Способ ультразвукового теневого контроля изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля Целью изобретения является повышение точ ности и достоверности контроля за счет однозначного определения глубины залегания дефекта и использования при настройке самого контролируемого изделия. Совмешенные излучатели 3 и 4 излучают ультразвуков-ые (УЗ) колебания, а приемники 7 принимают колебания, прошедшие через изделие 16. Устанавливают на противоположных поверхностях изделия 15 искусственные дефекты 17 и в ходе перемещения изделия между излучателями 3 и 4 и приемниками 7 регистрируют дефекты 17 по уменьшению амплитуды принятых УЗ-колебаний. Измеряют разность д1 времен обнаружения дефекта 16 и длительность 1 времени обнаружения каналов 5 и 6 приема и по ним устанавливают с помощью блока 14 ввода коэффициенты, определяемые углом о(, между акустическими осями излучателей 3 и 4. расстоянием Н от последних до изделия 15 и скоростью V перемещения изделия 15. Затем прозвучивают изделие 15 с целью поиска дефектов 17 и определяют глубину he залегания и протяженность дефекта 17 по ut и 1д с учетом установленных коэффициентов при помощи микропроцессора - блока 11 обработки информации. 1 3. п. ф-лы. 1 ил. fO СП оо to о . ГчЭ .«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3968766/25-28 (22) 19.07.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (72) В. М. Бобренко, В. П. Данилов, В. В. Игнатьевский, Ю. Г. Кутюрин

Д. А. Рапопорт и В. В. Рябов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1 045 12 1, кл. G 01 N 29)04, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 947748, кл. G 01 N 29)04, 1980. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕНЕВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИИ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля

Целью изобретения является повышение точ ности и достоверности контроля за счет однозначного определения глубины залегания дефекта и использования при настройке самого контролируемого изделия. Совмещенные излучатели 3 и 4 излучают ультразвуко„„SU„„1320742 A 1 ьые (УЗ) колебания, а приемники 7 принимают колебания, прошедшие через изделие 16. Устанавливают на противоположных поверхностях изделия 15 искусственные дефекты 7 и в ходе перемещения изделия между излучателями 3 и 4 и приемниками 7 регистрируют дефекты 17 по уменьшению амплитуды принятых УЗ-колебаний. Измеряюг разность д1 времен обнаружения дефекта 16 и длительность tz времени обнаружения каналов 5 и 6 приема и по ним устанавливают с помогцью блока 14 ввода коэффициенты, определяемые углом с между акустическими осями излучателей 3 и 4. расстоянием Н от последних до изделия 15 и скоростью V перемещения изделия !5. Затем прозвучивают изделие 15 с целью поиска дефектов 17 и определяют глубину h, залегания и протяженность дефекта 17 по д l. и !д с учетом установленных коэффициентов при помощи микропроцессора — блока 11 обработки информации. 1 з. и. ф-лы, нл.

1320742

1

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) теневой дефектоскопии, например, многослойных изделий.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности контроля за счет однозначного определения глубины залегания дефекта и использования при настройке самого контролируемого изделия.

На чертеже представлена блок-схем а устройства для УЗ теневого контроля изделий.

Способ УЗ теневого контроля изделий з а кл ю ч а етс я в следую щем.

Размещают на противоположных поверхностях изделия искусственные дефекты известной протяженности и устанавливают пару излучателей по одну сторону изделия, а пару приемников — по другую. Излучатели совмещают и ориентируют биссектрису угла между их акустическими осями нормально к поверхности контролируемого изделия.

Приемники устанавливают таким образом, что они являются акустически соосными излучателями. Излучают в изделие УЗ-колебания и принимают прошедшие колебания.

Определяют амплитуды принятых колебаний в ходе перемещения изделия в плоскости акустических осей излучателей и приемников нормально биссектрисе угла ы и регистрируют время обнаружения искусственных дефектов каждым из приемников по уменьшению амплитуды принятого сигнала. С помощью измерений, произведенных на искусственных дефектах, находят параметры, определяющие угол ы и расстояние между поверхностью изделия и совмещаемыми излучателям и.

Проводят аналогичным образом прозвучивание изделия без искусственных дефектов, в случае наличия дефектов регистрируют время обнаружения дефекта каждым приемником по уменьшению амплитуды принятого сигнала. По разности времен обнаружения дефекта каждым из приемников с учетом найденных по искусственным дефектам параметров определяют глубину залегания и протяженность дефекта.

Устройство для УЗ теневого контроля изделий содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов и пару излучателей 3 и 4.

Устройство также содержит два приемных канала 5 и 6. Каждый канал 5 или 6 включает последовательно соединенные приемник

7, усилитель 8 и блок 9 формирователя кода времени. Кроме того, устройство содержит генератор 10 счетных импульсов, блок 11 обработки информации, выполненный в виде микропроцессора, индикатор 12, блок 13 памяти и блок 14 ввода.

Выход генератора 10 счетных импульсов соединен с вторыми входами блоков 9 фор25

2 мирователя кода времени. Выход синхронизатора 1 соединен также с третьими входами блоков 9 формирователя кода времени.

Первый вход блока 11 обработки информации связан с выходом генератора 10 счетных импульсов, второй вход блока 1! — с выходом блока 9 формирователя к да времени приемного канала 5, третий вход блока 11 — с выходом блока 9 формирователя кода времени приемного канала 6, четвертый вход блока 11 — с выходом блока 13 памяти и пятый вход блока 11 — с выходом блока 14 ввода. Первый выход блока ll обработки инфопмации соединен с входом индикатора 12, торой выход блока 11 — с входом блока 1 памяти. Второй вход блока 13 памяти соединен с выходом блока 14 ввода.

Способ УЗ теневого контроля изделий реализуется в ходе работы устройства. На противоположных поверхностях изделия 15 размещают искусственные дефекты 16, например фигуры желаемой формы и площади из алюминиевой фольги с помощью клейкой ленты.

Устанавливают пару совмещенных излучателей 3 и 4 по одну сторону изделия, а пару приемников 7 приемных каналов 5 и 6— по другую. Искусственный дефект 16, закрепленный на ближней к излучателю 3 или 4 поверхности, имитирует дефект, находящийся на «нулевой» глубине, а искусственный дефект 16, закрепленный на дальней от излучателя поверхности, находится на максимально возможной глубине, равной толщине изделия 15. Излучатели 3 и 4 и приемники 7 располагают на расстоянии, например, 20 — 50 мм от изделия 15, т. е. таком расстоянии. которое при вращении крупногабаритного цилиндрического изделия 15 меньшего его эксцентриситета, что исключает механическое повреждение излучателей 3 и 4 и приемников 7. Установку акустической соосности приемника 7 приемного канала 5 излучателю 3 и приемника 7 приемного канала 6 излучателю 4 производят по максимальной амплитуде принятого сигнала. Ориентируют биссектрису угла ы между акустическими осями излучателей 3 и 4, обычно равного 10 — 40, нормально поверхности контролируемого изделия. Излучают в изделие 15 излучателями 3 и 4 УЗ-колебания и принимают прошедшие через изделие !5 колебания. Определяют амплитуды принятых колебаний в ходе перемещения изделия 15 в плоскости акустических осей приемников 7 нормально биссектрисе угла c(со скоростью

V и регистрируют время обнаружения искусственных дефектов 16 каждым из приемных каналов 5 и 6 по уменьшению амплитуды принятого сигнала. По разности ь t времен обнаружения каждым из приемников 7 может быть найдена глубина !л„залегания дефекта 17 по зависимости!

320742 н=-к к((— к), где К),— коэффициент, определяемый углом ;

Ку — коэффициент, определяемой скорости (линейной или угловой) перемещения изделия !5;

ʄ— коэффициент, определяем ый рассостоянием Н от излучателей 3 и 4 до поверхности изделия 15.

Коэффициент К прямо пропорционален величине угла — в градусах, однако величиО( на этого коэффициента не всегда равна значению угла c(/2, а может отличаться от него на +30%. Коэффициент К), задается в виде цифровых значений скорости движения объекта контроля — изделия 15. Коэффициент

К, задается в значениях расстояния Н от центра излучения излучателей 3 и 4 до ближайшей поверхности изделия 15.

По длительности t времени обнаружения дефекта 17 может быть найдена протяженность дефекта по зависимости ! = к. 4, где tä — среднее арифметическое время обнаружения дефекта 17 приемника 7 первого и второго приемного каналов 5 и 6.

С помощью измерений, произведенных на искусственных дефектах 16, находят значения коэффициентов К, К,.и К„. При настройке устройства сначала вводят значение коэффициента К», равное значению скорости, например в мм/с. Затем вводят значение Ки.

Ввод начинают с минимальных значений до получения приемлемых отклонений (не более +-10%) вычисленного значения протяженности дефекта от истинного значения, измеренного на искусственном дефекте 17.

Затем вводят значение К)), также начиная от минимальных значений, и добиваются уменьшения погрешности вычислений глубины залегания и протяженности дефекта. Ввод значений коэффициентов К„, К и Кн осуществляют с помошью блока 14 ввода, представляю)цего собой, например, клавишный пульт, связанный с блоком 13 памяти и блоком 11 обработки информации, например микропроцессором типа КР580ИК80А.

Затем осушествляют выявление естественных дефектов !7. При прозвучивании изделия 15 синхронизатор 1 запускает генератор

2 зондирую)цих импульсов, который возбуждает излучатели 3 и 4. Сигнал, прошедший через изделия 15, принимается приемниками 7, усиливается усилителями 8 и преобразуется блоком 9 в соответствую)ций код времени. По коду времени с помошью коэффициентов, введенных блоком !4 или извлеченных из блока 13, блок 11 обработки информации определяет ь t и t)) и вычисляют h,, !.

Для задания измерительного масштаба использован генератор 10 счетных импульсов, например, формирующий кварционную частоту МГп. Результаты измерения и Bblf«сления фиксируются индикаторох) 12.

Точность контроля обеспечи«асгся TcxÄ что показателем, характеризук))цич oilò!iмальность подбора коэффицffefITo«К„, K и К является точность o!fpe7eления глубины ближнего и дальнего искусст«снн»x .Ii. фектов. Применение микропроцессора и з воляет производить большой o bc xi ш)1111 лений, обеспечиваю)цих обработку рез .)ьтатов измерений и автоматизацию пр1«II.ccff контроля. Совмешение излучателси в Hpc)странстве исключает возможность !7ас)юложения точки пересечения Нх акустических осей внутри контролируемого объекта, в что в свою очередь исключает неоднозначность определения глубины залегания дефект».

Форму,га изобретения

2. УCTpOHCTBO 7,1Н X,7!:Tp««.=.X ко«))го 7 IICвого контроля изделий. cf)7åð)xfi цс. 1)о .): дОВатЕЛЬНО СОЕдИНЕННЫС CHI!Xp; ПИЗ;17гор. гс нератор зондирующих импульсо.-: if пару 1: лучателей, два приемных канал:i, «!i );оч;:к, щих последовательно соедп))е 1« ы .:р«гмник, усилитель и блок формиро«;г),)я кс).„. времени, генератор c IQTII«ix им и у, 1 «с;)«. с ) диненный выходом с вторыми «;од,l.»!I бл1 ков формирователя кода «ре i с 11), -гр гьи

ВХОДЫ КОТОРЫХ СОЕДИ НЕIIЫ С «t! 1).:.O i С)1)1хронизатора, связанный Ilc p««:xi,:. H I выходом генератора счетных и:)1 иу,11, о«.

1. Способ ультразвукового теневого контроля изделий, заключаюгцийся в том. что устанавливают пару излучателей по одну сторону изделия, а пару приемников, акустически соосных излучателям, — по другую сторону изделия, излучают в изделие ультра25 звуковые колебания, принимают прошедшие колебания, определяют амплитуды принятых колебаний, регистрируют время обнаружения дефекта по уменьшению амплитуды одной парой излучатель-приемник, затем производят перемещение изделия по направлению к другой паре излучатель-приемник, регистрируют ею время обнаружения дсф кта и по разности времен определя)от глубину залегания и протяженность дефекта, от.)и чающийся тем, что, с целью Iio«f»HICHHH точ35 ности и достоверности, 17pll у7"lffoBBB«,7у чателсй Нх совмещают и орпентирук)т бпс. сектрису угла между их акустическими осHми НО1)м ально к поверхности KoHTpo7H рх с .1()го изделия, разме)ца)от перед контролем на противоположных поверхностях изделия

40 искусственные дефекты известной протяженности и с их помошью находят параметры, определяющие угол сс и расстоян)ц между поверхностью изделия и сого1).шенными излучателями, а глубину залегания и прогяженность дефекта опрея«ля)от по раз«1)с71; времен с учетом найденных парамиl р и .

1320742 (.оставит»ль В I t>il (арен»кии

Редактор Н. Слободяник 1 »кр»д И. 11ер»с Корректор А. Ильин

Заказ 2654/48 I ираж > 76 1»ди . >»но»

ВНИИПИ Государственного ко»ит»та CC(:1 ио делам изоор»тсиий и открытий

113035, Москва, 7К;15. Рн1гиская наб, д. 4!5

Производственно->и>лигрн»и> >»ск<>» ир»г(ирияти», i. Ужгород, ул. Г!росктная, 4 вторым и третьим входами с выходом блоков формирователя кода времени, блок обработки информации и связанный с выходом последнего индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, оно снабжено связанным входом с вторым выходом блока обработки информации и выходом с четвертым входом блока обработки информации блоком памяти и блоком ввода, выход которого связан с пятым входом блока обработки информации и

5 вторым входом блока памяти, а блок обработки информации выполнен в виде микропроцессора.