Образец для эталонирования ультразвуковых преобразователей

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для определения характера поляризации ультразвукового пучка наклонного преобразователя. Цель изобретения - повышение точности измерений. Образец выполнен в форме призмы, имеющей рабочую грань, на которой устанавливают исследуемый преобразователь, и отражающие грани. Рабочая грань и первая встречная отражающая грань расположены под углом +/3i, где угол ом выбран, из условия 2sin2aisin2 а V 1 - ( Ca/Ci sin «1 ) 2 - cos2 а sin «1 C2/Ci 0, где р - угол между рабочей гранью и первой отражающей гранью; ои - угол обмена поляризации; угол ввода ультразвукового преобразователя; Ci и С2 - скорость соответственно поперечной и продольной волны в материале образца. Вторая и третья отражающие грани расположены к рабочей грани под углами , обеспечивающими возврат отраженных лучей к преобразователю. 1 ил. w Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 N 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4748647/28 (22) 04.,07,89 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Подольский машиностроительный завод им, Орджоникидзе и Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф.Э,Дзержинского (72) А.С.Волков и B.Ñ.Ãðåáåííèê (53) 620.179,16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1280534, кл. G 01 N 29/04, 1985.

Волков А.С., Гребенник В.С. Исследование поляризации поперечных ультразвуковых волн в металлических образцах.—

Дефектоскопия, 1984, М 5, с. 87 — 89. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ЭТАЛОНИРОВАНИЯ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для определения характера

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для определения характера поляризации ультразвукового пучка наклонного преобразователя.

Известен образец для определения угла поворота плоскости поляризации, выполненный в виде параллелепипеда с рядом цилиндрических отверстий, оси которых пересекаются с продольной осью параллелепипеда и повернуты относительно друг друга на постоянный угол. Угол поворота плоскости поляризации преобразователя определяют по углу поворота оси отверстия, от которого получен эхо-импульс с максимальной амплитудой, однако при этом отраженные от соседних отверстий эхо-импульсы создают существенные помехи. поляризации ультразвукового пучка наклонного преобразователя. Цель изобретения— повышение точности измерений. Образец выполнен в форме призмы, имеющей рабочую грань, на которой устанавливают исследуемый преобразователь, и отражающие грани. Рабочая грань и первая встречная отражающая грань расположены под углом

p = а1 +Р1, где угол а1 выбран, из условия

2sin а1 sin2 а 1 — (C2/С1sinа1) -соз2

2 а1 sin а1 С2/С1 = О, где (/) — угол между рабочей гранью и первой отражающей гранью; a> — угол обмена поляризации;

P> — угол ввода ультразвукового преобразователя; С1 и Cz — скорость соответственно поперечной и продольной волны в материале образца. Вторая и третья отражающие грани расположены к рабочей грани под углами, обеспечивающими возврат отраженных лучей к преобразователю. 1 ил.

Наиболее близким к предлагаемому является образец, содержащий две отдельных клинообразных призмы. Боковые рабочие грани одной рпизмы, на которой размещены ультразвуковые преобразователи, наклонены к основанию под углами, равными дополнительным углам ввода (90 — r) оцениваемого излучателя и приемника. У второй призмы одна рабочая грань наклонена на дополнительный угол (90 — r) к основанию, а вторая рабочая грань перпендикулярна первой и наклонена на такой же дополнительный угол (90 — r) к смежной боковой грани призмы. В первой призме плоскость наклона излучателя и приемника совпадают, а во второй призме эти глоскости перпендикулярны, Оценку степени поляризации пучка ультразвукового преобразователя осуществляют путем сопоставления результатов по1732262 следовательных замеров на первой и вто- а, равным углу обмена поляризации; Второй призмах. рая отражающая грань 3 и третья отражаюНедостаток такого технического реше- щая грань 4 перпендикулярны отраженным ния заключается в том, что для получения продольной 7и поперечной 8 волнам. Грани определенной точности измерений требует- 5 3 и 4 расположены соответственно под углася соблюдать ряд весьма жестких условий ми у и у2 к рабочей грани 1. Угол обмена при изготовлении призм, например одина- поляризации выбирается из условия: ковые свойства металла. На точность измерений также влияет и использование в — з1п а1 ) процессе измерений двух ультразвуковых 10 преобразователей и неодновременность оценки прохождения импульсов в различ- С1 ных пРизмах, Все это приводит к ошибкам где С1и C2 — скорость соответственно попепри оценке степени поляризации попереч- речной и продольной волны в материале ной волны. 15 образца

Цель изобретения — повышение точно- При падении ультразвукового пучка на сти измерений. встречную грань 2 под углом а1, равным

Поставленная цель достигается тем, что углу обмена поляризации, его горизонтальв обРазце длЯ эталонированиЯ, выполнен нополяризованнаясоставляющая нетрансном в виде пРизмы с Рабочей гранью длЯ 20 формируется в продольную волну, а

Размещения Ультразвукового преобразова- отражается от этой грани под углом, равным телЯ и отражающими гРаними, в соответст- углу падения а<. Вертикально поляризованвии с изобРетением РабочаЯ грань и ная составляющая пучка полностью трансвстречнаЯ отражающаЯ гРань Расположены формируется в продольную волну 7. угол под углом 25 p„под которым вводится пучок, известен, а

p =a> +Р1, угол р между рабочей гранью 1 и первой где угол а1 выбран из условия отражающей гранью 2 определяется из формулы р =a> +ф1. Положение граней 3 и 4

""- " "7Т@ .,) —

С1 лов отражения горизонтальной составляюС2 0 щей 8 и трансформированной продольной

С1 составляющей 7: эти грани ориентированы а вторая и третья отражающие грани распо перпендикулярно отраженным от грани 2 ложены к рабочей грани соответственно 0À лучом, с тем, чтобы отраженные от них эхоуглами у1 и у выбранными из условия

35 импульсы возвращались к исследуемому

С2 датчику. Отраженные эхо-импульсы проy> = 180 — у- arcsin — „з1п a>: дальной волны 7 от грани 3 и поперечной у2 = 180-а1 — у, волны 8 от грани 4 поступают на экран дегде р — угол межд — ежду рабочей гранью и первой фектоскопа соответственно через проме40 жутки времени t> и t2, За это время лучи у1 и у2 — углы у — углы между рабочей гранью и проходят соответственно пути 11 и lz, т,е. соответственно второй и третьей гранями; 11 1

a> — угол обмена поляризации; С1 Сг 1 — уг — гол ввода ультразвукового преоб45

Известные расчеты показывают, что разователя; время прохождения отраженных от граней

С1и С2 — скоростьсоответственно попе- 3 и 4 эхо-импульсов 7 и 8 различное, и на речной и продольной волны в материале экране дефектоскопа они фиксируются в образца. различных точках развертки. По результаНа чертеже схематично изображен об- 0 там замеров амплитудыотраженных это-имразец для эталонирования ультразвуковых пульсов определяют характер поляризации преобразователей, волн, излучаемых исследуемым преобразоОбразец выполнен в форме призмы и вателем. имеет рабочую грань 1, встречную первую Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я отражающую грань 2 и отражающие грани 3 5 Образец для эталонирования ультраи 4. Ультразвуковой преобразователь 5 рас- звуковых преобразователей, выполненный полагается на рабочей грани 1. Распростра- в виде призмы с рабочей гранью для разменение луча поперечной волны в металле щения ультразвукового преобразователя и образца обозначено пунктирной линией 6. отражающими гранями, о т л и ч а ю щ и йЛуч направлен на первую грань 2 под углом с я тем, что, с целью повышения точности, 2sln а1 sin2 а1 С1

1732262

y1 = 180 — р-,arcsin .— sin a>, Сг

Т4

y = 180 -а1 — у. где р- угол между рабочей гранью и первой отражающей гранью; у1 и у — углы между рабочей гранью и соответственно второй и третьей гранями; а — угол обмена поляризации;

P< — угол ввода ультразвукового преоб10 разователя

С> и Сг — скорость соответственно поперечной и продольной волны в материале образца. призма выполнена таким образом, что рабочая грань и первая встречная отражающая грань расположены под углом р =a1 +Pl, где угол а> выбран из условия

2sin а> sin2 а>

1 — (— за а )

С1 Cz — соз2 а1 sin a> =О, 1.1 а вторая и третья отражающие грани расположены к рабочей грани соответственно подуглами у и у2, выбранными из условий

p „ т

) г

/

Ъ

Составитель А. Лоскутов

Редактор М, Бланар Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

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

Заказ 1579 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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