Способ определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов

 

СПОСбБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА СФЕРИЧЕСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕФЕКТОВ , заключйиощийся в том, что излучают сдвиговую ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают отраженные от дефекта и двукратно трансформированные на его поверхности импульсы, по параметрам которых определяют диаметр дефекта, о тsii -i K -:v: личающийся тем, что, с целью расширения области его применения и повьшения точности определения диаметра дефектов, измеряют частотный интервал Д между двумя однозначными локальньми экстремумами огибающей сзп марного спектра принятых сигналов, а диаметр cf дефекта определяют из соотношения () А{ V CR / С - скорость распространения где сдвиговых ультразвуковых (Л волн в контролируемом материале M/cJ йскорость распространения релеевскйх ультразвуковых волн в контролируемом материале , м/с; Д - измеренный частотный интервал , Гц. 4 at) ел со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1() 4(5(). G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И.

Ct

2 С

С вЂ” скорость распространения сдвиговых ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, С вЂ” скорость распространения релеевcKiKx ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, 4f - измеренный частотный интервал, 1ц. где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3664572/25-28 (22) 23.11.83 (46) 23.03.85. Бюл. Ф 11

{72) А.В.Захаров, Ю.А.Тимошенков и Н.Ф.Казаков (71) Московский авиационный технологический институт им. К;Э.Циолковского (53) 620,179.16(088.8) (56) 1. Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия. М., "Металлургия", 1965, с. 79-84.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 615410, кл. С 01 N 29/04, 1976 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА

СФЕРИЧЕСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕФЕК. T0B, заключающийся в том, что излучают сдвиговую ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают отраженные от дефекта и двукратно трансформированные: íà его поверхности импульсы, по параметрам кото рых определяют диаметр дефекта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области его применения и повышения точности:определения диаметра дефектов, измеряют частотный интервал А между двумя однозначными локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых сигналов, а диаметр d дефекта определяют из соотношения

3 11465

Изобретение относится к области нераэрушающего контроля и может быть, использовано для ультразвукового контроля диаметра сферических и цилиндрических дефектов.

Известен способ определения размера дефектов, заключающийся в том,, что излучают ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают прошедпие через контролируемый 10 объект колебания, измеряют их амплитуду и по ней определяют размеР дефекта f13.

Недостатком данного способа является низкая точность определения размера дефектов, так как амплитуда прошедших колебаний зависист не толь:ко от размера дефекта, но и от расстояния от дефекта до приемника.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ: .определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающийся в том, что излучают сдвиговую вол"ну в направлении дефекта,.принимают отраженные от дефекта и двукратно трансформированные на его поверхности импульсы, но параметрам которых определяют диаметр дефекта. Причем измеряют интервал времени между приннмаемьп)и импульсами и определяют диаметр дефекта по соотношению, в которое входит измеренный интервал времени (2 ).

Недостатками известного способа являются относительно низкая точность определения диаметра дефекта и недостаточно широкая область применения вследствие невозможности определения диаметра малых дефектов.

Эти недостатки вызваны тем, что производится измерение интервала времени между принимаемыми импульсами с ограниченной точностью и с невозможностью измерить этот интервал в случае дефектов малых диаметров из-за фЯ наложения импульсов друг на друга.

Цель изобретения — расширение области применения в сторону малых диаметров дефектов и повьппение точности определения диаметра дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающемуся в излу- .чении сдвиговой ультразвуковой волны в направлении дефекта, приеме отраженных от дефекта и двукратно

99 2 трансформированных на его поверхности импульсов, по параметрам которых определяют диаметр дефекта, измеряют частотный интервал 6 Х между дву" мя однозначными локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых сигналов, а диметр d дефекта определяют из соотношения с

) в1 — — +1

Я 2 С где С вЂ” скорость распространения сдвиговых ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, — скорость распространения релеевских ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, h f — измеренный частотный интервал, Гц.

Сущность способа заключается в следующем.

Излучают нреобраэователем сдвиговую ультразвуковую волну в направлении дефекта, при этом ширина зондирующего импульса дефектоскопа не ограничивается. Ультразвуковой импульс, распространяясь в контролируемом объекте, достигает дефекта, где час:тично отражается, а частично возбуждает на нем поверхностную волну, пробегающую по теневой стороне дефекта и вновь преобразующуюся в сдвиговую волну. Тем же преобразователем при" нимают отраженные от дефекта и дву-. кратно трансформированные иа его поверхности импульсы. Затем выделяют принятые сигналы, например при помощи временного селектора, и подают их на анализатор спектра. Из теории спектрального анализа следует, что огибающая спектра суееа двух когерентных импульсов, имеющих задержку друг относительно друга М, имеет локальные максимумы и минимумы на частотах; положение которых завист от Д1 . Частота,„. локальных минимумов огибающей суммарного спектра (2п- )й Ф/2У

2ьФ где и .- t 2 З,..., — постоянное значение величины фазъ|, на которую один импульс сдвинут относительно другого. ьй Ф/2

Е юак

10. Составитель В. Гондаревский

РедактоР С.Патрушева,: Техред Т.Дубиичак Корректор g.розман зв

Заказ 1356/33 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного коммтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 -1146

Частота )„ )1локальных максимумЬв огибающей суммарного спектра

На анализаторе спектра измеряют частотный интервал между двумя однозначными локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых преобразователем сигналов

Л (fùù) (т1 )д (уйти)пн (В4Ф)»

После измерения частотного интерsana p.f определяют диаметр d де- 1> фекта иэ соотношения

С

С

Я .-+1

Tii

z c

20 где С - скорость распространения сдвиговых ультразвуковых волн в контролируемом "материале, м/с, .C - скорость распространения релеевских ультразвуковых волн в контролируемом материале, м/с, И вЂ” измеренный частотный интервал, Гц.

599 4

Лабораторные испытания предлагаемого способа на алюминиевых образцах наклонным преобразователем 40, частотой 5 МГц из комплекта дефектоскопа УД-24 показали, что способ позволяет уверенно различать отверс тия диаметром 3,15 мм (а1) 3,59 х х 10 0@) и 3,20 мм (дЙ 3,50 х х 10 Гц), т.е. измерять с точностью до 0,05 мм.

Таким образом, способ определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов, заключающийся в излучении сдвиговой ультразвуковой волны, приеме отраженного от дефекта и двукратнотрансформированного на его поверхности импульса позволяет расширить область применения в сторону малых диаметров дефектов и повысить точность определения диаметра дефектов эа счет исключения измерения интервала времени между накладывающимися принимаемыми импульсами благодаря измервнию частотного интервала между двумя однозиачнвии локальными экстремумами огибающей суммарного спектра принятых сигналов и определению диаметра дефекта по отношенью, в которое входит измеренный частотный интервал.