Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов



Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов
Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов

 


Владельцы патента RU 2560753:

Кашин Алексей Михайлович (RU)

(57) Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, при этом центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов, получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем, а о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала. Технический результат: повышение достоверности ультразвукового контроля. 2 н.п., 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля с разностной компенсацией мешающих факторов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам для ультразвукового (УЗ) скоростного эксплуатационного контроля железнодорожного рельсового пути. Также изобретение может быть использовано для УЗ контроля изделий листового, сортового и фасонного проката.

Из авторского свидетельства SU 1497561 А1 (30.07.1989) известен способ зеркально-теневого УЗ контроля изделий равного сечения, включая железнодорожные рельсы, и дефектоскоп для его реализации. Известный способ УЗ контроля включает формирование единственного измерительного канала посредством пары генератор-приемник дефектоскопа, предназначенной для излучения и приема УЗ по зеркально-теневой схеме контроля. Систему преобразователей дефектоскопа приводят в движение и прозвучивают объект контроля УЗ пучком. При этом проводят обработку сигналов с выхода измерительного канала. Наличие дефекта определяют по величине измеренной крутизны изменения амплитудной огибающей принятых колебаний, что позволяет повысить достоверность и точность контроля при значительных скоростях сканирования благодаря тому, что при нарушении акустического контакта из-за подпрыгиваний преобразователей на неровностях пути указанная крутизна изменения меньше аналогичной величины при появлении дефекта.

Зеркально-теневой метод УЗ контроля остается актуальным и в настоящее время. Однако практическая реализация зеркально-теневого метода, основанного на регистрации уменьшения амплитуды прошедшей УЗ волны под влиянием дефекта, затруднена из-за возможных ложных срабатываний, вызываемых падением уровня полезного сигнала по иным, чем указано в SU 1497561 А1, причинам, что делает известное техническое решение недостаточно эффективным. Увеличение зазора между поверхностью рельса и преобразователем при его подпрыгивании на неровностях пути вызывает ослабление измерительного сигнала, а так как форма рабочей грани в сечении рельса отличается от номинальной по причине износа, то измерительный сигнал от электроакустического преобразователя ослабляется вследствие рассеяния части энергии УЗ волн в разные стороны или из-за изменения траектории распространения упругих колебаний относительно приемников. Наличие коррозии на отражающей поверхности головки рельса также вызывает частичное рассеивание УЗ волн и как следствие ослабление регистрируемого сигнала. Загрязнения на отражающей поверхности головки рельса приводят к поглощению УЗ волн и ослаблению полезного сигнала. Кроме того, затухание УЗ волн отличается в рельсах разных производителей, что означает отличие амплитуд принимаемых сигналов от одних и тех же дефектов, если такие рельсы уложены в один путь.

В каждом из перечисленных случаев в какой-то момент времени уровень полезного сигнала в приемнике упадет настолько, что станет ниже браковочного уровня и произойдет ложное срабатывание дефектоскопа, вызванное не наличием дефекта, а слишком большим рассеиванием или поглощением УЗ пучка. По данной причине зеркально-теневой метод УЗ контроля нашел пока еще недостаточное распространение в скоростной дефектоскопии такого важного объекта как рельсовый путь.

Наиболее близкими аналогами настоящего изобретения в части устройства и способа являются, соответственно, УЗ дефектоскоп по авторскому свидетельству SU 564592 А1 (04.11.1975) и реализуемый им зеркально-теневой способ УЗ контроля с разностной компенсацией мешающих факторов.

УЗ дефектоскоп по SU 564592 А1 содержит две пары генератор-приемник из электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) для излучения и приема УЗ по зеркально-теневой схеме контроля, два детектора, блок сравнения и индикатор. При функционировании дефектоскопа происходит формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения. Измерительные сигналы проходят детектирование и сравнение. Результирующий сигнал при этом характеризуется более высокой амплитудой помех, чем ослабленного в процессе обработки полезного сигнала. Однако сигналы помех имеют меньшую длительность, что позволяет отфильтровывать их.

Известное техническое решение позволяет повысить надежность УЗ контроля благодаря увеличению соотношения сигнал-шум, но малоприменимо для эксплуатационного УЗ контроля железнодорожного рельсового пути, при котором в реальных условиях доступ к головке рельса ограничен из-за конструктивных особенностей рельсового пути и практически обеспечен по всей длине пути только со стороны рабочей боковой грани головки рельса, что требует медленного ручного контроля отдельных участков (стрелок, переездов и т.п.). Кроме того, при сканировании рельсового пути на высоких скоростях предпочтительно использование решений с более простой обработкой измерительных сигналов.

Задачей является повышение эффективности перспективного УЗ контроля с разностной компенсацией мешающих факторов, необходимой для эксплуатационного УЗ контроля железнодорожного рельсового пути.

Обеспечиваемый настоящим изобретением первый технический результат заключается в повышении результативности и достоверности контроля при сканирования рельсового пути на высоких скоростях, а второй технический результат состоит при этом в упрощении способа УЗ контроля с разностной компенсацией мешающих факторов и устройства для его реализации.

Данные технические результаты достигаются благодаря тому, что в зеркально-теневом способе УЗ контроля, включающем формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов. А в процессе сканирования получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем. Причем о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала.

В частном случае смещение между измерительными каналами выбирают в диапазоне от 3 до 900 мм.

В другом частном случае число измерительных каналов выбирают из условия N>2, где N - число каналов, являющееся четным. При этом каналы смещают равномерно, а сигнал измерительной информации получают как усредненную разность между сигналами из каналов с четными и нечетными номерами, или каналы смещают неравномерно, а разностным сигналам придают весовые коэффициенты и усредняют.

Также технические результаты достигаются благодаря тому, что в УЗ дефектоскопе, содержащем пары генератор-приемник для излучения и приема УЗ по зеркально-теневой схеме контроля, а также устройство для обработки данных, связанное своими входами с выходами приемников УЗ, генераторы и приемники УЗ расположены по одной линии в ряд, причем смещение между приемниками равно смещению между генераторами, а устройство для обработки данных выполнено с возможностью получения разностного сигнала с выходов измерительных каналов и сравнения уровня данного сигнала с браковочным уровнем.

В частном случае дефектоскоп содержит пары генератор-приемник с одинаковыми характеристиками электронно-акустического тракта.

В другом частном случае дефектоскоп содержит пары генератор-приемник, расположенные со взаимным перекрытием.

В другом частном случае смещение между генераторами составляет от 3 до 900 мм.

Также в частном случае все генераторы и приемники собраны в группы из однородных элементов.

В другом частном случае N>2, где N - число пар генератор-приемник, являющееся четным, а устройство для обработки данных выполнено с возможностью получения разностных сигналов с выходов чередующихся измерительных каналов.

В частном случае дефектоскоп содержит пары генератор-приемник, смещенные равномерно. При этом устройство для обработки данных выполнено с возможностью усреднения результата измерений.

В еще одном частном случае дефектоскоп содержит пары генератор-приемник, смещенные неравномерно, причем устройство для обработки данных выполнено с возможностью придания разностным сигналам весовых коэффициентов при усреднении.

Изобретение поясняется следующими иллюстрациями.

Фиг. 1-2: зеркально-теневая схема УЗ контроля железнодорожного рельса при отсутствии дефектов, вид сверху, и форма сигнала на выходе измерительного канала.

Фиг. 3-4: зеркально-теневая схема контроля рельса при появлении дефекта вблизи рабочей грани головки рельса и форма соответствующего сигнала на выходе.

Фиг. 5-6: зеркально-теневая схема контроля рельса при наличии дефекта в центральной части головки и форма сигнала на выходе.

Фиг. 7-8: зеркально-теневая схема контроля рельса с дефектом вблизи внешней части головки и форма измерительного сигнала.

Фиг. 9-10: показано увеличение ширины провала измерительного сигнала при обнаружении более протяженного дефекта.

Фиг. 11: схема УЗ контроля рельсов двумя парами преобразователей, вид сверху.

Фиг. 12: расположение моноблока УЗ преобразователей на головке рельса с внутренним дефектом, вид с торца рельса.

Фиг. 13: расположение двухканального моноблока УЗ преобразователей на головке рельса, вид сбоку.

Фиг. 14: упрощенная принципиальная схема УЗ дефектоскопа с разностной компенсацией мешающих факторов.

Фиг. 15-16: форма сигнала на выходе первого измерительного канала при кратковременном отрыве моноблока от головки рельса и при отсутствии отрыва соответственно.

Фиг. 17-18: форма сигнала на выходе второго измерительного канала при кратковременном отрыве моноблока от головки рельса и при отсутствии отрыва.

Фиг. 19-20: форма разностного сигнала при отрыве моноблока от поверхности рельса и при отсутствии отрыва.

Фиг. 21: четырехканальный моноблок с равномерным смещением каналов.

Фиг. 22: четырехканальный моноблок с неравномерным смещением каналов.

Осуществление настоящего изобретения показано на примере конструкции УЗ дефектоскопа, предпочтительной для скоростного эксплуатационного контроля рельсового пути.

Использующий зеркально-теневую схему УЗ контроля дефектоскоп содержит пару акустически связанных между собой электроакустических преобразователей 1 и 2 (фиг. 1). Преобразователь 1 выполняет функцию генератора УЗ колебаний, а преобразователь 2 служит приемником отраженных УЗ волн и генерирует на своем выходе измерительный электрический сигнал (фиг. 2). Оба преобразователя размещены со стороны рабочей боковой поверхности рельса 3. Зеркально-теневая схема УЗ контроля рельса позволяет по форме сигнала определить глубину нахождения внутреннего дефекта 4 и его размер (фиг. 3-10).

В качестве электроакустических преобразователей использованы ЭМАП 1, 2, 5 и 6. ЭМАП 1 и 2 образуют первую пару акустически связанных преобразователей. Вторая пара образована ЭМАП 5 и 6. ЭМАП 1 и 5 выполняют функцию генераторов УЗ колебаний, а ЭМАП 2 и 6 служат приемниками отраженных от противоположной грани головки рельса 3 УЗ волн. При этом центры акустических осей всех ЭМАП расположены в один ряд и находятся на одной линии 1-1 (фиг. 11-13), конструктивно образуя линейный моноблок 7 преобразователей на общей несущей платформе. Рабочие поверхности ЭМАП 1, 2, 5 и 6 лежат в одной плоскости и обращены к объекту контроля. Пары ЭМАП расположены со взаимным перекрытием, т.к. элементы первой пары преобразователей чередуются с элементами второй пары. За счет чередования элементов пар генераторы 1, 5 образуют по своему расположению первую однородную группу, а приемники 2, 6 образуют вторую однородную группу, отдаленную от первой группы.

Первая пара ЭМАП является частью первого измерительного канала, а вторая пара ЭМАП представляет собой часть второго измерительного канала. Оба канала расположены в одной плоскости зондирования и характеризуются акустической связью, соответственно, генератора 1 с приемником 2 и генератора 5 с приемником 6 по зеркально-теневой схеме контроля, для чего генераторы 1, 5 обеспечивают наклонный ввод УЗ луча в объект контроля, а приемники 2, 6 сдвинуты от них на расстояние, соответствующее толщине головки 3 рельса и углу ввода УЗ луча. Смещение d между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов (фиг. 13) и составляет для данного примера 100 мм. Так как ЭМАП 1, 2, 5 и 6 являются однотипными, а закономерность их расположения одинакова, то характеристики электронно-акустических трактов полностью идентичны.

ЭМАП 1, 2, 5 и 6 электрически связаны своими входами/выходами с устройством управления и устройством для обработки данных, конструктивно выполненных в виде единого цифрового вычислительного устройства 8 с интерфейсной частью и аналоговыми функциональными узлами. Разностный усилитель (вычитатель) 9 измерительных сигналов является одним из указанных аналоговых функциональных узлов (фиг. 14) или реализуется компьютерными средствами в виде цифрового функционального узла.

УЗ дефектоскоп устанавливают на железнодорожную тележку и подводят моноблок 7 к рабочей боковой поверхности рельса 3. Устройство переводят в рабочий режим и начинают перемещать вдоль рельсового пути сканируя таким образом головку 3 рельса УЗ пучком в поисках внутренних дефектов типа поперечных трещин 4. На фигурах направление движения условно показано стрелкой V, однако благодаря однотипности ЭМАП 1, 2, 5 и 6 и симметричности схемы прозвучивания устройство способно работать и при перемещении в противоположном направлении.

Устройство управления подает электрические импульсы на генераторы 1, 5 для излучения УЗ колебаний под одинаковым углом к поверхности рельса. При отсутствии дефекта 4 приемники 2 и 6 постоянно принимают отраженный от противоположной стенки головки 3 рельса акустический сквозной сигнал. Появление дефекта 4 ведет к падению уровня полезного сигнала. Во время сканирования сформированы два идентичных измерительных канала с максимально приближенными характеристиками, причем второй канал смещен в пространстве на расстояние d относительно первого канала по оси движения, совпадающей с продольной осью рельса (фиг. 11).

Электрические сигналы с выходов приемников 2 и 6 имеют вид, показанный на фиг. 15-18, где: А - небольшой дефект; В - дефект средней величины, сопровождающийся отрывом моноблока 7 преобразователей от поверхности головки 3 рельса; С - стык рельсов; D - значительный дефект. При необходимости измерительные сигналы сначала проходят вспомогательную предварительную обработку, в частности, фильтрацию или предусиление, а затем поступают на вход разностного усилителя 9. Полученный разностный сигнал (фиг. 19 или 20) с выхода усилителя 9 передают на вход вычислительного устройства 8, сравнивающего уровень полученного разностного сигнала в первоначальном виде, или подвергнутого дополнительной постобработке, с установленным браковочным уровнем и реализующего другие заложенные в него алгоритмы обработки результатов измерений. Если падение уровня разностного сигнала превышает заданный браковочный уровень, то УЗ дефектоскоп сообщает оператору о присутствии в головке 3 рельса дефекта 4.

Так как генераторы и приемники расположены по одной линии в ряд, а смещение между приемниками равно смещению между генераторами, то второй измерительный канал оказывается смещенным в пространстве относительно первого канала по оси движения при реализации показанной на фиг. 11 схемы. При этом дефект 4 сначала пересекает первый УЗ пучок, а через некоторое время второй пучок. Задержка между падениями сигналов с выходов приемников 2 и 6 при этом составит δt=d/υ, где: δt - временная задержка между сигналами; d - смещение между каналами; υ - скорость движения преобразователей относительно объекта контроля. Задержка между измерительными сигналами ведет к практически удвоению полной амплитуды сигнала от дефекта 4 на разностном сигнале. Однако какой-либо мешающий фактор, снижающий уровень принимаемого сигнала (подпрыгивание, рассеивание, коррозия, изменение формы профиля, отличие свойств реального рельса от настроечного и пр.), действует на измерительные каналы одновременно и в равной степени. Соответственно, вызванные мешающим фактором изменения измерительных сигналов временной задержки не имеют, а следовательно их разность будет близка к нулю, что позволяет отфильтровать таким образом данный сигнал помехи, а не бороться с мешающим фактором путем увеличения усиления дефектоскопа, что способно привести к пропуску небольшого или даже среднего дефекта. Как видно из фиг. 15 и 16, сигнал на выходе первого измерительного канала при кратковременном отрыве моноблока 7 от головки 3 рельса существенно отличается от сигнала при отсутствии отрыва. Аналогичная картина наблюдается для второго канала (фиг. 17, 18). Однако при этом кривая разностного сигнала при отрыве (фиг. 19) практически идентична кривой разностного сигнала при отсутствии отрыва (фиг. 20). Таким образом, отрыв моноблока 7 от головки 3 рельса не сказался на результирующей разнице сигналов, хотя для каждого из каналов по отдельности это было существенно.

Для вывода о присутствии в объекте контроля дефекта достаточно сравнить с браковочным уровнем падение уровня разностного сигнала, получаемого с выходов смещенных в пространстве по оси движения одинаковых (смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов) измерительных каналов, построенных по зеркально-теневой схеме. Отсутствие необходимости в какой-либо иной обработке сигналов, включая детектирование, необходимое в ранее известном способе, делает способ и устройство по настоящему изобретению максимально простыми, результативным и достоверным, что приобретает особую важность при сканирования рельсового пути на высоких скоростях, вплоть до 200 км/ч. Благодаря расположению центров акустических осей всех УЗ преобразователей по одной линии в ряд при зеркально-теневой схеме обеспечена возможность УЗ контроля с одной стороны объекта контроля - со стороны рабочей боковой грани головки рельса, что позволяет исключить ручные операции, а следовательно делает контроль проще, повышает его результативность и достоверность при сканирования рельсового пути на высоких скоростях.

В процессе сканирования избирательность УЗ дефектоскопа к контролируемым дефектам объекта контроля будет тем выше, чем ближе друг к другу характеристики электронно-акустического тракта измерительных каналов, что определяется в значительной мере точностью задания равенства смещения между приемниками смещению между генераторами. Расстояние d выбирают опытным путем в зависимости от требований, в частности, к скорости контроля и размерам выявляемых дефектов. На практике повышении результативности и достоверности контроля при сканирования рельсового пути на высоких скоростях достигается, если величина d находится в диапазоне 3÷900 мм.

Расположение пар генератор-приемник со взаимным перекрытием, когда все генераторы и приемники собраны в группы из однородных элементов, необходимо, если величина d не должна превышать базовое расстояние между преобразователями в паре.

Дополнительно повысить результативность и достоверность УЗ контроля при сканирования рельсового пути на высоких скоростях можно при получении измерительной информации с большего числа каналов. Число пар генератор-приемник для этого выбирают из условия N>2, где N - число каналов, являющееся четным. При этом возможны два варианта расположения пар генератор-приемник: равномерное и неравномерное. При равномерном взаимном смещении пар преобразователей (фиг. 21) сигнал измерительной информации получают как усредненную разность между сигналами из каналов с четными и нечетными номерами, что позволяет избавиться от случайных помех. Если каналы смещены неравномерно (фиг. 22, где S - константа), то разностным сигналам сначала придают весовые коэффициенты, корректируя таким образом результат для более точной избирательности, а потом усредняют.

Возможные реализация настоящего изобретения не ограничены представленным примером. Техническое решение подходит и для проведения контроля рельсового пути с поверхности катания для прозвучивания всего рельса и даже с боковой части шейки рельса. Также возможно улучшение избирательности УЗ дефектоскопов работающих, например, на основе теневого метода или метода многократной тени.

1. Зеркально-теневой способ ультразвукового контроля, включающий формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, отличающийся тем, что центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов, получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем, а о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала.

2. Способ контроля по п. 1, характеризующийся тем, что смещение между измерительными каналами выбирают в диапазоне от 3 до 900 мм.

3. Способ контроля по п. 1, характеризующийся тем, что число измерительных каналов выбирают из условия N>2, где N - число каналов, являющееся четным.

4. Способ контроля по п. 3, характеризующийся тем, что каналы смещают равномерно, а сигнал измерительной информации получают как усредненную разность между сигналами из каналов с четными и нечетными номерами.

5. Способ контроля по п. 3, характеризующийся тем, что каналы смещают неравномерно, а разностным сигналам придают весовые коэффициенты и усредняют.

6. Ультразвуковой дефектоскоп, содержащий пары генератор-приемник для излучения и приема ультразвука по зеркально-теневой схеме контроля, а также устройство для обработки данных, связанное своими входами с выходами приемников ультразвука, отличающийся тем, что генераторы и приемники ультразвука расположены по одной линии в ряд, причем смещение между приемниками равно смещению между генераторами, а устройство для обработки данных выполнено с возможностью получения разностного сигнала с выходов измерительных каналов и сравнения уровня данного сигнала с браковочным уровнем.

7. Дефектоскоп по п. 6, содержащий пары генератор-приемник с одинаковыми характеристиками электронно-акустического тракта.

8. Дефектоскоп по п. 6, содержащий пары генератор-приемник, расположенные со взаимным перекрытием.

9. Дефектоскоп по п. 6, характеризующийся тем, что смещение между генераторами составляет от 3 до 900 мм.

10. Дефектоскоп по п. 6, характеризующийся тем, что все генераторы и приемники собраны в группы из однородных элементов.

11. Дефектоскоп по п. 6, характеризующийся тем, что N>2, где N - число пар генератор-приемник, являющееся четным, а устройство для обработки данных выполнено с возможностью получения разностных сигналов с выходов чередующихся измерительных каналов.

12. Дефектоскоп по п. 11, содержащий пары генератор-приемник, смещенные равномерно, при этом устройство для обработки данных выполнено с возможностью усреднения результата измерений.

13. Дефектоскоп по п. 11, содержащий пары генератор-приемник, смещенные неравномерно, причем устройство для обработки данных выполнено с возможностью придания разностным сигналам весовых коэффициентов при усреднении.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9).

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля плоских изделий. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют сканирование плоских изделий ультразвуковым преобразователем в двух взаимно перпендикулярных направлениях: возвратно-поступательное поперек и дискретное прямолинейное вдоль контролируемого изделия.

Использование: для измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что излучают пучок ультразвуковых колебаний в призму пьезопреобразователя, принимают отраженные от контактной поверхности объекта контроля продольные колебания дополнительной пьезопластиной, характеризующийся тем, что измеряют временное смещение отраженных колебаний и по его величине судят о толщине слоя.

Использование: для определения длины патрубка, выступающего внутрь трубы тройникового соединения, посредством эхо-сигнала. Сущность изобретения заключается в том, что создают в стенке патрубка возмущающее воздействие с помощью излучателя ультразвуковых колебаний, установленного на наружной поверхности патрубка, и измеряют величину параметра входного сигнала путем снятия величины амплитуды и определяют на линии А-развертки местоположение отраженного ультразвукового импульса с жидкокристаллического экрана ультразвукового дефектоскопа, при этом дополнительно получают длину пути отраженного эхо-сигнала от торца патрубка до места установки излучателя путем перемещения излучателя ультразвуковых колебаний вдоль патрубка по наружной стенке для получения максимального эхо-сигнала с последующим расчетом длины выступающей части патрубка по соответствующей формуле.

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.

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.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ и устройство для обнаружения дефектов на поверхности ферромагнитных материалов и изделий. При реализации способа намагничивают объект контроля одно- или двухполярными импульсами магнитного поля, при этом дополнительно осуществляют акустическую задержку электрических сигналов, обусловленных взаимодействием магнитных импульсов с дефектом, причем минимальное значение этой задержки τмин≥То, где То - эффективная длительность импульса магнитного поля, приложенного к исследуемой области объекта контроля, и регистрируют электрические сигналы, обусловленные полями рассеяния дефектов. В качестве части звукопровода линии задержки используют сам объект контроля. В устройстве приемный элемент размещен на расстоянии R за пределами зоны взаимодействия источника импульсного магнитного поля с дефектом, минимальное значение которого Rmin=То×С, где То - длительность магнитного импульса, C - скорость ультразвуковой волны, возбужденной источником магнитного поля в объекте контроля при взаимодействии импульса магнитного поля с дефектом. При этом регистрирующее устройство настроено на частоту, как правило, вдвое превышающую основную частоту спектра импульса магнитного поля, подводимого к объекту контроля. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу изготовления снабженной полым профилем конструктивной детали из волокнистого композиционного материала (варианты). Техническим результатом данного изобретения является исключение операции дополнительной обработки заготовки конструктивной детали для закрытия открытых концов полого профиля и исключение отрицательного действия заглушки на испытание без разрушения материала заготовки конструктивной детали посредством ультразвука. Технический результат достигается способом изготовления снабженной полым профилем конструктивной детали из волокнистого композитного материала. Способ включает следующие шаги: изготовление заготовки конструктивной детали из волокнистого композиционного материала, термическую обработку заготовки конструктивной детали, закрытие открытых концов полого профиля соответственно одной заглушкой, проверку термически обработанной заготовки конструктивной детали ультразвуком способом испытания без разрушения материала, механическую обработку заготовки конструктивной детали для получения готовой конструктивной детали и удаление заглушек. Причем соответствующая заглушка выполнена из пены с закрытыми порами или имеет их на своем наружном контуре. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для неразрушающего контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что посылают зондирующий электромагнитный сигнал на преобразователь, возбуждающий в контролируемом образце поверхностные акустические волны, при этом на преобразователь периодически подается зондирующий электромагнитный импульс, в котором частота дискретно меняется по линейному закону, производится измерение частотной зависимости комплексного коэффициента отражения S11 этого преобразователя ПАВ и последующее Фурье- преобразование полученной частотной зависимости, по которому можно определить местоположение и величину дефекта по амплитуде и задержке отраженных от него ПАВ, причем длительность зондирующего электромагнитного импульса выбирается таким образом, что измерения на каждой частоте ведется некоторое время, за которое ПАВ проходит расстояние большее, чем удвоенное расстояние между преобразователем и дефектом, частота заполнения электромагнитного импульса формируется с помощью цифрового синтезатора частоты. Технический результат: обеспечение возможности измерения не только задержек, но и амплитуд отраженных ПАВ даже при наличии различных помех. 3 ил.

Устройство относится к средствам для дистанционного контроля высоковольтного электрооборудования, находящегося под напряжением, и может быть применено в электроэнергетике. Устройство работает по принципу обнаружения ультразвукового сигнала, содержащегося в спектре излучения высоковольтного разряда. Устройство контроля высоковольтного оборудования под напряжением содержит приемник сигналов частичных разрядов, в качестве которого используется ультразвуковой датчик, диаграмму направленности которого формирует приемный рупор, оптический визир, блок лазерной наводки, жидкокристаллический индикатор, блок автоматической регулировки чувствительности сигналов от частичных разрядов, блок обработки сигналов. Для достижения технического результата приемный рупор выполнен из пластика с волокнисто-пористой структурой, получаемой по 3Д технологии. Использование такого материала обеспечивает существенно более высокое значение отношения сигнал/шум и увеличивает возможную предельную дальность определения наличия частичных разрядов на высоковольтном оборудовании. 6 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля изделий и используется при контроле качества продольных и кольцевых швов, а также контроле качества изделий. Устройство для ультразвукового контроля изделий содержит основание с закрепленной на нем стойкой, на которой установлена каретка с датчиком для проведения контроля. Каретка смонтирована на стойке с возможностью осевого перемещения посредством привода и фиксации в заданном положении, на основании с возможностью вращения посредством привода установлен стол, предназначенный для размещения контролируемого изделия, вилка скреплена с рычагом, установленным с возможностью поворота на каретке, на вилке с возможностью поворота на осях смонтирована рамка, в которой на осях с возможностью поворота установлена плита, на плите с возможностью осевого перемещения смонтирована пластина, подпружиненная относительно нее и несущая подпружиненную относительно нее рамку, предназначенную для установки датчика, при этом на поверхности рамки, обращенной к изделию, установлены опоры, предназначенные для контакта с контролируемым изделием. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения качественного ультразвукового контроля продольных и поперечных сварных и паяных швов. 3 ил.

Использование: для контроля качества сварки металлических деталей. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ультразвуковое зондирование деталей в окрестности сварки, прием и оценку отраженных ультразвуковых сигналов, при этом дополнительно оценивают отраженные ультразвуковые сигналы от структурных неоднородностей металла деталей в зоне термического влияния и настраивают чувствительность ультразвукового дефектоскопа относительно уровня этих сигналов. Технический результат: повышение чувствительности при ультразвуковом контроле качества сварки металлических деталей. 2 ил.

Использование: для определения толщины стенки трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют толщину стенки трубопровода как функцию от положения с использованием распространения ультразвука. Используют серию прогнозных моделей, которые задают прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию от различных наборов параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, при различных частотах звука и различном пространственном разрешении. Выполняют последовательные итерационные процессы подгонки, каждый из которых подгоняет комбинацию значений последовательного набора параметров к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика в соответствии с соответствующей моделью, используя подогнанные значения из предыдущего процесса подгонки для инициализации следующего набора параметров для итерационной подгонки. По меньшей мере первая модель задает прогнозы значений волновых векторов как функцию от периферического положения в последовательных кольцах вокруг указанной трубы в качестве сумм значений волновых векторов для периферических положений в предыдущем кольце, умноженных на коэффициенты распространения, используя коэффициенты распространения, зависящие от первого набора параметров. Технический результат: повышение достоверности определения толщины стенки трубопровода. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Использование: для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети. Сущность заключается в том, что возбуждают собственные колебания опоры, воздействуя на опору ударным импульсом в зоне раздела подземной и надземной частей, а о состоянии подземной части опоры судят по зависимости частот и энергий колебаний от времени из получаемой спектрограммы, сравнивая спектрограмму с эталонными спектрограммами для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа. Технический результат: повышение надежности и достоверности контроля состояния подземной части опор.

Использование: для дефектоскопии изделий из титановых сплавов непосредственно после отливки с применением ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что обнаружение внутренних дефектов, содержащих изменение зернистости в затвердевшей структуре слитка, осуществляется с помощью ультразвука при добавлении элементов бора в различные титановые сплавы. Технический результат: обеспечение возможности минимизации помех ультразвуковых волн и, как следствие, обеспечение возможности обнаружения внутренних дефектов с высокой степенью достоверности. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда. Сущность: осуществляют зондирование контролируемой зоны сигналами ультразвуковых колебаний, регистрацию прошедших через указанную зону ультразвуковых колебаний, по параметрам которых судят о качестве адгезионного соединения в контролируемой зоне. При этом предварительно последовательно в каждую из зон манжетного раскрепления, смещенных относительно друг друга на 45-60°, вводят силовой элемент, посредством которого осуществляют перемещение каждой зоны раскрепляющей манжеты, примыкающей к вершине замка манжетного раскрепления, путем приложения нагрузки, обеспечивающей моделирование силового воздействия заряда на контролируемую зону. Технический результат: обеспечение достоверного определения состояния контролируемой зоны. 5 ил.
Наверх