Способ ультразвукового контроля качества изделий в виде тела вращения

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля сферических изделий. Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения зоны контроля и, следовательно, уменьшение продолжительности ее сканирования. В иммерсионной ванне 2 устанавливают излучающий и приемный фокусирующие преобразователи 4, 5 с диаметрально противоположных сторон изделия 10. Устанавливают его так, что ось вращения ОЪЪОЪЪ, образует с акустической осью осью ОЪОЪ преобразователей 4, 5 угол α, в результате чего за один полный оборот изделия в каждый момент времени контролируется зона поверхности, равная ширине и суммарной высоте преобразователей 4 и 5, что уменьшает продолжительность сканирования изделия. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4340825/25-28 (22) 12 ° 10,87 (46) 23.01.90, Бюл, И- 3 (71) Минский автомобильный завод и

Институт прикладной физики AH БССР (72) Г.Е,Коновалов, А,Р,Баев, П,П,Прохоренко, М,С,Высоцкий, М,M,Øóñòåðíÿê и А,Г,Выгонный (53) 620.179,16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1099273, кл, С 01 N 29/04, 1984, (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИИ В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля сферических изделий. Целью изобрете1! ния является повышение производительности за счет увеличения зоны контроля и, следовательно, уменьшение продолжительности ее сканирования, В иммерсионной ванне 2 устанавливают излучающий и приемный фокусирующие преобразователи 4,5 с диаметрально противоположных сторон изделия 10 °

Устанавливают его так, что ось враще и и ния О О, образует с акустической осью О О преобразователей 4,5 уголь, / I в результате чего за один полный оборот изделия в каждый момент времени контролируется зона поверхности, равная ширине и суммарной высоте преобразователей 4 и 5, что уменьшает продолжительность сканирования изпелия ° 2 ил, 1 538117

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля сферических изделий, например для контроля качества адгезии напыленно5 го покрытия на шаровых пальцах рулевого управления большегрузных автомобилей, Целью изобретения является повышение производительности контроля sa счет уменьшения продолжительности сканирования поверхности изделия, На фиг,1 схематично изображено устройство, реализующее способ ультразвукового контроля качества изделий в виде тела вращения; на фиг,2— пьезоэлемент с фокусирующей накладкой.

Устройство содержит корпус 1, внут-20 ренняя часть которого является иммер сионной ванной 2, в донной части которой установлена кольцевая опора 3, а на внутренних боковых поверхностях ванны 2 соосно и оппозитно установле- 25 ны излучающий и и приемный 5 пьезопреобразователн с фокусирующими накладками 6 и 7, На верхней поверхности корпуса 1 установлена с возможностью перемещения угловая опора 8, фиксируемая винтом 9, Внутренний диаметр и высоту коль цевой опоры 3 выбирают таким образом, что диаметральное сечение контролируемого изделия 10, например сферы с хвостовиком 11, параллельное плос35 кости дна ванны 2, совпадало с глав(i . ной акустической осью О. 0 пьезопреобразователей 4 и 5 ° При этом изделие 10 размещают так, что ось его (I Н вращения 0 0 образует с акустической осью преобразователей 4 и 5 угол еС, который выбирают согласно выражению

g = i /2 + arctg a/1k, (1) где а — высота преобразователей;

Н вЂ” расстояние между излучающим и приемным преобразователями, Устройство, реализующее способ, работает следующим образом, Устанавливают контролируемую сферу 10 с хвостовиком 11 на кольцевую опору 3, Прижимают хвостовик 11 к угловому упору 8 ° Перемещают угло55 вой упор 8 по верхней поверхности корпуса 1 и закрепляют его винтом в таком положении, что площадь экваториального сечения сферы 10 совпадает с прямой, соединяющей нижний край поверхности фокусирующей накладки 7 преобразователя 5 с верхним краем накладки 6 преобразователя 4, Наливают в иммерсионную ванну 2 контактную жидкость, подключают пьезопреобразователи 4 и 5 к разъемам ультразвукового дефектоскопа (не показаны), работающего в раздельном (теневом) режиме, и поворачивают сферу 10 посредством вращения хвостовика 11 на 360, фиксируя ось о вращения сферы 10 относительного корпуса 1 путем прижима сферы 10 к опоре 3 и хвостовика 11 к угловому упору 8, Наличие расслоений между материалом сферы 10 в области прозвучивания ф".буксируют по уменьшению амплитуды сигнала на дефектоскопе, За счет размещения сферы 10, так ((( что ось ее вращения 0 0 образует с акустической осью 0 0 преобразователей 4 и 5 угол р, выбранный согласно выражению (1), за один полный оборот сферы в каждый момент времени контролируется зона поверхности, равная ширине и суммарной высоте преобразователей 4 и 5. У поверхности сферы IO, обращенной к преобразователю 5, контролируется часть поверхности, расположенная выше плоскости экваториального сечения, а у поверхности сферы 10, обращенной к преобразователю 4, контролируется часть поверхности, расположенная ниже плоскости экваториального сечения сферы 10, Для получения максимальной чувствительности ультразвук (УЗК) фокусируют на расстоянии Н/2 от преобразователей по акустической оси, Именно при таком фокусном расстоянии коэффициент прозрачности на границе иммерсионной среды с изделием максимален (УЗК падает нормально на поверхность изделия). В зависимости от технологии контроля и предъявляемых к нему требований фокусирующую накладку на пьезоэлементы выполняют либо в виде набора дискретных пластин, перекрывающих определенные зоны поверхности излучения пьезоэлемента или сдвигающих в них фазу, либо для фокусировки на пьезоэлементы устанавливают фокусирующие линзы, В первом случае для фокусировки на пьезоэлементы наносят полосы звукопоглощающего материала (фиг ° 2) диск(2)

° ° ° j (3) где >gn (2п+1)... (4) 20

В другом случае для того, чтобы повысить энергию излучаемых колебаний в места зон, определяемых выражением (2), устанавливают звукопровод- 40 ные полосы, сдвигающие фазу упругой волны по отношению к соседним участкам на Т, При этом толщина звукопроводных пластинок определяется из выражения

d = (2f) Ср Сж(Ср — C ), где f — рабочая частота преобразователя;

С и С, — скорости звука в материа- 50

0 ле полос и жидкости, В качестве материала для звукопрозрачных пластин может быть использовано оргстекло, алюминий, Для фокусировки ультразвука на пьезоэлементы можно устанавливать фокусирующую накладку, имеющую форму линзы с фокусным расстоянием Н/2, Рассчитанная для этого случая форма

< = и /2 + arctg а/Н, где а — высота преобразователей;

Н - расстояние между излучающим и приемным преобразователями.

5 15381 ретно по обе стороны от акустической оси на участках,.определяемых из соотношения оп и- зп с Я

Выражение для у Бд и упд определя- 10 ется из условия, .при которых сдвиг фаз для активных (излучающих) участ-. ков поверхности пьезоэлементов не превышает (2п+1) (n = 1,2,3...), где уо„ и упn — расстояние от акустической оси до ближнего и дальнего краев п-й звукопоглощающей полосы (фиг.2);

Бп — ширина звукопоглощающей полосы; — длина волны иммерсионной жидкости;

Н вЂ” расстояние между из25 лучающими поверхностями преобразователей, Выражения (2)-(4) определяются из условий, при которых сдвиг фаз для активных излучающих участков поверхности пьезоэлементов не превышает н

В качестве звукового поглотителя используются тонкие слои прессованного пенопласта, 35

17 6 излучающей поверхности линзы имеет внд: -НХ (С -С„)С,, где Х вЂ” координата, совпадающая с акустической осью;

Y — координата, перпендикулярная Х и лежащая в плоскости расположения акустической оси и оси вращения иэделия °

В качестве вещества линзы может быть использован глицерин, алюминий, оргстекло, Если ширина зондирующего импульса достаточно большая,то, исходя из простоты, предпочтительны накладки из звукопрозрачных или плоских звукопрозрачных пластин, .устанавливаемых на излучаюшей поверхности пьезоэлементов (фиг.2) ° Если же по методике контроля требуется короткий зондирующий импульс (например, при контроле изделий малых размеров), то в качестве фокусирующей накладки используют акустическую линзу (фиг,l).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить прои з водит ельн ость контроля качеств а сплавления покрытия с основным материалом на сферических изделиях за счет расширения зоны контроля при сохранении чувствительности во время сканирования и, следовательно, уменьшения его продолжительности.

Ф о р м у л а изобретения

Способ ультразвукового контроля качества изделий в виде тела вращения, заключающийся в том, что устанавливают в иммерсионной ванне контролируемое изделие, осуществляют его вращение, в процессе которого вводят в изделие ультразвуковые колебания излучающим преобразователем, принимают сигналы приемным преобразователем и по амплитуде принятых сигналов судят о качестве изделия, о т л и ч а ю— шийся тем, что,.с целью повышения производительности контроля, устанавливают излучающий и приемный фокусирующий преобразователи с диаметрально противоположных сторон изделия, размещают изделие так, что ось его вращения образует с акустической осью преобразователей угол оС который выбирают согласно выражению

l538ll7

Составитель В,Бабина

Редактор И,Шулла Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Заказ 167 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101