Способ ультразвукового контроля изделий

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов. Цель изобретения - повышение точности контроля. При взаимном перемещении наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с заданной частотой, принимают отраженные от дефекта сигналы, с помощью узкополосных фильтров выделяют два сигнала и измеряют временные сдвиги между моментами возникновения и исчезновения этих сигналов. Исходя из известности значений этих временных сдвигов, а также скорости взаимного перемещения наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия и частотных характеристик узкополосных фильтров определяют глубину залегания дефекта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (Н1 (511 1 Г 01 М 29/04 б

f 1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ относительно контролируемого иэделия 5, непрерывных колебаний, прини-. мают сигнал, отраженный от дефекта 6, I который содержит спектральные составляющие, с частотами, соответственно определяемыми скоростью движения каждого элементарного ультразвукового луча, лежащего внутри диаграммы направленности ультразвукового преобразователя 1, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР I (2l) 4346748/25-28 (22) 17.12.87 (46) 07,12.89, Бюл. 1(- 45 (71) Научно-исследовательский институт мостов Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.H Образцова (72) А.К.Гурвич, А.А,1(арков и В ° F.,Ðàýoðâèí (53) 620. 1 79. 16 (088. 8) (56) Авторское свидетельс-но ГГСР

1(13?5350, кл. С nl N 29/04, 1986.

Авторское свидетельство ГССР

1(- 1107041, кл. Г 01 N 29/04, 1983, (54) СПОГОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области неразр лчающего,контроля и может быть использовано для ультразвуковой деИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть ис— пользовано для ультразв ковой дефектоскопии железнодорожных рельсов.

Цель изобретения — повыщение точности контроля.

На чертеже изображена схема контроля и сигналы, поясняющие реализацию способа контроля.

Для реализации способа используют наклонный ультразвуковой преобразователь 1, дефектоскоп 2 с выделением доплеровского спектра, узкополосные фильтры 3 и 4.

Сущность изобретения заключается в том, что при излучении ультразвуковым преобразователем 1, движущимся

2 фектоскопии железнодорожных рельсов.

Цель изобретения — повьппение точности контроля. При взаимном перемещении наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с заданной частотой, принимают отраженные от дефекта сигналы, с помощью узкополосных фильтров выделяют два сигнала и измеряют временные сдвиги между моментами возннкновения и исчезновения этих сигналов.

11сходя из известности значений этих временных сдвигов,а также скорости взаимного перемещения наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия и частотных характеристик узкополосных фильтров определяют глубину залегания дефекта.

1 ил, Из .чертежа видно, что скорость относительного движения элементарных ультразвуковых лучей, лежащих внутри диаграмлы направленности ультразвукового преобразователя, зависит от угла наклона элементарного луча.

527573 принятых сигналов и выделение доплеровского спектра частот, С помощью фильтров 3 и 4 с центральными часто5 тами F>, и Р, имеющих полосы пропускания b,Ã и dF, значительно меньшие, чем ширина спектра доплеровских частот, осуществляют выделение отдельных спектральных составляющих сигнала. Сигналы 7 и 8 выходов узкополосных фильтров 3 и

4 регистрируются с помощью регистраторов (не показан). Далее измеряют временные сигналы Д1 и Д и н между

f н моментами возникновения и исчезновения этих сигналов, а глубину h залегания дефектов определяют по формуле

Д н Ь к

h = — (- — + -=-)

2 И, И где F, — доплеровский сдвиг частоты

1 сигнала;

f — частота излучаемых колебао ний;

Ч вЂ” скорость сканирования; с — скорость распространения упругих колебаний в контролируемом изделии;

Ы. — угол озвучивания элементарного участка дефекта, разделение частотного спектра эхосигнала на две узкие частотные полосЫ эквивалентно расщеплению диаграммы направленности 20 где преобразователя на два узких кваэилуча, располоя енных под углами oL,, и К,„,„к нормали (на чертеже квазилучи заштрихованы). В процессе сканирования эти квазилучи последовательно 25 Ы озвучивают отражатель (дефект), расположенный внутри контролируемого изделия, При этом моменты нахождения отдельно каждого квазилуча в одной и той же отражающей зоне дефекта см щают- 3р ся во времени тем больше, чем больше глубина расположения отражателя и тем шире результирующая диаграмма направленности преобразователя.

Учитывая описанное, а также исходя из геометрических соображений, можно определить глубину h залегания дефекта по временным сдвигам 5tн и между моментами возникновения и исчезновения сигналов на выходах 4р узкополосных фильтров, на входы которых поступает отраженный от дефекта сигнал.

Способ ультразвукового контроля осуществляется следующим образом, 45

При перемещении преобразователя

1 по поверхности контролируемого изделия 5 со скоростью сканирования Ч в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с заданной частотой f

В случае наличия в изделии дефекта он последовательно озвучивается под текущим углом сС в пределах основного лепестка диаграммы направленности преобразователя ) от (сС + Я ) до (Ы. — Ц ). При этом наклонный преобразователь l принимает отраженные от дефекта сигналы, В дефектоскопе 2 происходит усиление

Применение предлагаемого способа при скоростном контроле рельсов с помощью ультразвуковых вагонов-дефектоскопов позволит повысить информативность, точность выявления и распознавания опасных дефектов в эксплуатируемых железнодорожных рельсах.

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что при взаимном перемещении наклонного ультреэвукового преобразователя и контролируемого иэделия в нем возбуждают непрерывные упругие колебания с заданной частотой, принимают отраженные от дефекта сигналы, регистрируют доплеровский спектр частот эхо-сигнала, по которому судят о наличии и глубине залегания дефекта, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точнос ти контроля, с IIO мощью узкополосных фильтров с центI ральными частотами F u F- соотТ 2 ветствующим разным частотнйм участ3 I

Вследствие имеющейся зависимости между частотным спектром и угловым распределением интенсивности акустического поля

Гр, 2f — san К в1 О с ОI

V — скорость взаимного перемещения приемо-излучающей ультразвуковой системы и контролируемого изделия; и коэффициенты, определяемые частотными параметрами узкополосных фильтров

5 1527573 6 кам доплеровского спектра, и поло- W u сами пропускания KF, и 6 Р, выделяют 4 коэффициенты, опр еделя емы е два сигнала и измеряют временные сдви- частотными параметрами ги ht > и Д».< между моментами возник- узкополосных фильтров, 5 новения и исчезновения этих сигналов, при этом а глубину залегания дефекта опре- .У вЂ” Fl деляют по формуле

<Я

1Q FJ F2

V м 2fî

h — глубина залегания дефекта;

Ч вЂ” скорость взаимного перемещения наклонного ультразвукового преобразователя и контролируемого изделия; где

15 где à — частота излучения;

c — скорость распространения упругих колебаний в материале иэделия.