Преобразователь для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения из-за возможности контроля более тонких изделий благодаря использованию для контроля качества акустического контакта поперечных ультразвуковых колебаний, применения преобразователя при определении формы дефектов благодаря одновременному излучению в изделие различных типов колебаний под несколькими углами. Пьезопластина 3, наклоненная под углом α к рабочей поверхности 2 призмы 1, излучает в одну сторону импульсы УЗ-колебаний, используемые для дефектоскопии изделия 7, а в другую, отраженную к отражателю 6, УЗ-колебания, используемые для получения дополнительной информации. На отражателе 6, угол γ наклона которого к поверхности 2 выбран исходя из величины угла α и соотношения скоростей распространения УЗ продольных и поперечных колебаний в материале призмы 1, излученные УЗ-колебания трансформируются в поперечные, падающие перпендикулярно на поверхность 2. Эти поперечные УЗ-колебания используются, например, для определения качества акустического контакта или толщины изделия 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 0) N 29/04

1 Cog®g>

)Ж ;р.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4340650/25-28 (22) 07.12.87 (46) 07.06.90. Бюл. У ") (7.1 ) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Я.М. Зинчак, О.М. Kapnam, И.Г. Жигаль, Ф.Vi.Турко и Я .М . Бажалук (53) 620.179.,16(088 ° 8) (56) Гурвич А.К. и Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов.—

Киев, Техника, 1972, с.374.

Авторское свидетельство СССР

N 575564, кл. G 01 Н 29/04, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушаюшего контроля. Целью изобретения является расширение области применения из-эа воэможности контроля более тонких изделий благодаря использованию для контроля качества акустического контакта поперечных ультразвуковых колебаSU 1569696 А 1

2 ний, применения преобразователя при определении формы дефектов благодаря одновременному излучению в изделие различных типов колебаний под несколькими углами. Пьезопластина 3, накло- ненная под углом о к рабочей поверхности 2 призмы 1, излучает в одну сторону импульсы УЗ-колебаний, используемые для дефектоскопии изделия 7, а в другую, отраженную к отражателю 6, УЗ-колебания, используемые для получения дополнительной информации. На отражателе 6, угол наклона которого к поверхности 2 выбран исходя из величины угла оа и соотношения скоростей распространения УЗ продольных и поперечных колебаний в материале призмы 1, иэлученные УЗ-колебания трансформируются в поперечные, подающие перпендикулярно на поверхность 2. Эти поперечные УЗколебания используются, например, для определения качества акустического контакта или толщины изделия 7.

1 ил.

1569696

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изде5 лий, в частности изделий с плоскопараллель ными поверхностями.

Целью изобретения является расширениее облас ти применения благодаря об еспечению возможности контроля изделий меньшей толщины и применению преобразователя при определении формы дефектов.

На чертеже схематично представлен

:преобразователь для УЗ контроля.

Преобразователь для УЗ контроля содержит призму 1 с рабочей поверхностью 2, пьезопластину 3 с двумя излучающими плоскостями 4 и 5 и отражатель 6, выполненный, например, в виде грани призмы 1 . Позицией 7 на чертеже обозначено контролируемое иэделие с донной поверхностью 8. Пьезопластина 3 установлена в призме под углом о к ее рабочей поверхности

2 так, что одна ее .:злучающая плоскость 4 обращена к рабочей поверхности 2 призмы 1, а другая излучающая плоскос гь 5 — к отражатеюпо б. Отражатель б установлен в призме 1 под углом к ее рабочей поверхности 2, который выбран из условия

Гс /cg)+ cosk 1

= arcctg() т

sing, где с и с . — скорости распростране1 ния продольных и поперечных УЗ колебаний в материале призмы l соответственно.

Акустическая ось пьеэопластины 3 в направлении, обратном направлению >, к рабочей поверхности 2 призмы 1, пересекает плоскость отражателя б.

Преобразователь для УЗ контроля работает следующим образом.

Устанавливают призму 1 рабочей поверхностью 2 на контролируемое изделие 7, Акустический контакт приз- 1мы 1 с изделием 7 обеспечивают, например, с помощью контактной жидкости, нанесенной на изделие 7. Пьезопластину 3 возбуждают электрическим сигналом. Плоскость 4 пьезопластины

3 излучает продольные колебания, которые, распространяясь в материале призмы 1 падают на ее рабочую поверх-.

15 ность 2 под углом К, преломляются на границе раздела материал призмы

1 — материал иэделия 7 и распространяются в иэделии 7 под углом Р, обеспечивающим оптимальное выявление деФектов. При попадании на дефект (не показан) УЗ колебания аналогичным образом возвращаются на пьезопластину

3 и регистрируются с ее помощью. Эти колебания несут информацию о дефектности изделия 7., Одновременно плоскость 5 пьезопластины 3 излучает продольные УЗ колебания, которые, распространяясь в материале призмы 1, падают на отражатель 6 под углом и при отражении трансформируются в продольные УЗ колебания (отражение под углом 8 ) и поперечные УЗ коле— бания (отражение под углом F ) .

Благодаря выбору. угла )" поперечные У3 колебания падают на поверхность 2 призмы 1 перпендикулярно, отражаются от границы раздела. материал призмы 1 — материал контролируемого изделия 7, проходят в изделие 7 и отражаются от его донной поверхности 8.

Отраженные УЗ колебания возвращаются на пьезопластину 3 и регистрируются с ее помощью. Амплитуда этих отраженных колебаний несет информацию о качестве акустичесКого контакта призмы 1 с изделием 7, а интервал времени между колебаниями, отраженными поверхностью 2 призмы 1 и поверхностью

8 изделия 7, несет информацию о толщине изделия 7. При изготовлении призмы 1 из оргстекла (с = 2670 м/с, с = 1300 м/с) и установке пьезоэлео мента 3 под углом (= 38 угол 11 установки отражателя выбирают равным

12 17

Продольные УЗ колебания, отраженные под углом f, падают на рабочую поверхность 2 призмы 1 под углом о -2 . Для оргстекла = 13 26 .

Затем эти колебания трансформируются и преломляются на границе раздела материал призмы 1 — материал изделия

7 и распространяются в изделии 7 в виде продольных и поперечных колебаний под углом и соответственно, значения которых определяют из выражения

) = aresin ср

srcsin sin(К вЂ” 2 ) с где с и ! с — скорости распространения

1 продольных и поперечных

96

Формула изобретения (cg/с ) + соя о (= агссЦ, здп оь где с и с — скорости распростране1 ния продольных и поперечных колебаний в ма.териале призмы соответственно.

Составитель В. Гондаревский

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор А. Шандор

Заказ 1443 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 l 5696

УЗ колебаний в материале изделия 7 соответственно.

Эти колебания распространяются в изделии 7 в направлении, противополож-, ном направлению, в котором распространяются колебания -под углом P . В случае обнаружения дефекта излученными плоскостью 4 пьезопластины 3 колебаниями преобразователь разворачивают и озвучивают выявленный дефект колебаниями, распространяющимися под углами и . С помощью амплитуды принятых колебаний оценивают форму выявленного дефекта. 15

Использование поперечных колебагий, вводимых нормально в контролируемое изделие, позволяет при небольших габаритах преобразователя избежать слияния на экране электронно- 20 лучевого индикатора зондирующего сигнала и сигнала, отраженного рабочей поверхностью призмы. Использование поперечных колебаний также позволяет избежать слияния сигналов, отраженных 25 рабочей поверхностью призмы и донной поверхностью изделия, т.е ° проводить

УЗ контроль тонких изделий с одновременным контролем качества акустического контакта. ЗО

Преобразователь для ультразвуково.го контроля, содержащий призму с рабочей поверхностью, пьезопластину, установленную в призме под углом М к ее рабочеР поверхности, и отражатель, установленный в призме под углом к ее рабочей поверхности так, чтобы акустическая ось пьезопластины в направлении, обратном направлению к рабочей поверхности призмы, проходила через центр отражателя, о т л ич а ю шийся тем, что с целью расширения области применения, призма выполнена из твердого звукопроводного материала, а угол 1 наклона отражателя к рабочей поверхности призмы выбирают из условия