Способ ультразвуковой дефектоскопии материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использовано при соз- Дании ультразвуковых приборов и установок контроля материалов и .изделий металлургической, машиностроительной, ави ационной и других отраслей промышленности. Известен способ ультразвуковой дефек тоскопии, заключающийся в излучении ультразвуковых колебаний в материал, приеме и усилении отраженных сигналов, саденке размеров дефектов. По данному способу амплитудная селекция полезных сишалов от помех осуществляется за сче ограничения (отсечки) сигналов по минимуму на выбранном уровне, обеспечивающем приемлемую для практики неразрушающего контроля данных изделий частоту перебраковки l. Недостатком . данного способа явля«ется искажение соотношений амплитуд полезных cигнaлQB при введении - отсечки, что приводит к неправильной количест венной оценке размеров дефектов, которая обычно производится сравнением амплитуд эхо-сигналов от обнаруженного дефекта с амплитудой от контрольного отражателя или от донной поверхности контролируемого изделия. Потому, если необходимо оценить размеры обнаруженного дефекта, то, поскольку контроль, как правило, ведется с отсечкой шума - приходится сначала полностью вывести отсечку, и после этого, на фоне шумовых помех, измерять и сравнивать амплитуды принятьк эхо-сигналов. Кроме того, уровень амплитудной селекции (отсечки) полезньсс сигналов от шумов устанавливается оператором вручную на основании его субъективной оценки наблюдаемого уровня шумов. Известен также способ ультразвуковой дефектоскопии, который заключается в излучении УЗ в материал, приеме и установлении отраженных сигналов, амплитудной селекции их от помех с восстановлением соотнршений амплитуд принятых снг налов и оценке размеров дефектов. Бос378становление соотношений амплитуд принятых сигналов достигаегся за счет исполь зования двойной компенсирующей отсечки шумов, которая заключается в том, что одновременно с подавлением помех с помощью ограничения (отсечки) сигналов по минимуму на выбранном уровне, обеспечивающем приемлемую для практики контроля частоту перебраковки за счет огран чения (повторной отсечйи) по максимуму на уровне минимальной амплитуды сигналов,под лежащих приему и усилению вырабатывают специальные компенсирующие импульсы с амплитудой, равной амплитуде помех, и затем производят сложение полученных импульсов с наблюдаемыми, доводя ампли туды последних яр исходных, неискаженных отсечкой значений .2. Недостатком данного способа является его невысокая точность, так как восстановление исходных уровней сигналов осуществляется за счет дополнительных операций с ними. Кроме того, уровень ампли тудной селекции (отсечки) сигналов по минимуму устанавливается оператором вручную. Ручная установка уровня является непроизводительной и не позволяет осуществлять оперативную подстройку уровня отсечки шумов при изменении условий контроля. Наиболее близким к предложенному является способ, заключающийся в излучении ультразвуковых колебаний в материал, приеме и усилении .отраженных сиг налов, формировании строб-импульсов , длительности и временные положения которых соответствуют длительностям и временным положениям принятых эхо-сиг налов на выбранном уровне, осуществлении с помощью полученных импульсов временной селекции, полезных сигналов от помех, оценке размеров дефектов по соотношению амплитуд полезных сигналов Недостатком данного способа является установка уровня селекции вручную, что снижает достоверность и производительность контроля. Цель изобретения - повышение достоверности и производительности контроля. Эта цель достигается за счет того, что формируют дополнительный строб-импульс, с помощью которого вьшеляют сиг налы помех в бездефектной зоне, преобразуют эти сигналы в постоянное напряжение, проп :Ч5циональное их усредненной мощности за интервал времени, равный длительности дополнительно сформированного строб-и пульса, а полученное напря6жение используют в качестве порогового уровня отсечки шумов. Способ заключается в следующем. С помощью пьезоэлектрического преобразователя излучают УЗ в материал и принимают отраженные от дефекта и донной поверхности изделия эхо-сигналы, которые затем усиливают и детектируют. При этом на выходе детектора, можно наблюдать импульс, соответствующий моменту излучения УЗ в материа/ импульс соответствующий моменту отражения УЗ от донной поверхности изделия и импульсы,отраженные от дефектов на фоне помех. Далее, с помощью, например, двух ждуших мультивибраторов формируют дополнительный строб-импульс с длительностью Т доп помощью которого выделяют аомелн в бездефектной зоне. Под бездефектной зоной псмимается зона, вероятность появления дефектов в которой для данных конкретных контролируемых изделий мала, т.е. зона максимальной чувствительности дефектоскопа, где реверберационные шумы y гeньшaютcя до уровня шумов, обусловленных остальными факторами. Такая зона может быть выбрана непосредственно в конце каждого периода излучения, т.е. перед началом каждого цикла. Выделенные помехи с помощью известных устройств преобразуют в постоянное напряжение, пропорциональное усредненной мощности помех за интервал времени, равный длительности строба. Затем формируют строб-импульсы, длительности и временные положения которых соответствуют длительности и временным положениям сигналов на полученном уровне отсечки. Изменения уровня помех в зоне дополнительного стробирования будут автоматически вызывать изменения величины постоянного напряжения, следовательно, и соответствующие изменения во временных положениях и длительностях строб-импульсов, с помощью которых осуществляется временная селекция полезных сигналов от помех. При этом амплитуды полезных сигналов равны амплитудам исходных импульсов, а длительности на нулевом уровне равны длительности соответствующих строб-импулъсов. Использование предложенного способа при автоматизированном контроле различных изделий обеспечивает в сравнении с известным способом существенно большую производительность за счет исключения операций ручной установки уровня

отсечки шумов, более высокую достоверность контроля за счет автоматвявского слежения за уровнем помех.

Формула изобретен ид

Способ ультразвуковой дефектоскопии материалов, заключающийся в том, чтс в контролируемом материале возбуждают ультразвуковые колебания, принимают и усиливают отраженные эхо-сигналы, формируют строб-нмпульс, длительность и временное положение которого равны соответствующим параметрам принятых эхо-сигаалов, выделяют полезные сигналы над уровнем отсечки шумов и по соотношению амплитуд полезных сигналов судят о качестве материала, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и производительности ксятроля, формируют дополнительный стробимпульс, с помощью которого вьщел$пот сигналы помех в бездефектной зоне, преобразуют эти сигналы ; в постоянное напр$1жение, пропорциональное их усредненной мощности за интервал времени, равный длительности дополнительно сфор мированного строб-импульса, а полученное напряжение используют в качестве порогового уровня отсечки шумов.

Источники информацииI принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание дефектоскопа УД-10УА, завод Электроточприбор, Кишинев, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 424493, кл, GO1 N 29/О4, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР

по заявке М 2414259, кл. QOl N 29/04, 1976.(прототип).