приемника, расположенного в зоне дефекта, снимают амплитудно-частотную характеристику изделия в диапазоне частот, определяемом минимально и максимально возможными размерами дефекта, а по отклонению амплитудного интегрального параметра характеристики от эталонного значения судят о дефектности изделия . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 104129, кл. G 01 N 29/04, 1954. 2.Авторское свидетельство СССР № 105224, кл. G 01 N 23/04, 1954.

/

V

о

о

во в о о

о о

/

00 6 о о о

о «000

о о о 00

« о о о ооо о о о о