Устройство для ультразвукового контроля поверхностного слоя материалов

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения и производительности контроля за счет обеспечения возможности одновременного возбуждения и приема поверхностно-продольных и рэлеевских колебаний. Преобразователи 2 и 3 возбуждают в заполненном жидкостью 6 полом корпуса 1, выполненном в виде прямой призмы, импульсы продольных колебаний. Поскольку корпус выполнен из материала, скорость распространения поперечных колебаний в котором равна скорости распространения продольных колебаний в жидкости, падающие на основание 4 и боковую грань 5 призмы продольные колебания трансформируются в поперечные без изменения направления распространения и отражаются двугранным углом, образованным основанием и боковой гранью корпуса. Преобразователи 2 и 3 вращают относительно наружного ребра, образованного основанием и боковой гранью корпуса, измеряют амплитуду отраженных двугранным углом колебаний и с ее помощью определяют необходимые углы для возбуждения в изделии 11 поверхностно-продольных и рэлеевских колебаний. При возбуждении данных колебаний принимают отраженные дефектом 12 изделия 11 колебания, измеряют их время распространения и с его помощью определяют местоположение дефекта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4605015/25-28 (22) 14.11.88 (46) 30.10.90. Бюл. У- 40 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Л.В..Юозонене (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

))- 461348, кл. G 01 N 29/02,,1973.

Патент Великобритании

Ф 1482077, кл. С 01 N 29/04, 1977 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения и производительности контроля эа счет обеспечения возможности одновременного возбуждения и приема поверхностно-продольных и рэлеевских колебаний. Преобразователи 2 и 3 возбуждают в заполненном жидкостью 6 полом корпусе

1, выполненном в виде прямой призмы, 2 импульсы продольных колебаний. Поскольку корпус выполнен из материала, скорость распространения .поперечных колебаний в котором равна скорости распространения продольных колебаний в жидкости, падающие на основание 4 и боковую грань 5 призмы продольные колебания трансформируются в поперечные без изменения направления распространения и отражаются двугранным углом, образованным основа- нием и боковой гранью корпуса. Преобразователи 2 и 3 вращают относительно наружного ребра, образованного основанием и боковой гранью корпуса, измеряют амплитуду отраженных двухгранным углом колебаний и с ее помощью определяют необходимые углы для возбуждения в изделии 11 поверхностно-продольных и рэлеевских колебаний.

При возбуждении данных колебаний принимают отраженные дефектом 12 изделия 11 колебания, измеряют время их распространения и с его помощью определяют местоположение дефекта.

1 ил.

1603290

И. оГ ре то вне относится к вкус тическнм мстс цам неразрушающего контроля и и жет быть использовано при контроле качества поверхностного слоя материалов.

Цель изобретения — расширение области применения и производительности контроля за счет обеспечения возможного одновременного возбуждения и 10 приема поверхностно-продольных и рэлеевских колебаний.

На чертеже изображено устройство для ультразвукового контроля поверхностного слоя материалов. 15

Устройство для ультразвукового контроля поверхностного слоя материалов содержит полый корпус 1, выполненный в виде прямой призмы, два электроакустических преобразователей 2 и 3, 2О установленные в корпусе с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через точку ввода и совпадающей с образованным основанием 4 и боковой гранью 5 корпуса наружным ребром. Уст-25 ройство также содержит заполняющую полость корпуса 1 контактную жидкость

6. Корпус 1 выполнен из материала, скорость Cg распространения попереч1 ных колебаний в котором равна скорости С распространения продольных колебаний в контактной жидкости 6.

Кроме того, устройство содержит генератор 7 импульсов, коммутатор 8, усилитель 9 и соединенный с выходом последнего блок 10 индикации. Выход

35 генератора 7 и вход усилителя 9 через коммутатор 8 соединены с преобразователями 2 и 3. Позицией 11 на чертеже обозначено контролируемое изде- .40 лие с поверхностной трещиной 12. Кон" тактную жидкость 6 выбирают такой, чтобы скорость C распространения продольных колебаний в ней была ° заведомо меньше скорости распространения 45 ультразвуковых колебаниф в материале изделия 11.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают корпус 1 основанием

4 на поверхность контролируемого изделия 11 и обеспечивают между ними акустический контакт. Преобразователи 2 и 3 возбуждают через коммутатор 8 с помощью генератора 7. Излученные преобразователем 3 продольные колеба-, 55 ния трансформируются без изменения траектории на границе жидкость 6— материал основания 4 призмы 1 в поперечные колебания н отражаются прямым двугранным углом, образованным основанием 4 и боковой гранью 5 призмы 1. Излученные преобразователем 2 продольные колебания трансформируются без изменения траектории на границе жидкость 6 — материал боковой грани

5 призмы 1 в поперечные колебания и отражаются прямым двугранным углом, образованным основанием 4 и боковой гранью 5 призмы 1.

Отраженные копебания принимаются преобразователями 2 и 3, преобразуют ся в электрические импуньсы и через усилитель 9 поступают в блок 10 индикации, например осциллографический индикатор. Изменяют угол падения преобразователей 2 и 3 их поворотом, по достижению амплитудой принятых преобразователями 2.и 3 это-импульсов от цвугранного угла максимального значения определяют угол ф 1 падения преобразователя 2; который соответствует углу критического отражения продольных ультразвуковых колебаний в материале контролируемого изделия

11, и угол падения преобразователя 3, который соответствует углу критического отражения поперечных ультразвуковых колебаний в материале контролируемого изделия 11.

Затем определяют скорости С и

С распространения. продольных и поперечных колебаний в материале контролируемого изделия по формулам С

С/sin g< и С = С/sin p!< . По значениям скоростей С и С определяют коэффициент Пуассона, а через него и скорости CR и См распространения рэлеевских и поверхностно-продольных колебаний в материале изделия 11, Рассчитывают углы и 1 падения для максимального возбуждения рэлеевских и поверхностно-продольных колебаний и фиксируют преобразователи 2 и 3 в этих положениях К R = arcsin (С/С ) и /<1,= arcsin (С/С <) . В этом случае преобразователи 2 и 3 возбуждают в иэделии 11 рэлеевские и поверхностнопродольные колебания и принимают от=-раженные дефектом 12 это-сигналы, Измеряют, разность Pt между временем распространения импульса рэлеевских колебаний и временем распространения поверхностно-продольных олебаний и определяют расстояние d т точки ввода до дефекта 12 по ормуле

160

Составитель В.Гондаревский

Техред М.Ходанич КоРРектоР Т.Палий

Редактор И.Касарда

Тираж 503

Заказ 3381

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

С Cptht

2(С - С )

Угловые положения преобразователей

2 и 3, обеспечивающие оптимальное возбуждение рэлеевских и поверхностно-продольных колебаний, могут быть определены по максимуму амплитуд, отраженных дефектом 12 соответствующих колебаний. Угол О/Rможет быть найден и по минимуму амплитуды отраженных двугранным углом корпуса 1 поперечных колебаний (p(< o Д

Таким образом, устройство для ультразвукового контроля поверхностного слоя материалов обеспечивает расширение области применения, поскольку позволяет не только определить местоположение поверхностного дефекта, но и измерить значения скоростей распространения различных колебаний в контролируемом материале, а также обеспечивает повышение производительности, поскольку дает возможность производить прозвучивание и рэлеевскими, и поверхностно-продольными колебаниями без изменения углового положения преобразователя на любом материале.

3290 6

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля поверхностного слоя материалов, содержащее полый корпус, выполненный в виде прямой призмы, электроакустический преобразователь, установленный в корпусе с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через точку ввода, и заполняющую полость корпуса контактную жидкость, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и производительности контроля за счет обесгечения возможности одновременного возбуждения и приема поверхностнопродольных и рэлеевских колебаний, оно снабжено дополнительным электро2О акустическим преобразователем, установленным в корпусе с возможностью поворота, оси поворота основного и дополнительного электроакустических преобразователей совпадают с наружным

25 ребром корпуса, образованным основанием и боковой гранью, а корпус выполнен из материала, скорость распространения поперечных колебаний в котором равна скорости распространения колебаний в контактной жидкости.