Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов



Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов
Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и ультразвуковой способ обнаружения дефектов

 


Владельцы патента RU 2539806:

АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН (JP)

Использование: для обнаружения дефектов посредством ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что главный корпус преобразователя имеет на своем переднем торце осциллирующую пластину, имеющую на виде сбоку изогнутую форму и соответствующую изогнутой с большим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части. На осциллирующей пластине главного корпуса преобразователя в виде матрицы в направлении изгиба и в направлении ширины распределено множество пьезоэлектрических генераторов. В каждой группе генераторов блок управления переключает пьезоэлектрические генераторы на передающие и принимающие пьезоэлектрические генераторы по очереди в направлении ширины согласно заранее установленной модели передачи/приема и обрабатывает сигнал, принятый от принимающего пьезоэлектрического генератора, согласно методу апертурного синтеза. Технический результат: обеспечение возможности реализовывать высокое отношение сигнал/шум и повышение точности обнаружения дефекта. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

В связи с указанием государства - Соединенные Штаты, данная международная патентная заявка, согласно U.S.С. 35 119 (а), испрашивает приоритет заявки на патент Японии №2010-237649, поданной 22 октября 2010 года, полное содержание которой включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к ультразвуковому устройству обнаружения дефектов для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, выполненной из композиционных материалов, ультразвуковому преобразователю, который представляет собой основной компонент ультразвукового устройства обнаружения дефектов, и т.п.

Уровень техники

Для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, выполненной из композиционных материалов, таких как пластик, армированный волокном (FRP), обычно используется ультразвуковой преобразователь, который передает и принимает ультразвуковые волны.

Ультразвуковой преобразователь имеет главный корпус преобразователя, который имеет на своем переднем торце осциллирующую плоскость, имеющую на виде сбоку изогнутую форму и соответствующую изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части.

Осциллирующая плоскость главного корпуса преобразователя имеет множество генераторов, расположенных в направлении изгиба осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя. Каждый генератор передает ультразвуковую волну к изгибу слоистой части и принимает отраженную волну от изгиба слоистой части. Генераторы электрически соединены с блоком управления.

Для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части ультразвуковой преобразователь перемещается относительно слоистой части таким образом, чтобы осциллирующая плоскость главного корпуса преобразователя была обращена к изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части. Множество генераторов передает ультразвуковые волны по направлению к изгибу слоистой части и принимает отраженные волны от изгиба слоистой части. Согласно принятым сигналам от множества генераторов (сигналам обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя) блок управления без разрушений выявляет внутреннее дефектное состояние на изгибе слоистой части.

Предшествующий уровень техники, имеющий отношение к настоящему изобретению, раскрыт, например, в нерассмотренных публикациях заявок на патент Японии №2003-90829 и №Н06-18488.

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые изобретением

Если количество слоев слоистой части увеличивается, изгиб слоистой части становится толще. В этом случае интенсивность отраженных ультразвуковых волн становится слабее таким образом, что ультразвуковой преобразователь может в недостаточной мере обнаруживать отраженные волны от внутреннего дефекта на изгибе слоистой части. Чтобы справиться с этим, чувствительность обнаружения отраженной волны генераторами может быть увеличена. Однако это приводит к увеличению шумовых эхо-сигналов, что ухудшает отношение сигнал/шум (отношение эхо-сигнала обнаружения к шумовому эхо-сигналу) сигналов обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя (сигналов, принятых от генераторов).

Поэтому проблема заключается в том, что точность обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части не будет улучшена, если количество слоев слоистой части увеличивается для утолщения изгиба слоистой части.

Настоящее изобретение обеспечивает ультразвуковое устройство обнаружения дефектов, ультразвуковой преобразователь и т.п., способные реализовать высокое отношение сигнал/шум, и повысить точность обнаружения дефекта.

Средство для решения задачи

Согласно первому аспекту настоящего изобретения ультразвуковое устройство обнаружения дефектов для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе (изогнутом участке) слоистой части, выполненной из композиционных материалов, включает в себя: ультразвуковой преобразователь, который передает и принимает ультразвуковые волны, и блок управления, который согласно сигналам обнаружения дефектов (принятым сигналам) от ультразвукового преобразователя обнаруживает и обрабатывает внутреннее дефектное состояние на изгибе слоистой части. Более подробно, ультразвуковой преобразователь включает в себя главный корпус преобразователя, который на своем переднем торце имеет осциллирующую плоскость, имеющую на виде сбоку изогнутую форму и соответствующую изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части, и множество генераторов, распределенных по осциллирующей плоскости в виде матрицы в направлении изгиба (направлении кривой) осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя и в направлении ширины главного корпуса преобразователя (т.е. направлении, перпендикулярном боковой поверхности главного корпуса преобразователя) для передачи ультразвуковых волн в направлении изгиба слоистой части и для приема отраженных волн от изгиба слоистой части. Блок управления для каждой группы генераторов, образованной в виде ряда в направлении ширины из множества генераторов, последовательно выполняет переключение генераторов в группе генераторов на передающие и принимающие генераторы по очереди в направлении ширины согласно заранее установленной модели передачи/приема и обрабатывает принятый сигнал от принимающего генератора согласно методу апертурного синтеза.

В подробном описании и формуле изобретения этого документа "внутреннее дефектное состояние" означает наличие или отсутствие внутреннего дефекта, размер и расположение внутреннего дефекта и т.п. "На виде сбоку изогнутая форма, соответствующая изогнутой поверхности" означает форму, которая проходит вдоль изогнутой поверхности и изгибается, если смотреть со стороны, или форму, которая проходит по обратному отображению изогнутой поверхности. "Передающий генератор" представляет собой генератор, выбранный из генераторов, для передачи ультразвуковой волны, а "принимающий генератор" представляет собой генератор, выбранный из генераторов, для приема отраженной волны.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения ультразвуковой преобразователь, используемый для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе (изогнутом участке) слоистой части, выполненной из композиционных материалов, за счет передачи и приема ультразвуковых волн включает в себя: главный корпус преобразователя, который на своем переднем торце имеет осциллирующую плоскость, имеющую на виде сбоку изогнутую форму и соответствующую изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части, и множество генераторов, распределенных по осциллирующей плоскости в виде матрицы в направлении изгиба осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя и в направлении ширины главного корпуса преобразователя, т.е. в направлении, ортогональном боковой поверхности главного корпуса преобразователя, для передачи ультразвуковых волн в направлении к изгибу слоистой части и для приема отраженных волн от изгиба слоистой части.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, ультразвуковой способ обнаружения дефектов для обнаружения с использованием ультразвукового преобразователя согласно второму аспекту внутреннего дефектного состояния на изгибе (изогнутом участке) слоистой части, выполненной из композиционных материалов, включает в себя: перемещение ультразвукового преобразователя относительно слоистой части таким образом, чтобы осциллирующая плоскость главного корпуса преобразователя была обращена к изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части, размещение акустической среды между изгибом слоистой части и ультразвуковым преобразователем, группирование каждого ряда в направлении ширины из множества генераторов в группу генераторов, переключение генераторов в заданной одной из групп генераторов на передающие и принимающие генераторы по очереди в направлении ширины согласно заранее установленной модели передачи/приема, передачу ультразвуковой волны от передающего генератора в изгиб слоистой части, прием отраженной волны от изгиба слоистой части принимающим генератором, обработку принятого сигнала от принимающего генератора согласно методу апертурного синтеза, последовательное выполнение для каждой из оставшихся групп генераторов переключения передающих и принимающих генераторов от одного к другому в направлении ширины среди генераторов в группе генераторов и обработку принятого сигнала от принимающего генератора согласно методу апертурного синтеза, тем самым обнаруживая внутреннее дефектное состояние на изгибе слоистой части.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой блок-схему управления ультразвукового устройства обнаружения дефектов согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - увеличенный вид сбоку ультразвукового преобразователя согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3(a) - вид в разрезе, взятый вдоль линии IIIB-IIIB Фиг. 4(b), а Фиг. 3(b) - развернутый вид в плане осциллирующей плоскости главного корпуса ультразвукового преобразователя согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4(a) - вид спереди ультразвукового преобразователя согласно варианту осуществления настоящего изобретения, а Фиг. 4(b) - вид сбоку ультразвукового преобразователя согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - вид, разъясняющий переключение пьезоэлектрических генераторов на пьезоэлектрические передающие и принимающие генераторы согласно первой модели передачи/приема.

Фиг. 6 - вид, разъясняющий переключение пьезоэлектрических генераторов на передающие и принимающие пьезоэлектрические генераторы согласно второй модели передачи/приема.

Фиг. 7 - вид в перспективе, в целом иллюстрирующий ультразвуковое устройство обнаружения дефектов согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут разъяснены со ссылкой на Фиг. 1-7.

Как показано на Фиг. 7, ультразвуковое устройство 1 обнаружения дефектов согласно варианту осуществления настоящего изобретения обнаруживает внутреннее дефектное состояние на изгибе (изогнутом участке) Wc слоистой части W, выполненной из композиционных материалов, и включает в себя ультразвуковой преобразователь 3, который передает и принимает ультразвуковые волны S (см. Фиг. 2) через акустическую среду М, и блок 5 управления, который согласно сигналам обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя 3 обнаруживает и обрабатывает внутреннее дефектное состояние на изгибе Wc слоистой части W. Слоистая часть W варианта осуществления настоящего изобретения представляет собой часть самолета, такую как обшивка, выполненная из пластика, армированного волокном (FRP), при этом изгиб Wc слоистой части W является основанием загиба обшивки, а акустическая среда М представляет собой жидкость, такую как вода, или твердое вещество.

Будут разъяснены подробности конфигурации ультразвукового преобразователя 3 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 1-4, ультразвуковой преобразователь 3 имеет главный корпус 7 преобразователя. Главный корпус 7 преобразователя имеет на своем переднем торце осциллирующую плоскость 9, которая на виде сбоку имеет изогнутую форму, чтобы следовать изогнутой с большим диаметром поверхности, образованной на изгибе Wc слоистой части W. Вместо этой осциллирующей плоскости 9, имеющей на виде сбоку изогнутую форму, чтобы следовать изогнутой с большим диаметром поверхности, образованной на изгибе Wc слоистой части W, главный корпус 7 преобразователя может иметь осциллирующую плоскость, имеющую такую форму, чтобы следовать изогнутой с меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе Wc слоистой части W.

На осциллирующей плоскости 9 главного корпуса 7 преобразователя в виде матрицы в направлении AD изгиба осциллирующей поверхности 9 главного корпуса 7 преобразователя и в направлении ширины главного корпуса 7 преобразователя, т.е. в направлении BD, ортогональном боковой лицевой стороне главного корпуса 7 преобразователя, распределено множество (8×8 элементов согласно варианту осуществления настоящего изобретения) пьезоэлектрических генераторов 11. Каждый из пьезоэлектрических генераторов 11 передает ультразвуковую волну S к изгибу Wc слоистой части W и принимает отраженную волну S от изгиба Wc слоистой части W. Каждый пьезоэлектрический генератор 11 выполнен из композиционных материалов или керамики и соединен с блоком 5 управления. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения восемь пьезоэлектрических генераторов 11, расположенных в направлении BD ширины, образуют группу 11G пьезоэлектрических генераторов и поэтому существует восемь групп 11G пьезоэлектрических генераторов.

Внутри главного корпуса 7 преобразователя расположен демпфер (не показан) для поглощения чрезмерного колебания пьезоэлектрических генераторов 11.

Будут разъяснены детали блока 5 управления согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 1, блок 5 управления имеет блок 13 генерирования сигнала, который подает сигнал возбуждения (сигнал передачи) на пьезоэлектрические генераторы 11, и приемник 15, который усиливает принятые сигналы от пьезоэлектрических генераторов 11 (сигналы обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя 3). Блок 13 генерирования сигнала и пьезоэлектрические генераторы 11 соединены со схемой 17 переключения. Схема 17 переключения способна переключать один из выбранных пьезоэлектрических генераторов и блок 13 генерирования сигнала в соединенное состояние и разъединенное состояние. Приемник 15 и пьезоэлектрические генераторы 11 соединены со схемой 19 обнаружения сигнала. Схема 19 обнаружения сигнала способна переключать выбранный один из пьезоэлектрических генераторов 11 и приемник 15 в соединенное состояние и разъединенное состояние.

Точнее, как показано на фиг 5, схема 17 переключения последовательно переключает пьезоэлектрические генераторы 11 в каждой группе 11G пьезоэлектрических генераторов на передающий пьезоэлектрический генератор 11 (Т) за восемь этапов в направлении BD ширины за счет использования заранее заданной первой модели передачи/приема. Аналогично схема 19 обнаружения сигнала использует первую модель передачи/приема для последовательного переключения между пьезоэлектрическими генераторами 11 в каждой группе 11G пьезоэлектрических генераторов на принимающие пьезоэлектрические генераторы 11 (R) за восемь этапов в направлении BD ширины.

Вместо первой модели передачи/приема для последовательного переключения между пьезоэлектрическими генераторами 11 в каждой группе 11G пьезоэлектрических генераторов на передающие и принимающие пьезоэлектрические генераторы 11 (передающие пьезоэлектрические генераторы 11 и принимающие пьезоэлектрические генераторы 11) может быть использована заранее установленная вторая модель передачи/приема в четыре этапа в направлении BD ширины, показанная на Фиг. 6. Когда используется вторая модель передачи/приема, передающий пьезоэлектрический генератор 11 располагается в промежуточной области в направлении BD ширины на осциллирующей плоскости 9 главного корпуса 7 преобразователя, а принимающие пьезоэлектрические генераторы 11 (R) располагаются с каждой стороны от передающего пьезоэлектрического генератора 11 (Т) в направлении BD ширины.

Приемник 15 соединен с блоком 21 обработки сигнала. Блок 21 обработки сигнала последовательно обрабатывает принятые сигналы, которые приняты принимающими пьезоэлектрическими генераторами 11 и усилены согласно методу апертурного синтеза (процесса наложения). Метод апертурного синтеза использует элементы системной информации, такие как взаимное расположение между ультразвуковым преобразователем 3 и изгибом Wc слоистой части W, частоту ультразвукового преобразователя 3 обнаружения дефектов, скорость звука в слоистой части W и акустической среде М и т.п. Блок 21 обработки сигнала соединен с блоком отображения (не показан), который объединяет результат обработки (такой как отображение апертурного синтеза) блока 21 обработки сигнала с информацией о положении преобразователя 3, а также выводит объединенный результат.

Будут разъяснены ультразвуковой способ обнаружения дефектов согласно варианту осуществления настоящего изобретения и его результат.

Ультразвуковой преобразователь 3 перемещается относительно слоистой части W таким образом, что осциллирующая плоскость 9 главного корпуса 7 преобразователя обращена к изогнутой с большим диаметром поверхности, образованной на изгибе Wc слоистой части W. При наличии акустической среды М, размещенной между изгибом Wc слоистой части W и ультразвуковым преобразователем 3, ультразвуковая волна S передается от передающего пьезоэлектрического генератора 11 и падает на изгиб Wc слоистой части W, при этом полученная отраженная волна S принимается принимающим пьезоэлектрическим генератором 11. Более подробно, схема 17 переключения и схема 19 обнаружения сигнала используются для последовательного переключения между пьезоэлектрическими генераторами 11 в заданной группе 11G пьезоэлектрических генераторов на передающие и принимающие пьезоэлектрические генераторы 11 за восемь этапов или за четыре этапа в направлении BD ширины в соответствии с первой или второй моделями передачи/приема (см. Фиг. 5 и 6). На каждом этапе ультразвуковая волна S передается от передающего пьезоэлектрического генератора 11, падает на изгиб Wc слоистой части W, при этом отраженная волна S от изгиба Wc слоистой части W принимается принимающим пьезоэлектрическим генератором 11 (см. Фиг. 2). В отношении принятых сигналов от принимающих пьезоэлектрических генераторов 11 в заданной группе 11G пьезоэлектрических генераторов блоком 21 обработки сигнала выполняется метод апертурного синтеза.

Подобным образом в каждой из оставшихся групп 11G пьезоэлектрических генераторов схема 17 переключения и схема 19 обнаружения сигнала используются для последовательного переключения между пьезоэлектрическими генераторами 11 на передающие и принимающие пьезоэлектрические генераторы 11 за восемь этапов или за четыре этапа в направлении BD ширины согласно первой или второй моделям передачи/приема. В отношении принятых сигналов от принимающих пьезоэлектрических генераторов 11 блоком 21 обработки сигнала последовательно выполняется метод апертурного синтеза. Таким образом, для периферийной местной области изгиба Wc слоистой части W блок 5 управления производит процесс обнаружения (процесс обнаружения дефектов) для обнаружения внутреннего дефектного состояния (наличия или отсутствия внутреннего дефекта, размера и расположения внутреннего дефекта и т.п.), за счет чего выявляет внутреннее дефектное состояние (осуществляет поиск дефектов).

После обнаружения внутреннего дефектного состояния в периферийной местной зоне на изгибе Wc слоистой части W ультразвуковой преобразователь 3 перемещается в направлении по окружности вдоль слоистой части W, при этом указанные выше процессы повторяются для обнаружения внутреннего дефектного состояния по всей периферии изгиба Wc слоистой части W.

Поскольку множество пьезоэлектрических генераторов 11 распределены по осциллирующей плоскости 9 главного корпуса 7 преобразователя в виде матрицы в направлении AD изгиба и в направлении BD ширины, схема 17 переключения и схема 19 обнаружения сигнала могут переключаться между пьезоэлектрическими генераторами 11 в каждой группе 11G передающих и принимающих пьезоэлектрических генераторов 11. А блок 21 обработки сигнала может выполнять метод апертурного синтеза на принятых сигналах от принимающих пьезоэлектрических генераторов 11 в каждой группе 11G пьезоэлектрических генераторов. Даже если число слоев слоистой части W повышается для утолщения изгиба Wc слоистой части W, ультразвуковой преобразователь 3 может в достаточной степени и надежным образом обнаруживать отраженные волны S, представляющие внутренний дефект на изгибе Wc слоистой части W, без увеличения чувствительности обнаружения для отраженных волн S, принятых принимающими пьезоэлектрическими генераторами 11.

Соответственно вариант осуществления настоящего изобретения способен сократить шумовые эхо-сигналы, повысить отношение сигнал/шум сигналов обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя 3 (принятых сигналов от принимающих пьезоэлектрических генераторов 11), а также улучшить точность обнаружения (точность обнаружения дефектов) внутреннего дефектного состояния на изгибе Wc слоистой части W, даже если число слоев слоистой части W повышается до утолщения изгиба Wc слоистой части W.

В частности, на основе второй модели передачи/приема, проиллюстрированной на Фиг. 6, вариант осуществления способен ограничить область обнаружения (область обнаружения дефектов) ультразвукового преобразователя 3 и выполнить метод апертурного синтеза на принятых сигналах от принимающих пьезоэлектрических генераторов 11, использованных для приема отраженных волн S, тем самым улучшить точность обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе Wc слоистой части W.

Как упомянуто выше, в первом и втором аспекте настоящего изобретения ультразвуковой преобразователь перемещается относительно слоистой части таким образом, чтобы осциллирующая плоскость главного корпуса преобразователя была обращена к изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности на изгибе слоистой части. В дальнейшем блок управления переключается между генераторами в заданной группе генераторов на передающие и принимающие генераторы в направлении ширины преобразователя согласно модели передачи/приема, передает ультразвуковую волну от передающего генератора в изгиб слоистой части и принимает отраженную волну от изгиба слоистой части принимающим генератором. После этого блок управления выполняет метод апертурного синтеза на принятом сигнале от принимающего генератора. Таким образом, блок управления доводит до конца процесс обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, посредством чего осуществляет поиск внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части.

В ультразвуковом преобразователе генераторы распределены по осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя в виде матрицы в направлении изгиба и ширины и поэтому блок управления может переключаться между генераторами в каждой группе генераторов на передающие и принимающие генераторы в направлении ширины согласно модели передачи/приема и последовательно обрабатывать принятые сигналы от принимающих генераторов согласно методу апертурного синтеза. Даже если число слоев слоистой части увеличивается для утолщения изгиба слоистой части, ультразвуковой преобразователь может в достаточной степени и надежным образом обнаруживать отраженные волны, представляющие внутренний дефект на изгибе слоистой части без увеличения чувствительности обнаружения для отраженных волн, принятых принимающими генераторами.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения генераторы распределены по осциллирующей плоскости главного корпуса ультразвукового преобразователя в виде матрицы в направлении изгиба и ширины. Соответственно, как упомянуто выше, блок управления может переключаться между генераторами в каждой группе генераторов на передающие и принимающие генераторы в направлении ширины согласно модели передачи/приема и последовательно обрабатывать сигналы, принятые от принимающих генераторов, согласно методу апертурного синтеза. Даже если число слоев слоистой части увеличивается для утолщения изгиба слоистой части, ультразвуковой преобразователь может в достаточной степени и надежным образом обнаруживать отраженные волны, представляющие внутренний дефект на изгибе слоистой части без увеличения чувствительности обнаружения для отраженных волн, принятых принимающими генераторами.

Согласно настоящему изобретению, даже если число слоев слоистой части увеличивается для утолщения изгиба слоистой части, ультразвуковой преобразователь может в достаточной степени и надежным образом обнаруживать отраженные волны, представляющие внутренний дефект на изгибе слоистой части, и поэтому настоящее изобретение может сократить шумовые эхо-сигналы, повысить соотношение сигнал/шум сигналов обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя и улучшить точность обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части.

Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления и может быть достижимым в различных формах. Объем прав, охватываемый настоящим изобретением, не ограничен указанными вариантами осуществления.

1. Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, выполненной из композиционных материалов, содержащее:
ультразвуковой преобразователь, передающий и принимающий ультразвуковые волны; и
блок управления, выполненный с возможностью обнаружения и обработки внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части согласно сигналам обнаружения дефектов от ультразвукового преобразователя, причем:
ультразвуковой преобразователь включает в себя:
главный корпус преобразователя, который на своем переднем торце имеет осциллирующую плоскость, имеющую на виде сбоку изогнутую форму и соответствующую изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части, и
множество генераторов, которые распределены по осциллирующей плоскости в виде матрицы в направлении изгиба осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя и в направлении ширины главного корпуса преобразователя и выполнены с возможностью передачи ультразвуковых волн в направлении изгиба слоистой части и приема отраженных волн от изгиба слоистой части, и
блок управления, последовательно выполняющий для каждой группы генераторов, образованной из ряда с множеством генераторов в направлении ширины, переключение между генераторами в группе генераторов на передающие и принимающие генераторы по очереди в направлении ширины согласно заранее установленной модели передачи/приема и обработку сигнала, принятого от принимающего генератора, согласно методу апертурного синтеза.

2. Ультразвуковое устройство обнаружения дефектов по п.1, в котором
передающий генератор расположен в промежуточной области в направлении ширины на осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя, при этом принимающие генераторы расположены с каждой стороны передающего генератора в направлении ширины.

3. Ультразвуковой преобразователь, используемый для обнаружения внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, выполненной из композиционных материалов, за счет передачи и приема ультразвуковых волн, содержащий:
главный корпус преобразователя, имеющий осциллирующую плоскость на своем переднем торце, причем осциллирующая плоскость на виде сбоку имеет изогнутую форму и соответствует изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части, и
множество генераторов, распределенных по осциллирующей плоскости в виде матрицы в направлении изгиба осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя и в направлении ширины главного корпуса преобразователя, выполненных с возможностью передачи ультразвуковых волн в направлении изгиба слоистой части и приема отраженных волн от изгиба слоистой части.

4. Ультразвуковой способ обнаружения дефектов для обнаружения с использованием ультразвукового преобразователя по п.3 внутреннего дефектного состояния на изгибе слоистой части, выполненной из композиционных материалов, содержащий:
перемещение ультразвукового преобразователя относительно слоистой части таким образом, чтобы осциллирующая плоскость главного корпуса преобразователя была обращена к изогнутой с большим или меньшим диаметром поверхности, образованной на изгибе слоистой части;
размещение акустической среды между изгибом слоистой части и ультразвуковым преобразователем, группирование каждого ряда в направлении ширины из множества генераторов в группу генераторов, переключение между генераторами в заданной одной из групп генераторов на передающие и принимающие генераторы по очереди в направлении ширины согласно заранее установленной модели передачи/приема, передачу ультразвуковой волны от передающего генератора в изгиб слоистой части, прием отраженной волны от изгиба слоистой части принимающим генератором и обработку сигнала, принятого от принимающего генератора, согласно методу апертурного синтеза; и
последовательное выполнение для каждой из оставшихся групп генераторов переключения передающих и принимающих генераторов от одного к другому в направлении ширины между генераторами в группе генераторов и обработку сигнала, принятого от принимающего генератора, согласно методу апертурного синтеза, тем самым обнаруживая внутреннее дефектное состояние на изгибе слоистой части.

5. Ультразвуковой способ обнаружения дефектов по п.4, в котором
передающий генератор расположен в промежуточной области в направлении ширины на осциллирующей плоскости главного корпуса преобразователя, при этом принимающие генераторы расположены с каждой стороны передающего генератора в направлении ширины.

6. Ультразвуковой способ обнаружения дефектов по п.4, в котором слоистая часть представляет собой часть самолета, выполненную из армированного волокном пластика.

7. Ультразвуковой способ обнаружения дефектов по любому одному из пп. 4-6, в котором акустическая среда является жидкостью.

8. Ультразвуковой способ обнаружения дефектов по любому одному из пп.4-6, в котором акустическая среда является твердым веществом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам фотоакустической визуализации. Устройство получения информации о субъекте содержит блок акустического преобразования, выполненный с возможностью принимать акустическую волну, генерируемую при облучении субъекта светом, и преобразовывать акустическую волну в электрический сигнал, и блок обработки, выполненный с возможностью получения поверхностного распределения интенсивности света или поверхностного распределения освещенности от света, падающего на поверхность субъекта, на основании информации о форме поверхности субъекта, получения распределения интенсивности света внутри субъекта на основании поверхностного распределения интенсивности света или поверхностного распределения освещенности и получения распределения оптических свойств внутри субъекта на основании электрического сигнала и распределения интенсивности света внутри субъекта.

Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения: система ультразвукового контроля объекта, содержащая множество передающих блоков и приемные блоки, при этом каждый передающий блок выполнен с возможностью генерировать ультразвуковые колебания на поверхности объекта и/или в объекте, причем каждый приемный блок выполнен с возможностью оптически измерять колебание поверхности объекта; приемный блок выполнен с возможностью принимать свет, падающий на него из зоны измерения; соответствующему приемному блоку соответствует одна зона измерения, так что приемный блок принимает свет, падающий на него из зоны измерения, при этом каждый передающий блок создает искровой промежуток, причем указанный искровой промежуток создает на поверхности и/или в объекте ультразвуковые колебания, причем между искровым промежутком и зоной измерения размещен экран, приемный блок включает в себя осветительный лазер, свет которого освещает поверхность в зоне измерения, и световодную систему, выполненную с возможностью излучать свет лазера в своем первом положении в первую зону измерения, а во втором положении - во вторую зону измерения, световодная система выполнена с возможностью разделять свет лазера и излучать его в одну или другую зоны измерения.

Изобретение относится к области ультразвуковых устройств и может быть использовано в медицинской терапевтической или диагностической системе. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым зондам для диагностики живого тела. .

Изобретение относится к преобразователям для контроля целостности металлических изделий с помощью ультразвука, например для контроля трубопроводов. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к средствам определения текстурной анизотропии, толщины и напряженно-деформированного состояния конструкций и проката типа лент, полос, труб и др.

Изобретение относится к электромагнитным акустическим преобразователям для контроля ферромагнитных материалов, в частности, помимо прочего, газопроводов. .

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к устройствам для контроля геометрических параметров технологических каналов ядерных реакторов типа РБМК.

Изобретение относится к технике ультразвуковой диагностики, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям для медицинских одномерных зондов (эхоэнцефалоскопических, эхоофтальмоскопических).

Изобретение относится к области техники зондовой микроскопии. Атомно-силовой сканирующий зондовый микроскоп (АСМ) содержит кантилевер, иглу кантилевера, систему обнаружения и регистрации отклонения кантилевера, включающую лазер, отражательную поверхность кантилевера и 4-секционный фотодиод с входным усилителем, систему 3-D позиционирования образца, контроллер АСМ для обработки результатов измерения, а также устройство для генерации квазичастиц, устройство для приема квазичастиц, отраженных от поверхности исследуемого образца, и дополнительный контроллер для построения карты отражающей способности поверхности. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности изучения динамики поведения квазичастиц на поверхности с нанометровым разрешением. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: для неразрушающего контроля деталей ультразвуком при погружении. Сущность изобретения заключается в том, что установка для контроля посредством ультразвука при погружении трубчатой детали с цилиндрической стенкой (2), заканчивающейся концевыми поперечными фланцами (3, 4), содержит ультразвуковые преобразователи излучатель (21) и приемник (22), управляемые при контакте с жидкостью взаимодействия, предназначенные для установки на одной линии соответственно с обеих сторон фланца, подлежащего контролю, и конструкцию (23) в виде U-образной или С-образной скобы (24), на торцах противоположных ветвей (26, 27) которой соответственно расположены преобразователь-излучатель (21) и преобразователь-приемник (22), находящиеся на одной линии относительно друг друга с образованием между собой пространства (32) для относительного прохождения фланца (3, 4), подлежащего контролю, и основание (28) которой шарнирно установлено в торце подвижного управляемого плеча (25), при этом она содержит короб для погружения (36), в котором расположена конструкция (23) в виде скобы (24), на которой находятся преобразователи (21, 22) и которая содержит жидкость для взаимодействия преобразователей между собой, причем упомянутый короб имеет соответствующую форму, чтобы быть расположенным на фланце (3, 4), подлежащем контролю, и включает в себя две части (37, 38), выполненные с возможностью зацепляться с и герметично перекрывать поперечный фланец и смежную цилиндрическую стенку трубчатой детали. Технический результат: обеспечение возможности полного контроля отдельных частей трубчатых деталей, а также сокращение габаритных размеров установки. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх