Устройство для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля и может быть использовано при дефектоскопии сварных швов толстостенных изделий и крупногабаритных поковок. Целью изобретения является улучшение характеристик акустического поля преобразователя, используемого в устройстве для ультразвукового контроля. Это достигается тем,что в режиме излучения при помощи управляемого переключателя основной пьезоэлемент преобразователя, выполненный в виде диска радиусомR ,подсоединен к генератору зондирующих импульсов,а в режиме приема при помощи того же управляемого переключателя к усилителю подсоединены и основной пьезоэлемент, и дополнительный пьезоэлемент, выполненный в виде кольца, соосно установленного с основным пьезоэлементом, с внешним радиусом R-fz . Такое подключение в режиме излучения и приема обеспечивает улучшение равномерности акустического поля на оси преобразователя и его диаграммы направленности. 4 ил. (Л с to со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) (51) 4 С 01 N 29/Оч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

@ЮГ((..„.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц .

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3800209/25-28 (22) 30.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. И - 15 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) B.Ô.Ðàõèìîâ (53) 620.1?9.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 351152, кл. G 01 N 29/04, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Н 1073695, кл. G 01 N 29/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к области неразрушающего ультраэвукового контроля и может быть использовано при дефектоскопии сварных швов толстостенных иэделий и крупногабаритных поковок. Целью изобретения является улучшение характеристик акустическо— го поля преобразователя, используемого в устройстве для ультразвукового контроля. Это достигается тем,что в режиме иэлучения при помощи управляемого переключателя основной пьезоэлемент преобразователя, выполненный в виде диска радиусом R,ïîäсоединен к генератору зондирующих импульсов,а в режиме приема при по мощи того же управляемого переключателя к усилителю подсоединены и основной пьезоэлемент, и дополнительный пьезоэлемент, выполненный в виде кольца, соосно установленного с основным пьезоэлементом, с внешним радиусом R Z Такое подключение в режиме излучения и приема обеспечивает улучшение равномерноСти акустического поля на оси преобразователя и его диаграммы направленности.

4 ил.

1226299

Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю и может быть использовано при дефекто-скопии в различных областях машиностроения, например при дефектоскопии сварньгх швов толстостенных изделий и крупногабаритных поковок.

Целью изобретения является улучшение характеристик акустического поля преобразователя, .используемого 1О в устройстве для ультразвукового контроля.

На фиг. 1 схематически представлено устройство для ультразвукового контроля,на фиг.2 — вид А на фиг.1 (преобразователь устройства для ультразвукового контроля)„: на фиг.3— акустическое поле излучения-приема на аси преобразователя для ультразвукового контроля (сплошная линия) 2п и дискового преобразователя (пунктир) размером с основной пьезоэлемент преобразователя для ультразвукового контроля (по оси "áñöèññ — безразмерное расстояние F/ Zg, в котором за единицу принята длина, ближней зоны преобразователя: по оси ординат амплитуда А), на фиг. 4 — диаграмма направленности в декартовых координатах преобразователя для ультразву- ЗО кового контроля (сглошная линия) и ,дискового преобразователя (пунктир) размером с основной пьезоэлемент преобразователя для ультразвукового контроля (по аси абс, — параме..р

111 эя 8 . .где 11 — радиус основного пьезоэлемента преобразователя для ультразвукового контроля, k — - волновое =исло, 0 -- угол мезжпу ocr,ю пре— образователя и направлением в точку ,,о наблюдения, по аси ординат — функг:,ия диаграммы направленности), Устройство для ультразвукового контроля содержит генератор 1,усилитель 2, преобразователь 3 и управляемый переключатель 4 . Преобразователь

3 включает электрически и акусти ески изолированные один ат другого основной 5 и дополнительный 6 пьезоэлементы, Дополнительньгй пьезоэлемент 50

6 электрически соединен с усилителем

2, а основной пьезоэлемент 5 — через управляемый переключатель 4 с генератором 1 или усилителем 2. Кроме тогo, устройство содержит генератор 7 син- 1 хроимпульсав, электрически связанный с генератором 1 и управляемым переключателем 4. Основной пьезоэлемент

5 выполнен в виде диска радиусом Р, а дoпо.пнительный пьезоэлемент б — в виде кольца, установленного соосна с основным пьезоэлементом 5, с внешним радиусом 1" 2,. Управляемый переключатель 4 выполнен, например, в виде электромеханического реле (частата переключения до 200 Гц) или электроннога бесконтактного реле (частата переключения да 1000 Гц) .

Устройство работает следующим об pазом.

Преобразователь 3 устанавливается на поверхность контролируемого изделия 8. Генератор 7 синхраимпульсов вырабатывает импульсы, которые запускают генератор 1, вырабатывающий в, ваю а:,ередь зондирующие импульсы, и переводит переключатель 4 в режим рабаты излучения, при котором осуществляется передача зондирующего импульса оснсвному пьезоэлементу 5. В результате воздействия зондирующего импульса пьезоэлемент 5 генерирует в контролируемое изделие 8 импульс упругих колебаний. Затем переключатель

4 переводится в режим работы приема, при котором осуществляется электрическая связь основного пьезоэлемента

5 с усилителем 3 Причем отраженных в кантрал:яруемом изделии 8 упругих импульсов осуществляется пьезоэлемента.1и 5 и б, которые их трансформируют в электрический сигнал и передают на и илитель 2, где они и фиксируются.

При вырабатывании генератором 7 следующего синхраимпульса операционный цикл повторяется.

Размеры приемного дополнительного кзльцевого пьезоэлемента выполнены так, что минимумы осцилляции поля излучающего;.",иска основного пьезоэлемента совпадают с максимумами .Увствительности при приеме основным и дополнительными пьезоэлементами.

Осцилляции ближнега поля излученияприема (фиг. 3) нdocH преобразователя цля ультразвукового контроля по сравнению с дисковым пьезоэлементом оадиусом 1 выравниваются приблизительно на 48Х, если оценивать осцилляции пс относительному интегральному вкладу acех экстремумов функции паля при параметре, характеризующем длительность колоколообразного импульса, равном 0,2.

Диаграмма направленности Ф преобразователя устройства для ультразвукового контроля в дальней имеет вид

Р— (° )2 I,(Rksing)

2 "Г2 (Rksing)2

1226299 4 зоне за один проход там, где требуется поочередный контроль совмещенным и раздельно-совмещенным преобразовате(@ лем.

sin 9), -1 где " — волновое число, м радиус диска основного пьезоэлемента, м, 8 — угол между осью преобраэо1О вателя и направлением в точку наблюдения, град, (, — функция Бесселя первого по.— рядка.

Диаграмма направленности (фнг.4) 15 преобразователя устройства для ультразвукового контроля улучшается по сравнению с аналогичной характеристикой дискового пьезоэлемента радиусом R 20

Использование устройства для ультразвукового контроля с улучшенными характеристиками акустического поля преобразователя позволяет производить контроль толстостенных изделий 25

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля, содержащее генератор, усилитель, преобразователь, включающий электрически и акустически изолированные один от другого основной и дополнительный пьезоэлементы, и управляемый переключатель, соединяющий основной пьезоэлемент с генератором или усилителем, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения характеристик акустического поля преобразователя, дополнительный пьезоэлемент соединен с усилителем, основной пьезоэлемент выполнен в виде диска радиусом 1, а дополнительный — в виде кольца, установленного соосно с основным пьезоэлементом, с внешним радиусом R 2.

1226299

Составитель B.Ãoêäàðåâñõèé

Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Редактор Н.Гунько

Заказ 2123/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4