Ультразвуковой способ контроля изделий

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушзюч-его контроля . Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности контроля парных изделий со сложной несимметричной формой поверхности вследствие синхронного сканирования каждого из двух контролируемых изделий парами идентичных излучателей и приемников и определения результатов контроля по сумме и разности сигналов на выходах приемников. При контроле по теневой схеме излучатели 1 и 3 и многоэлементные приемники 2 и 4 выставляются по разные стороны одинаковых изделий 5 и 6 над идентичными точками их поверхности. Синхронно сканируют изделия 5 и 6, излучают импульсы колебаний излучателями 1 и 3 и принимают приемниками и 4 прошедшие через изделия 5мб колебания Наличие и местонахождение одиночных дефектов 7 в каждом изделии 5 и 6 определяют по величине и знаку разности сигналов на выходах идентичных элементов 9 приемников 2 и 4, а по величине суммы сигналов приемников 2 и 4 определяют наличие систематических дефектов 8. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л SGStXt VtKCTS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 N 29/08, 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дефектов 8. 1 э,п, ф-лы, 5 ил.

Puz.1 (21) 4606943/28 (22) 21.11.88 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (72) В. В. Рубанов, Н. П. Бирюков, B. Д. Датько, Н. B. Васильев и Э. Д. Цумарев (53) 620.179. 16(088.8)

{S6) Патент США М 3074267, кл. 73 —.67.5, 1963.

Авторское свидетельство СССР

М 564592, кл. 6 01 N 29/04, 1975. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛя ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области акустических методов нераэрушаю .,его контроля, Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности контроля парных изделий со сложной несимметричной формой поверхности вследствие синхронного сканирования каждого из двух контролируемых

„„ Ж„„1647387 А1 изделий парами идентичных излучателей и приемников и определения результатов контроля по сумме и разности сигналов на выходах приемников. При контроле по теневой схеме излучатели 1 и 3 и многоэлементные приемники 2 и 4 выставляются по разные стороны одинаковых изделий 5 и 6 над идентичными точками их поверхности.

Синхронно сканируют иэделия 5 и 6; излучают импульсы колебаний излучателями 1 и 3 и принимают приемниками 2 и 4 прошедш <е через изделия 5 «6 колебания. Наличие и местонахождение одиночных дефектов 7 в каждом изделии 5 и 6 определяют по величине и знаку разности сигна""oE на выходах идентичных элементов 9 приемников 2 и 4, а по ьеличине суммы сигналов приемников

2 и 4 определяют наличие систематических

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (уэ) дефектоскопии изделий как с использованием метода прохождения, так и с использованием отражения уз волн, например, при теневом или зеркально-теневом контроле изделий.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности контроля парных изделий со сложной несимметричной формой поверхности вследствие синхронного сканирования каждого из двух контролируемых изделий парами идентичных излучателей и приемников и определения результатов контроля по сумме и разности сигналов на выходах приемников пар, в том числе и при использовании многоэлементных приемников.

На фиг. 1 представлена схема из контроля дефектов изделий; на фиг. 2 — блок-схема устройства, осуществляющего обработку сигналов при реализации из способа контроля дефектов изделий; на фиг. 3 — запись отрицательных разностных сигналов приемников; на фиг. 4 представлена запись суммы сигналов приемников, на фиг. 5— запись положительных оазностных сигналов приемников, На фиг. i позициями 1 и 2 обозначены излучатель и приемник первой пары, позициями 3 и 4 — излучатель и приемник второй пары, позициями 5 и 6 — одинаковые контролируемые изделия, позициями 7 и 8— раковина и трещина в изделиях 5 и 6, а позицией 9 — элементы приемников 2 и 4 при их выполнении многоэлементными.

Устройство для обработки сигналов содержит компараторы 10, сумматор 11, схему

12 сравнения сигналов по модулю, генераторы 13 записи и блоки 14 записи, При записи разностных сигналов (фиг, 3 и 5) фиксируются в виде линий 15 места резкого изменения профиля поверхности изделий 5 и 6 и в виде пятен 16 единичные дефекты типа раковины 7. При записи суммы сигналов линиями 17 в виде узких непрописанных полос 18 фиксируются неконтролируемые зоны, наличие которых обусловлено рельефом поверхности изделия 5 и 6, и в виде непрописанных пятен 19 фиксируются как единичные дефекты типа раковины 7, так и систематические дефекты типа трещин 8.

Уз способ контроля изделий заключается в следующем.

Размещают в иммерсионной среде две пары излучатель-приемник и два одинаковых контролируемых иэделия так, чтобы расположение первой паоы излучатель5

20

35 приемник относительно первого изделия было идентично расположению второй пары излучатель — приемник относительно второго изделия. Осуществляют синхронное сканирование первого изделия первой пары излучатель — приемник и второго изделия второй парой излучатель-приемник так, чтобы в каждый момент времени расположение первой пары излучатель-приемник относительно первого изделия оставалось идентичным расположению второй пары излучатель — приемник относительно второго изделия.

В ходе сканирования возбуждают в

5 каждом изделии с помощью излучателей импульсы уз колебаний и принимают приемниками распространяющиеся в изделиях уз колебания. Наличие одиночного дефекта в каждом Изделии определяют по величине разности сигналов первого и второго приемников, а его местонахождение в конкретном изделии — по знаку этой разности. Наличие систематического дефекта, т.е. дефекта, присутствующего и в одном и в другом изделиях определяют по величине суммы сигналов первого и второго приемников.

При контроле изделий, в которых луч из колебаний в ходе сканирования претерпевает отклонение на различную величину, дополнительные приемники размещают у каждого из основных приемников так, что образуются два идентичных многоэлементных приемных блока, т.е. два идентичных многоэлементных приемника. В этом случае наличие одиночного дефекта 8 каждом изделии определяют по величине разности сигналов идентичных приемников первого и второго блоков, а его местонахождение в конкретном изделии — по знаку этой разно0 сти. Наличие систематического дефекта определяют по величине суммы сигналов всех приемников, Уз способ контроля изделий реализуется следующим образом .

5 При контроле по теневой схеме излучатели 1 и 3 и многоэлементные приемники 2 и 4 выставляются по разные стороны иэделий 5 и 6 над идентичными точками их поверхности. Осуществляют сканирование

0 иэделий 5 и 6, синхронно перемещая либо иэделия 5 и 6 от одного привода с идентичным передаточным соотношением при неподвижных излучателях 1 и 3 и приемниках

2 и 4, либо жестко связанных между собой

5 излучателей 1 и 3 и приемников 2 и 4 относительно изделий 5 и 6. Излучателями 1 и 3 излучают импульсы уз колебаний в изделия

5 и 6. а элементами 9 приемников 2 и 4 принимают прошедшие через изделия 5 и 6 уз колебания. С выходов элементов 9 сигна: "..47387 лы поступают на компараторы 10, выполненные, например, в виде дифференциальных усилителей, и сумматор 11 сигналов, выполненный, например, в простейшем случае, в виде конденсатора. С выходов компараторов 10 сигналы поступают на схему

12 сравнения сигналов по модулю.

При превышении модуля отрицательного разностного сигнала заданной величины срабатывает один из генераторов 13 и один из блоков 14, например самописец, осуществлет фиксирование результатов контроля первого изделия 5 (фиг, 3), а при превышении модуля положительного разностного сигнала заданной величины срабатывает другой генератор 13 и другой блок 14 осуществляет фиксирование результатов контроля второго иэделия 6 (фиг. 5). Сумматор 11 при достаточном уровне выходного сигнала также осуществляет запуск генератора 13, в результате чего блоком 14 производится фиксирование условий контроля (фиг. 4).

При сканировании ровных бездефектных участков изделий 5 и 6 на идентичные элементы 9 приемников 2 и 4 поступают одинаковые импульсы уз колебаний, трансформируемые в одинаковые электрические сигналы Ац и А2ь При вычитании сигналов получают Ац-A21=0, в результате чего соответствующие генераторы 13 не запускаются и блоки 14 не производят запись. При сложении сигналов всех элементов 9 в количеП стве и штук получают Z, (Ац + A2l) > Ар. где

l =1

Ар — заданный уровень величины суммарного сигнала, в результате чего запускается соответствующий генератор 13, и блок 14 фиксирует нормальные условия распространения уз колебаний от излучателей 1 и 3 до приемников 2 и 4 линией 17.

При сканировании ровных участков изделий 5 и 6 в случае наличия, например, в изделии 5 раковины 7 на элементы 9 приемника 4 по-прежнему поступают те же импульсы уз колебаний, трансформируемые в электрические сигналы A2i, а на элементы 9 приемника 2 ввиду значительных размеров раковины 7 поступают ослабленные импульсы уэ колебаний, трансформируемые в электрические сигналы Ац — ЛА. При вычитании сигналов получают Ац-A2i — ЛА=- ЛА, в результате чего запускается соответствующий генератор 13, и один из блоков 14 записывает раковину 7 в виде темного пятна

16. При сложении сигналов всех элементов 9 и получают t 7 (Ац+А21)1-и . ЛА АО в peI=t зультате чего соединенный с сумвииерем.M генератор 13 не запускается, и блок 14 фиксирует раковину 7 в виде светлого пятна 19, При сканировании участков с резким изменением профиля поверхности изделий 5 и

5 6 вследствие практической невозможности обеспечения полной идентичности сигналов на один и тот же элемент 9 приемников

2 и 4 поступят сигналы, разность которых в один момент времени составит (+ ЛА); а в

10 другой момент времени (— Л А). В результате генераторы 13, соединенные с выходами схемы 12, запускаются и блоки 14 фиксируют границы резкого изменения профиля в виде линий 15, При сложении сигналов получают

15 и (, >„(A1;+A2i)) — Л А > Ар и поэтому линией 17

i ==1 фиксируются нормальные условия контроля.

При сканировании участков изделий 5 и

6 с систематическим дефектом типа трещин

8 резко уменьшается амплитуда сигнала и для приемника 2 и для приемника 4 на величину ЛА. При вычитании сигналов получают

A1i — ЛА-A2i+ Л А=О, в результате чего блоки

14, соединенные со схемой 12, запись не производят. При сложении сигналов получаи ют („>, (A1i+A2i)j — 2 ЛА Àð, в результате

i 1 чего соединенный с сумматором 11 генератор 13 не зэпускается, и блок 14 фиксирует трещину 8 в виде светлого пятна 19, При сканировании участков иэделий 5 и

6 с уклоном поверхности уз колебания уже не распространяются кратчайшим путем от излучателя 1 или 3 к приемнику 2 или 4, а отклоняются от этой траектории. Возможны случаи, когда уз колебания претерпевают полное внутреннее отражение и тогда на приемники 2 и 4 сигналы не поступают вовсе. Разность в этом случае равна О, и блоки

14, соединенные со схемой 12, запись не производят. Сумма в этом случае также равна О, и блок 14, соединенный с сумматором

11, фиксирует неконтролируемую зону в виде светлой полосы 18. Для расшифровки результатов контроля необходимо сопоставление результатов всех трех блоков 14, представленных на фиг. 3, 4 и 5, Одиночные дефекты выявляются по темным и светлым пятнам 16 и 19 соответственно. Систематические дефекты выявляются по светлым пятнам 19. При этом для определения конк-. ретного расположения дефектов в иэделиях

55 5 и 6 используют линии 15 изменения рельефа поверхности изделий 5 и 6.

Белые полосы 18 могут быть "записаны" только в случае исключения наличия углов полного отражения, что достигается изме- нением угла ввода уз колебаний в изделия 5 и 6. Белые пятна 19 от дефектов при этом остаются без изменений. Необходимые размеры многоэлементных приемников 2 и 4, выполняемых в виде линеек или матриц, определяются конкретными формами и размерами контролируемых изделий 5 и 6, а также требованиями, предьявляемыми к недопустимым дефектам 7 и 8.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой способ контроля изделий, заключающийся в размещении первой и второй пар излучателя и приемника изделия в иммерсионной среде, возбуждении излучателями импульсов ультразвуковых колебаний, приеме приемниками распространяющихся в изделии колебаний, сканировании излучателями и приемниками изделия и определении наличия дефекта по величине разности сигналов. первого и второго приемников, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности контроля парных изделий со сложной несимметричной формой поверхности, дополнительно размещают в иммерсионной среде второе аналогичное изделие, расп . лага от в ходе сканирования вторую пару излучателя и приемника относительно второго изделия идентично расположению пеовой пары излучателя и приемника относительно

5 первого изделия, наличие одиночного дефекта в иэделиях определяют по величине разности сигналов первого и второго и риемников, местонахождение одиночного дефекта в конкретном иэделии определяют по

10 знаку разности сигналов первого и второго приемников, а наличие систематического дефекта в изделиях определяют по величине суммы сигналов первого и второго приемников.

15 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что размещаютдополнительные приемники у каждого из основных приемников таким образом, что образуются два идентичных многоэлементных приемных блока, прини20 мают дополнительными приемниками распространяющиеся в иэделии колебания, наличие и местонахождение одиночного дефекта в изделиях определяют па величине и знаку разности сигналов идентичных при25 емников первого и второго блоков, а наличие систематического дефекта в изделиях определяют по величине суммы сигналов всех приемников.

1647387

5 15 16

17

15 15 15 5

Составитель В. Гондаревский

Редактор А.Шандор Техред М.Моргентал Корректор M.Пожо

Заказ 1394 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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