Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением

Использование: для ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют сигналы отступа и толщины стенки трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения границ зон изменения толщины стенки трубопровода с произвольным расположением плоскостей к нормали акустической оси пьезоэлектрического преобразователя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к устройствам и способам неразрушающего контроля трубопроводов и может быть использовано для обследования остаточной толщины магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов.

Известен способ обнаружения дефектов в трубопроводе (патент RU 2439551 С1, 03.09.2010, МПК G01N 29/14), направленный на повышение надежности обнаружения дефектов в трубопроводе, сущность которого заключается в том, что устанавливают акустические датчики, фиксируют акустические колебания, определяют местоположение дефекта на контролируемом участке трубопровода и регистрируют его, при этом акустические колебания фиксируют по моде радиальных колебаний круговых полых цилиндров на поперечном пьезоэффекте в полосе частот спектра 1-25 кГц, при этом токосъемные электроды нанесены на боковых поверхностях полого цилиндра, внутри трубопровода размещен диагностический модуль. Данный способ применим прежде всего к диагностированию коррозионных дефектов. Недостатком является узкая специализация диагностики и трудоемкость проведения работ, так как акустические датчики устанавливаются как внутри трубопровода на диагностическом модуле, так и на корпусе трубопровода.

Известно устройство ультразвуковой дефектоскопии и способ ультразвуковой дефектоскопии (патент RU 2397489 С1, 06.07.2007, МПК G01N 29/04). Сущность данного изобретения заключается в том, что вызывают падение ультразвуковой волны на образец посредством углового датчика из наклонного направления, обнаруживают дифрагированную волну, сформированную на краю дефекта в образце посредством нормального датчика над дефектом, и определяет позицию края дефекта от передней поверхности образца с помощью метода треугольника исходя из траектории луча, являющегося компонентом дифрагированной волны, который распространяется непосредственно вверх и проходит через дефект между угловым датчиком для передачи и нормальным датчиком для приема, и исходя из интервала между позицией падения и позицией обнаружения ультразвуковой волны, либо из разности между временем распространения поверхностной волны к нормальному датчику для приема и времени распространения компонента дифрагированной волны, который распространяется непосредственно над дефектом, к нормальному датчику для приема. Недостатком данного способа является то, что конструкция устройства ультразвуковой дефектоскопии должна быть приспособлена для установки датчиков в угловом положении для передачи и нормальном положении для приема ультразвуковой волны.

Известен метод ультразвукового контроля поверхностными методами (Бигус Г.А., Даниев Ю.Ф., Быстрова Н.А., Галкин Д.И. Диагностика технических устройств. - М.: издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. С. 615), являющийся прототипом заявленного изобретения и основанный на регистрации изменения параметров упругих волн, возбужденных в контролируемом объекте. При реализации данного метода объект контроля прозвучивается короткими импульсами ультразвуковых колебаний, возбужденных с использованием пьезоэлектрического преобразователя (далее по тексту ПЭП). Отраженные от несплошностей колебания регистрируются тем же преобразователем, в результате на экране дефектоскопа появляется эхо-сигнал. Чем больше размер насплошностей, тем больше энергия отраженных колебаний и амплитуда эхо-сигнала. Недостатками данного метода контроля являются

- отсутствие обоснованного критерия отбраковки: размеров «зарубки», по которой производится настройка чувствительности контроля;

- высокая вероятность обнаружения только тех несплошностей, плоскость раскрытия которых ориентирована нормально к направлению контроля (акустической оси преобразователя).

Технический результат заявленного изобретения состоит в создании устройства и способа ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением для внутритрубной диагностики толщины стенок трубопровода методом ультразвукового импульсного отражения или ультразвуковой локации, при этом обеспечить определение несплошностей толщины стенки трубопровода не только плоскостей, ориентированных нормально к акустической оси пьезоэлектрического преобразователя, но и границ зон изменения толщины стенки трубопровода с произвольным расположением плоскостей к нормали акустической оси пьезоэлектрического преобразователя.

Технический результат достигается за счет того, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют полученные значения отступа и толщины стенки трубопровода.

Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением основан на иммерсионном методе, который заключается в особенности распространения ультразвукового импульса в жидких и твердых средах, а также его отражения от границы раздела сред. Излучение и прием ультразвуковых импульсов производится ПЭП. В иммерсионном методе ультразвуковые импульсы от ПЭП до объекта распространяются через жидкость. Для определения толщины стенки трубопровода ПЭП располагаются по всей окружности трубопровода на секции носителя ПЭП, при этом акустические оси ПЭП расположены нормально к оси трубопровода. Конструкция секции носителя ПЭП обеспечивает расположение излучающей и принимающей поверхности ПЭП с некоторым заданным отступом от внутренней поверхности трубопровода. Полость между ПЭП и внутренней поверхностью трубопровода заполнена перекачиваемой по трубопроводу жидкостью. Ультразвуковой импульс, излученный ПЭП, распространяется в жидкости до внутренней границы стенки трубопровода. После частичного отражения от внешнего или внутреннего дефекта внутренней или внешней границ ыстенки трубопровода отраженные ультразвуковые импульсы достигают ПЭП и преобразуются им в электрический сигнал. При этом в процессе генерации запускающего импульса и приема отраженных сигналов электронная аппаратура, расположенная в секции электроники устройства ультразвуковой толщинометрии, измеряет по каждому ПЭП и передает в бортовой вычислитель две величины:

- интервал времени между фронтом излученного сигнала и фронтом принятого отраженного сигнала от внутренней поверхности трубопровода (первый эхо-импульс);

- интервал времени между фронтами принятых отраженных сигналов от внутренней (первый эхо-импульс) и внешней (2-й эхо-импульс) поверхности стенки трубопровода.

По этим величинам в каждом измерительном цикле определяются и регистрируются два параметра: отступ (SO) и толщина стенки трубопровода (WT).

Вычисления границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» проводятся по следующему алгоритму:

- на границе зоны проводят анализ и корректируют границы зоны на величину Δ (величина коррекции), равную отношению амплитуд сигналов;

- определяют окончательные размеры границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» по длине и ширине;

- производят расчет значения Δ, который проводится по первому и второму сигналам для дефекта, расположенного на внутренней стенке трубопровода, а для остальных дефектов - по второму и третьему, где Δ - значение коррекции.

Длина или ширина дефекта на внутренней поверхности трубопровода:

где А1 - амплитуда первого сигнала (по отступу); А2 - амплитуда второго сигнала (по отступу); A3 - амплитуда третьего сигнала (толщина стенки); S - проекция апертуры ПЭП, мм.

Длина или ширина дефекта на внешней поверхности трубопровода:

где А2 - амплитуда второго сигнала (толщина стенки); A3 - амплитуда третьего сигнала (толщина стенки); S - проекция апертуры ПЭП, мм.

Дефект - расслоение:

где А2 - амплитуда второго сигнала (толщина стенки); A3 - амплитуда третьего сигнала (толщина стенки); S - проекция апертуры ПЭП, мм.

Данные, полученные, при вычислении границы начала изменения толщины стенки, в виде электрического сигнала поступают на аналого-цифровой преобразователь (далее АЦП), а далее обрабатываются в логическом блоке, который по наличию в принимаемой диагностической информации дополнительных и превышающих порог эхо-импульсов включает анализ амплитуд сигналов и инициирует вычисление корректирующих значений, затем производится поправка диагностических данных с целью определения четких границ дефекта, и откорректированные уточненные данные поступают в блок накопителя информации.

Устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением состоит из батарейной секции, секции электроники и секции носителя ПЭП, которые соединены между собой карданными соединениями, состоящими из вилок, блоков, пальцев, гаек, шайб и шплинтов. Карданные соединения секций устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением обеспечивают свободные повороты секций относительно друг друга, что позволяет устройству ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением проходить участки сужений и крутых поворотов трубопровода. На корпусах секций установлены манжеты из эластичного упругого деформирующегося материала (полиуретана), которые плотно прижимаются к внутренней поверхности трубопровода, центруют устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением в трубопроводе и обеспечивают его перемещение в потоке транспортируемой жидкости. За счет эластичности манжет обеспечивается плавное скольжение и преодоление секциями устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением сужений, вмятин и поворотов трубопровода. При этом манжеты имеют байпасные отверстия, которые обеспечивают равномерное распределение давления на них. Дополнительно, конические манжеты обеспечивают устройству ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением прохождение в трубопроводе с тройниками равного диаметра.

Батарейная секция и секция электроники имеют идентичную конструкцию, выполнены в герметичном исполнении, соединены между собой электрически с помощью межсекционного кабеля и кабеля эквипотенциального и рассчитаны на работу внутри трубопроводов с избыточным давлением. Основным несущим элементом батарейной секции и секции электроники является базовая опора, к которой крепятся корпус секции и элементы несущей рамы с размещенными на ней электронными блоками и/или батареями. Герметичность стыков обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами. На задней крышке батарейной секции и передней крышке секции электроники имеются клапаны для проведения вакуум теста перед пропуском в трубопроводе устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. На батарейной секции установлены две контактные пружины, обеспечивающие электрический контакт устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с трубопроводом, для предотвращения накопления статического электричества на корпусах секций.

Секция носителя ПЭП состоит из корпуса, опоры задней, крышки, конуса и диска с закрепленными на них манжетами, полиуретановыми полозьями, на которых установлены ПЭП нормально к оси трубопровода. Отдельные полиуретановые полозья соединены между собой плоскими пружинами, создающими усилие поджатия полиуретанового полоза к внутренней стенке трубопровода по всей поверхности полиуретанового полоза для поддержания постоянного расстояния от центра линзы ПЭП до внутренней стенки трубопровода. Кабели от разъемов ПЭП сгруппированы в гибкие кабельные жгуты («кабельные деревья»), которые крепятся к полозу таким образом, чтобы не ограничивать подвижности полозьев. Стыковка «кабельных деревьев» носителя ПЭП с секцией электроники осуществляется через герметичные разъемные соединители, размещенные на задней крышке секции. Все кабели устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением защищены от воздействия внешней среды двумя оболочками: внутренней - металлической оплеткой, внешней - химостойкой.

Таким образом происходит определение несплошностей толщины стенки трубопровода не только плоскостей, ориентированных нормально к акустической оси пьезоэлектрического преобразователя, но и границ зон изменения толщины стенки трубопровода с произвольным расположением плоскостей к нормали акустической оси пьезоэлектрического преобразователя.

На фиг. 1 изображено устройство ультразвуковой толщинометрии.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - секция батарейная;

2 - секция электроники;

3 - секция носителя пьезоэлектрических преобразователей;

4 - карданное соединение;

5 - манжета;

6 - коническая манжета;

7 - байпасное отверстие;

8 - кабельное дерево;

9 - полоз;

10 - пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП).

На фиг. 2 изображена схема иммерсионного метода ультразвуковой толщинометрии.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

9 - полоз;

10 - ПЭП;

11 - жидкость;

12 - отступ от стенки трубопровода (SO);

13 - толщина стенки трубопровода (WT);

14 - излученный ультразвуковой импульс;

15 - отраженный сигнал от внутренней границы стенки трубопровода;

16 - отраженный сигнал от внешнего дефекта;

17 - отраженный сигнал от внутреннего дефекта;

18 - дефект на внутренней поверхности стенки трубопровода;

19 - дефект на внешней поверхности стенки трубопровода.

На фиг. 3 изображено определение границы начала изменения толщины стенки, так называемой «зоны неопределенности границы дефекта».

На фиг. 3 приняты следующие обозначения:

20 - зона неопределенности границы дефекта;

21 - проекция ПЭП;

22 - существующая амплитуда сигналов (определение границы зоны);

23 - коррекция границ зоны на величину Δ;

24 - скорректированная граница дефекта.

На фиг. 4 изображена схема анализа и корректировки границ дефекта на внутренней стенке трубопровода, а также А-сканы для соответствующих положений ПЭП.

На фиг. 4 приняты следующие обозначения:

10 - ПЭП;

13 - толщина стенки трубопровода (WT);

23 - коррекция границ зоны на величину Δ;

25 - 1 сигнал (SO);

26 - 2 сигнал (SO);

27 - 3 сигнал (WT);

28 - 4 сигнал (WT);

29 - зона дефекта на внутренней поверхности стенки трубопровода;

30 - отражение границы дефекта без корректировки;

31 - отражение границы дефекта с корректировкой;

43 - положение ПЭП до зоны дефекта;

44 - положение ПЭП в зоне неопределенности границы дефект;

45 - положение ПЭП в зоне дефекта.

На фиг. 5 изображена схема анализа и корректировки границ дефекта на внешней стенке трубопровода, а также А-сканы для соответствующих положений ПЭП.

На фиг. 5 приняты следующие обозначения:

10 - ПЭП;

13 - толщина стенки трубопровода (WT);

23 - коррекция границ зоны на величину Δ;

25 - 1 сигнал (SO);

27 - 3 сигнал (WT);

28 - 4 сигнал (WT);

30 - отражение границы дефекта без корректировки;

31 - отражение границы дефекта с корректировкой;

32 - зона дефекта на внешней поверхности стенки трубопровода;

43 - положение ПЭП до зоны дефекта;

44 - положение ПЭП в зоне неопределенности границы дефекта;

45 - положение ПЭП в зоне дефекта.

На фиг. 6 изображена схема анализа и корректировки границ дефекта расслоение, а также А-сканы для соответствующих положений ПЭП.

На фиг. 6 приняты следующие обозначения:

10 - ПЭП;

13 - толщина стенки трубопровода (WT);

23 - коррекция границы начала изменения толщины стенки на величину Δ;

25 - 1 сигнал (SO);

27 - 3 сигнал (WT);

28 - 4 сигнал (WT);

31 - отражение границы дефекта с корректировкой;

32 - зона дефекта на внешней стенке;

33 - зона дефекта расслоения.

На фиг. 7 изображена схема устройства внутритрубной ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением.

На фиг. 7 приняты следующие обозначения:

10 - ПЭП;

34 - генератор;

35 - мультиплексор;

36 - усилитель;

37 - блок программной установки Ку;

38 - АЦП;

39 - логический блок;

40 - блок вычисления Δ;

41 - блок коррекции;

42 - блок накопления информации.

Заявленное устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением состоит из батарейной секции 1 (фиг. 1), секции электроники 2 (фиг. 1) и секции носителя ПЭП 3 (фиг. 1), которые соединены между собой посредством карданных соединений 4 (фиг. 1). На корпусах секций 1, 2 и 3 (фиг. 1) установлены манжеты 5 (фиг. 1) и конические манжеты 6 (фиг. 1). Манжеты 5 и 6 (фиг. 1) имеют байпасные отверстия 7 (фиг. 1). Секция носителя ПЭП 3 (фиг. 1) представляет собой механическое устройство, несущая конструкция которого состоит из корпуса, опоры задней, крышки, конуса и диска с закрепленными на них манжетами 5 и 6 (фиг. 1) и полиуретановыми полозьями 9 (фиг. 1). На полозьях 9 (фиг. 1) нормально к акустической оси установлены ПЭП 10 (фиг. 1). Излучение и прием ультразвуковых колебаний производится ПЭП 10 (фиг. 1 и фиг. 2). В иммерсионном методе полость между ПЭП 10 (фиг. 2) и внутренней поверхностью трубопровода заполнена перекачиваемой по трубопроводу жидкостью 11 (фиг. 2). Ультразвуковой импульс 14 (фиг. 2), излученный ПЭП 10 (фиг. 2), распространяется в жидкости 11 (фиг. 2) до внутренней поверхности стенки трубопровода 13 (фиг. 2). После частичного отражения от внешнего или внутреннего дефекта 19 и 18 (фиг. 2) внутренней или внешней границ стенки трубопровода 13 (фиг. 2) отраженные ультразвуковые сигналы 15 и 16 (фиг. 2) достигают ПЭП 10 (фиг. 2) и преобразуются им в электрический сигнал.

Вычисления границы начала изменения толщины стенки 13 (фиг. 2) так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» проводятся по следующему алгоритму:

- на границе начала изменения толщины стенки 13 (фиг. 2) проводят анализ и корректируют границы зоны на величину Δ 23 (фиг. 3). При этом расчет значения Δ 23 (фиг. 3) проводится по первому 25 (фиг. 4) и второму 26 (фиг. 4) сигналам для дефекта, расположенного на внутренней стенке трубопровода, а для остальных дефектов - по второму 27 (фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6) и третьему 28 (фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6).

По полученным данным в блоке коррекции 41 (фиг. 7) производится поправка диагностических данных с целью определения границ начала изменения толщины стенки трубопровода 13 (фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6), то есть устранения «зон неопределенности границ дефектов». После коррекции уточненные данные поступают в блок накопителя информации 42 (фиг. 7).

1. Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением состоит в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют сигналы отступа и толщины стенки трубопровода.

2. Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением по п. 1, отличающийся тем, что основан на иммерсионном методе, который заключается в особенности распространения ультразвукового импульса в жидких и твердых средах, а также его отражения от границы раздела сред, при этом излучение и прием ультразвуковых импульсов производится пьезоэлектрическими преобразователями, которые для определения толщины стенки трубопровода располагаются по всей окружности трубопровода на секции носителя пьезоэлектрических преобразователей, при этом акустические оси пьезоэлектрических преобразователей расположены нормально к оси трубопровода.

3. Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением по п. 1, отличающийся тем, что в процессе генерации излученного импульса и приема отраженных сигналов электронная аппаратура, расположенная в секции электроники устройства ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением, измеряет по каждому пьезоэлектрическому преобразователю и передает в бортовой вычислитель две величины:
- интервал времени между фронтом излученного сигнала и фронтом принятого отраженного сигнала от внутренней поверхности трубопровода (первый эхо-импульс);
- интервал времени между фронтами принятых отраженных сигналов от внутренней (и внешней) поверхности стенки трубопровода, и по этим величинам в каждом измерительном цикле определяются и регистрируются два параметра: отступ и толщина стенки трубопровода.

4. Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением по п. 1, отличающийся тем, что проводятся вычисления границы начала изменения толщины стенки по следующему алгоритму:
- на границе зоны проводят анализ и корректируют границы зоны на величину, равную отношению амплитуд сигналов;
- определяют окончательные размеры границы начала изменения толщины стенки по длине и ширине;
- производят расчет значения коррекции границы зоны: по первому и второму сигналам для дефекта, расположенного на внутренней стенке трубопровода, а для остальных дефектов - по второму и третьему.

5. Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением по п. 4, отличающийся тем, что данные, полученные при вычислении границы начала изменения толщины стенки, далее обрабатываются в логическом блоке, который по наличию в принимаемой диагностической информации дополнительных и превышающих порог эхо-сигналов включает анализ амплитуд сигналов, инициирует вычисление корректирующих значений, при этом производится поправка диагностических данных в блоке коррекции с целью определения четких границ дефекта, и затем откорректированные диагностические данные запоминаются в блоке накопителя информации.



 

Похожие патенты:

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля крупногабаритных изделий, имеющих форму тел вращения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры в ручном режиме, ее проверку в автоматическом режиме, размещение на предметном столе установки контролируемого изделия, центрирование его, установку ультразвукового преобразователя на поверхности изделия в зоне начала контроля, включение автоматического режима контроля, сканирование преобразователем поверхности изделия по спирали, ввод - прием акустических колебаний контактно-щелевым методом с применением преобразователей с локальной ванной в изделие и в эталоны при настройке на них и проверке чувствительности аппаратуры, а также фиксирование наличия или отсутствия дефектов, при этом для контроля куполообразных изделий со сферическими поверхностями, преобразователь перемещают по дугообразной траектории, сканируют преобразователем поверхность изделия по выпуклой спирали Архимеда, и при обнаружении дефектов считывают их угловые координаты в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

Использование: для динамической калибровки ультразвукового дефектоскопа. Сущность изобретения заключается в том, что проводят динамическую калибровку УЗ дефектоскопа, содержащего рядный блок электроакустических преобразователей, первый из которых является генератором УЗ излучения, а последующий преобразователь или преобразователи являются приемниками УЗ излучения, при этом пороговый уровень срабатывания дефектоскопа задают исходя из текущего значения амплитуды опорного сигнала, излучаемого зеркально по отношению к основному зондирующему сигналу и представляющего собой остаточное УЗ излучение генератора в текущем такте или принудительное УЗ излучение генератора в дополнительном такте.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ возбуждения акустических колебаний электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом с использованием явления ЭМА-резонанса и может применяться при неразрушающем контроле, в частности, слабопроводящих материалов.

Использование: для ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, при этом положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема сигналов от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек.

Использование: для лазерно-ультразвукового контроля качества паяных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что генерируют с помощью импульсного лазера оптические импульсы, преобразуют их в акустический сигнал - последовательность ультразвуковых импульсов, образующих зондирующий ультразвуковой луч, облучают этим лучом исследуемый объект, принимают пьезоприемником отраженные от исследуемого объекта сигналы, анализируют их и по результатам анализа судят о внутренних дефектах объекта, при этом указанный акустический сигнал формируют в виде апериодической последовательности ультразвуковых импульсов длительностью от 5 до 20 нс с образованием зондирующего ультразвукового луча с диаметром в пределах от 0,6 до 1,0 мм.

Использование: для неразрушающих методов контроля внутренних структур объектов. Сущность изобретения заключается в том, что лазерный ультразвуковой дефектоскоп содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, при этом оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе.

Использование: для измерения внутренних локальных механических напряжений в стальных конструкциях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения внутренних локальных механических напряжений стальных конструкций, содержащее корпус, заполненный иммерсионной жидкостью, акустическое фокусирующее устройство в виде линз, взаимодействующее с ультразвуковым преобразователем, и блок приема информации с регистрирующими датчиками, при этом корпус выполнен в виде металлической емкости с расположенными в нем одинаковыми акустическими линзами, ко дну корпуса, с наружной стороны, закреплены приемные пьезопреобразователи, расположенные на фокальной плоскости линз, а в верхней части корпус снабжен стальной пробкой со сферической поверхностью, направленной к акустическим линзам, при этом с наружной стороны пробка имеет глухое отверстие, в котором расположен литиевый цилиндр, верхний конец которого взаимодействует с исследуемой конструкцией, а снаружи он окружен индукционной катушкой, закрепленной в кольце-каркасе, взаимодействующем с дополнительно установленной опорной перекладиной, которая соединена с нижней перекладиной, а блок приема информации снабжен импульсным генератором, двумя широкополосными усилителями, резистором, аналогово-цифровым преобразователем и персональным компьютером.

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером.

Использование: для неразрушающего исследования гибких композитных изделий. Сущность изобретения заключается в том, что исследование внутренней структурной изменчивости в объеме гибкого композитного эластомерного изделия или различий между гибкими композитными эластомерными изделиями включает установку гибкого композитного эластомерного изделия в фиксированное положение, простукивание изделия, определение продолжительности ударного воздействия при простукивании и сравнение продолжительности ударного воздействия с эталонным значением.

Использование: для определения направленности дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой головкой (2) из разных измерительных точек (МР) воздействуют ультразвуковыми сигналами на конструктивный элемент (В), причем ультразвуковые эхо-сигналы, которые отражаются от находящейся внутри конструктивного элемента (В) подлежащей исследованию точки (Р) обратно к измерительным точкам (МР), принимаются этой или другой ультразвуковой головкой (2); и с модулем (4) обработки данных, который с учетом направления звукового воздействия между соответствующей измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) оценивает принятые эхо-сигналы для определения ориентации дефекта, причем в зависимости от зарегистрированного времени прохождения сигнала между моментом подачи ультразвукового сигнала и моментом приема отраженного обратно дефектом ультразвукового эхо-сигнала для каждой измерительной точки (МР) рассчитывается расстояние (d) между измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) и принятые с временным сдвигом в разных измерительных точках (МР) ультразвуковые эхо-сигналы подлежащей исследованию точки (Р) синфазно суммируются для их оценки.

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно - к экспериментальной гидромеханике судов и морских инженерных сооружений, работающих в ледовых условиях, касается методов и оборудования для проведения ледовых модельных исследований в ледовом опытовом бассейне.

Изобретение относится к области измерения и регистрации гололедных отложений на длинномерных конструкциях типа морских буровых установок, линий электропередач и т.п.

Заявленное изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля промышленных объектов и используется для контроля за динамикой изменения минимального значения толщины стенки тонкостенных и листовых изделий, а также других изделий, в которых могут распространяться волны Лэмба, например трубопроводов, резервуаров, сосудов, цистерн.

Использование: для измерения толщины отложения материала на внутренней стенке конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что a) нагревают участок конструкции; b) детектируют колебания на нагретом участке; c) детектируют колебания на ненагретом участке конструкции; d) определяют резонансную частоту или частоты конструкции на основании колебаний, детектированных на этапе c); и e) определяют толщину отложения материала на внутренней стенке конструкции на упомянутом ненагретом участке с использованием определенной резонансной частоты или частот, на этом этапе используют колебания, детектированные на этапе b), в качестве калибровочных данных.

Изобретение относится к области диагностики линейной части трубопроводных систем и может быть использовано для диагностики технического состояния внутренней стенки магистральных трубопроводов.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в навигационных приборах обнаружения льда и измерения его характеристик. Сущность: в способе автоматического измерения толщины льда с подводного носителя измеряют глубину погружения Н носителя, формируют и излучают низкочастотный сигнал длительностью Т<2Н/С, где Н - глубина погружения носителя, С - скорость звука, и частотой не выше F<1000 Гц, формируют и излучают высокочастотный сигнал с частотой F<1200 Гц/d(м), где d толщина молодого льда в метрах, длительностью М=10/f, причем высокочастотный сигнал излучается в точках, соответствующих равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала, раздельно принимают сигналы, измеряют время равенству нулю амплитуды низкочастотного сигнала ti, где i - порядковый номер измерения, измеряют время прихода переднего фронта высокочастотного сигнала Qi и при совпадении порядковых номеров измерений вычисляют разности времен Qi-ti, определяют фазы задержки низкочастотного сигнала по формуле θ=(Qi-ti)180°/M.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для дистанционных акустических измерений морфометрических характеристик плавучих льдов из-под воды.

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины и плотности отложений в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения толщины отложений на внутренних поверхностях трубопроводов. .

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для разработки гидроакустической аппаратуры, используемой при плавании в ледовой обстановке. Способ заключается в том, что излучают из подводного положения носителя в направлении льда высокочастотные зондирующие гидроакустические сигналы, принимают отраженные ото льда сигналы, измеряют глубину погружения Н носителя, принимают отраженные эхосигналы веером узконаправленных характеристик в горизонтальной плоскости в диапазоне передней полусферы, производят последовательный набор временных реализаций по всем пространственным характеристикам направленности. Далее производят последовательное аналогово-цифровое преобразование сигнала, последовательную когерентную обработку, измерение уровня помехи по первому циклу набора как среднее значение всех амплитудных составляющих по всем пространственным каналам Апом, выбор порога, по каждому пространственному каналу определение амплитуды эхосигнала превысившего порог, измерение амплитуды эхосигнала Аэхо, измерение номера пространственного канала, определение дистанции Д, по измеренной глубине погружения Н и измеренной дистанции Д, определение угла отражения эхосигнала как Q°=arcsinН/Д. Производят выбор эхосигналов, которые имеют угол отражения в диапазоне 10°-30° и принадлежат тем характеристикам направленности, которые отстоят от направления движения на угол не больше 30 градусов для выбранных эхосигналов, определение коэффициента контраста по формуле S(Q)=Аэхо/Аводы, а толщину льда определяют по формуле Тл=S(Q)×70к, где к - поправочный коэффициент, связанный с особенностями калибровки аппаратуры. Технический результат - дистанционное автоматическое измерение толщины льда в направлении движения по ходу носителя аппаратуры. 1 ил.

Использование: для ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе обследования трубопровода устройство ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением с использованием пьезоэлектрических преобразователей регистрирует отраженные сигналы от внутренней или внешней поверхностей стенки трубопровода, превышающие программно задаваемый порог, при этом выбираются отраженные сигналы по максимальному значению амплитуды, привязанной ко времени прихода от излученного импульса, далее из полученных сигналов выбирают не менее четырех сигналов по максимальным значениям амплитуд и регистрируют как значения времени от излученного импульса, так и амплитуды, при этом определяют границы начала изменения толщины стенки так называемой «зоны неопределенности границы дефекта» и в зависимости от структуры сигнала в «зоне неопределенности» вычисляют величину коррекции и далее корректируют сигналы отступа и толщины стенки трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения границ зон изменения толщины стенки трубопровода с произвольным расположением плоскостей к нормали акустической оси пьезоэлектрического преобразователя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх