Способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет приема отраженных от рабочей поверхности призмы ультразвуковых (УЗ) колебаний под первым критическим углом и регистрации амплитуды сигнала, резко уменьшающейся при нагружении преобразователя вследствие смещения лучей из-за скачкообразного изменения фазы коэффициента отражения на рабочей поверхности призмы. Излучаемый рабочей пьезопластиной призматического преобразователя пучок продольных УЗ-колебаний включает в себя лучи, падающие на рабочую поверхность призмы под первым критическим углом. При отсутствии акустического контакта УЗ-лучи, распространяющиеся под первым критическим углом, зеркально отражаются от рабочей поверхности призмы. При наличии акустического контакта УЗ- лучи,распространяющиеся под первым критическим углом, отражаются от рабочей поверхности призмы со скачкообразным смещением. Смещение колебаний , отраженных под первым критическим углом, регистрируется приемной пьезопластиной. 1 ил. i сл 00 о vi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) А1 (g1) 4 6 01 и 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3599244/25-28 (22) 01.06,83 (46) 15.05 ° 87. Бюл.Р 18 (72) Ю.А.Жмуркин и Б.А.Круглов (53) 620.179.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 502311, кл. G 01 и 29/04, 1973, Авторское свидетельство СССР

1(2 560176, кл. G 01 N 29/04, 1972. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОИ ДЕФЕКТОСКОПИИ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет приема отраженных от рабочей поверхности призмы ультразвуковых (УЗ) колебаний под первым критическим углом и регистрации амплитуды сигнала, резко уменьшающейся при нагружении преобразователя вследствие смещения лучей из-эа скачкообразного изменения фазы коэффициента отражения на рабочей поверхности призмы. Излучаемый рабочей пьеэопластиной призматического преобразователя пучок продольных УЗ-колебаний включает в себя лучи, падающие на рабочую поверхность призмы под первым критическим углом. При отсутствии акустического контакта УЗ-лучи, распространяющиеся под первым критическим углом, зеркально отражаются от рабочей поверхности призмы. При наличии акустического контакта УЗлучи, распространяющиеся под первым критическим углом, отражаются от рабочей поверхности призмы со скачкообразным смещением. Смещение колебаний, отраженных под первым критическим углом, регистрируется приемной пьезопластиной. 1 ил.

1310710

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии для контроля качества акустического контакта.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет приема отраженных от рабочей поверхности призмы УЗ-колебаний под первым криI тическим узлом.

На чертеже изображен наклонный преобразователь, реализующий способ контроля качества акустического контакта при УЗ-дефектоскопии.

Преобразователь содержит призму

I рабочую пьезопластину 2 и приемную пьезопластину 3. Позицией 4 на чертеже обозначена рабочая поверхность призмы 2, позицией 5 — контролируемое изделие, а позицией 6— слой контактной жидкости.

Способ контроля качества акустического контакта при УЗ-дефектоскопии заключается в следующем.

Наносят на поверхность контролируемого изделия слой контактной жидкости и устанавливают на ней наклонный преобразователь, 30

Вследствие этого часть энергии волнового пучка удаляется из этой области пространства, куда она переносилась волной при отражении от свободной поверхности (при отсутствии акустического контакта). Фронт отраженного волнового пучка оказывается промодулированным по фазе и поэтому при усреднении в некотором интервале углов, содержащем точки разрыва фазы, амплитуда результирующего поля дополнительно уменьшается по сравнению со случаем отражения от свободной поверхности.

Излучают в призму пучок продольных УЗ-колебаний и принимают отраженные от рабочей поверхности призмы

° под первым критическим углом УЗ-колебания. Измеряют амплитуду принятых

35 колебаний и с ее помощью определяют качество контакта. При падении на границу призма — контактный слой (при наличии последнего) под первым 4О критическим углом лучи из пучка продольных колебаний испытывают незеркальное отражение, смещаясь вдоль границы раздела.

Способ контроля качества акустического контакта при УЗ-дефектоскопии осуществляют следующим образом.

Наносят на поверхность контролируемого изделия 5 слой 6 контактной жидкости, например масла, и устанав-. ливают на ней наклонный преобразователь. При помощи пьезопластины 2 излучают в призму 1 пучок продольных

УЗ-колебаний. Этот пучок включает в себя лучи, идущие под первым критиче-, ским углом oL При отсутствии акустического контакта УЗ-лучи, распространяющиеся под углом о „„ зеркально отражаются от рабочей поверхности 4 призмы 1 на границе материал призмы 1 — воздух, Зеркально отразившись от поверхности 4, УЗ-колебания попадают на приемную пьезопластину 3,- преобразующую их в электрический сигнал. При наличии акустического контакта УЗ-лучи, распространяющиеся под углом oL«> отражаются от рабочей поверхности 4 призмы 1 на границе материал призмы

1 — контактный слой 6 — материал контролируемого изделия 5 со скачкообразным смещением и попадают на приемную пьезопластину 3 лишь частично.

Электрический сигнал с пьезопластины

3 поступает в измерительный блок (не показан), Например УЗ-дефектоскоп, при помощи которого производится измерение амплитуды принятых УЗ-колебаний. С помощью амплитуды принятых колебаний определяют качество акустического контакта призмы 1 с контролируемым изделием 5: возрастание амплитуды свидетельствует об ухудшении качества контакта. При этом при помощи пьезопластины 2 осуществляется дефектоскопия иэделия.

Для преобразователей с углами о призм 40-54, обычно применяемых при

УЗ-контроле сварных швов, плотность амплитуд пространственного спектра падающего пучка в окрестности первого критического угла (для основных металлов в интервале 27-32 относительо но мала. Данный недостаток компенсируется тем, что вместо приемной пьезопластины 3 в призме выполнен отражатель в виде плоскодонного отверстия, ось которого расположена в вертикальной плоскости симметрии преобразователя под углом к вертикали, равным первому критическому углу, и проходит через след центрального

1310710

Составитель В.Гондаревский

Редактор А.Ревин Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Заказ 1884/40 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óêãîðîä, ул.Проектная,4, луча УЗ-пучка на рабочей поверхности призмы.. Плоскодонное отверстие диаметром 2-3 длины волны в материале призмы углублено до границы УЗ-пучка, Переизлученный отражателем сигнал падает на рабочую поверхность призмы в районе следа центрального луча зондирующего УЗ-пучка под первым критическим углом и принимается пьезопластиной 2. 10

Для наклонного преобразователя о с углом призмы из оргстекла 40 пластиной из ЦТС-19 диаметром 12 мм на образце из стали OX)8H9T с шеро- 15 ховатостью поверхности R 40 получены следующие разницы А амплитуд сигнала качества контакта в нагруженном и ненагруженном состояниях преобразователя для различных контактных . 20 жидкостей: для воды g А = 7,! дБ, для масла ЬА = 8,3 дБ, для глицерина ЬА > 12 дБ.

Формула изобретения

Способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии, заключающийся в том, что излучают в призму пучком ультразвуковых колебаний, принимают отраженные от рабочей поверхности призмы ультразвуковые колебания, измеряют амплитуду принятых колебаний и по ее величине определяют качество кон-. такта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, принимают колебания, падающие на рабочую поверхность призмы под первым критическим углом.