Способ ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий путем определения их физических свойств ультразвуковым методом. Цель изобретения повышение точности и информативности. Это достигается тем, что измеряют время прохождения ультразвука между первым излучающим и первым приемным преобразователями 1 и 2 ультразвука, контактирующими с изделием, измеряют время t_э распространения ультразвука в эталонной жидкой или газообразной среде между вторым излучающим и вторым приемным преобразователями 7 и 8 ультразвука, кинематически взаимосвязанными с первым излучающим и первым приемным преобразователями 1 и 2 так, что изменение расстояния между первым излучающим и первым приемным преобразователями пропорционально изменению расстояния между вторым излучающим и вторым приемным преобразователями. Затем определяют толщину l изделия и скорость V распространения в нем ультразвука по формулам, приведенным в описании. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их физических свойств и может быть использовано при ультразвуковом контроле изделий и материалов.

Известен способ ультразвукового контроля, в котором измеряют время прохождения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии с известной длиной [1] Известен также способ ультразвукового контроля [2] в котором уравнивают время пробега импульса ультразвука в исследуемом образце с временем пробега импульса в эталонной жидкости путем изменения толщины слоя жидкости, а о физических свойствах образца судят по скорости распространения в нем ультразвука, которую определяют по формуле v_и= где l_и длина исследуемого образца; l_э толщина слоя эталонной жидкости; v_э скорость распространения ультразвука в эталонной жидкости.

Недостатком этих способов является их низкая технологичность из-за необходимости измерения длины исследуемых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ ультразвукового контроля [3] в котором выделяют два первых импульса (прямой и отраженный от границ изделия), прошедших от первого излучающего преобразователя ультразвука через исследуемое изделие к первому приемному преобразователю, и первый импульс от второго излучающего преобразователя, прошедший через иммерсионную жидкость к второму приемному преобразователю, установленному на таком же расстоянии от второго излучающего преобразователя, что и первый приемный преобразователь от первого излучающего преобразователя, и в зависимости от величины, амплитуды и длительности прошедших импульсов регистрируют наличие или отсутствие дефекта в изделии и его толщину.

Недостатком этого способа является низкая информативность и точность, обусловленные тем, что в изделии выявляют лишь наличие или отсутствие дефекта и в случае его наличия регистрируют толщину изделия, не соответствующую фактической.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже показаны приемный и излучающий преобразователи 1 и 2, установленные с возможностью размещения и прижима к их поверхности исследуемого изделия 3 на концах соединенных шарниром 4 двуплечих рычагов 5 и 6. На других концах рычагов установлены приемный и излучающий преобразователи 7 и 8, размещенные в эталонной среде 9. Преобразователи 2 и 8 соединены параллельно и подключены к выходу генератора импульсов измерителя 10 времени распространения ультразвука, а преобразователи 1 и 7 подключены к входам коммутатора 11, выход которого соединен с входом усилителя сигналов измерителя 10.

При осуществлении способа предварительно градуируют устройство, для чего коммутатором 11 подключают к входу измерителя 10 преобразователь 7 и при отсутствии изделия между преобразователями 1 и 2 устанавливают их на произвольном расстоянии l₁ друг от друга, измеряют это расстояние мерой длины, измеряют время распространения ультразвука t₁ между преобразователями 7 и 8, вводя измеренные значения в память программируемого калькулятора (не показан). Затем изменяют расстояние между преобразователями 1 и 2 и вводят в память измеренную величину этого расстояния l₂ и соответствующее ему время t₂, измеренное между преобразователями 7 и 8. После проведения градуировки помещают между преобразователями 1 и 2 исследуемое изделие, прижимают в нему с помощью рычагов 5 и 6 преобразователи 1 и 2, измеряют время распространения ультразвука t_и между преобразователями 7 и 8, вводят его значение в память калькулятора, затем коммутатором 11 к входу измерителя 10 подключают преобразователь 1, измеряют время прохождения ультразвука t_и в изделии между преобразователями 1 и 2, вводят его значение в память и определяют по программе значения толщины изделия и скорости распространения в нем ультразвука в соответствии с формулами l (t_э-t₁)+l₁ v После перемещения преобразователей 1 и 2 относительно изделия повторяют цикл измерения t_э и t_и, вводят их значения в память калькулятора и определяют значения толщины и скорости для следующей контролируемой точки.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить информативность ультразвукового контроля изделий и материалов благодаря определению в них скорости распространения ультразвука и увеличить точность контроля за счет определения фактической толщины исследуемых изделий.

Формула изобретения

СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, при котором принимают ультразвуковые импульсы, прошедшие через изделие от первого излучающего преобразователя ультразвука к первому приемному преобразователю ультразвука, и ультразвуковые импульсы, прошедшие через эталонную среду, имеющую постоянную скорость распространения в ней ультразвука, от второго излучающего преобразователя к второму приемному преобразователю ультразвука, расстояние между которыми взаимосвязано с расстоянием между первым излучающим и первым приемным преобразователями ультразвука, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности способа путем определения фактической толщины изделия и скорости распространения в нем ультразвука, измеряют время прохождения ультразвука между первым излучающим и первым приемным преобразователями ультразвука, контактирующими с изделием, измеряют время распространения ультразвука в эталонной жидкой или газообразной среде между вторым излучающим и вторым приемным преобразователями ультразвука, кинематически взаимосвязанными с первым излучающим и первым приемным преобразователями так, что изменение расстояния между первым излучающим и первым приемным преобразователями пропорционально изменению расстояния между вторым излучающим и вторым приемным преобразователями, а затем определяют толщину l изделия и скорость v распространения в нем ультразвука по формулам

где t_и время распространения ультразвука в изделии;
t_э время распространения ультразвука в эталонной среде,
l₁, l₂ расстояние между первым излучающим и первым приемным преобразователями, последовательно устанавливаемыми при предварительной градуировке;
t₁, t₂ измеренное в эталонной среде время распространения ультразвука между вторым излучающим и вторым приемным преобразователями, соответствующее расстояниям l₁, l₂.

РИСУНКИ

Рисунок 1