Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями

Использование: для ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями. Сущность изобретения заключается в том, что две антенные решетки на наклонных призмах размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке. Технический результат: обеспечение возможности увеличения ширины области измерения и обеспечение возможности проводить контроль состояния геометрических параметров профиля внутренней поверхности контролируемого изделия с неровными и непараллельными поверхностями с высокой достоверностью и точностью. 4 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля.

Известен способ ультразвуковой томографии [Пат. RU №2458342. Алехин Сергей Геннадиевич, Самокрутов Андрей Анатольевич, Соколов Никита Юрьевич, Шевалдыкин Виктор Гавриилович. Способ ультразвуковой томографии и устройство для его осуществления. Опубл. 10.08.2012].

Недостатки этого способа состоят в следующем:

- способ применяется для объектов контроля с плоскопараллельными поверхностями и характеризуется отсутствием возможности применения для изделий с неровными поверхностями;

- способ не учитывает трансформацию типов волн при отражении от донной поверхности объекта контроля, в том числе при подключении антенных решеток (АР) по раздельно-совмещенной схеме.

Наиболее близким, принятым за прототип является способ ультразвуковой томографии [Пат. RU №2458342. Алехин Сергей Геннадиевич, Самокрутов Андрей Анатольевич, Соколов Никита Юрьевич, Шевалдыкин Виктор Гавриилович. Способ ультразвуковой томографии и устройство для его осуществления. Опубл. 10.08.2012].

Известный объект не может быть использован для контроля за состоянием геометрических параметров металлоконструкций с неровными поверхностями и не учитывает трансформацию типов волн при отражении от донной поверхности контролируемого изделия.

Предложен способ ультразвуковой толщинометрии с применением антенных решеток, заключающийся в том, что две антенные решетки на наклонных призмах, обращенных передними гранями друг к другу, размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке, отличающийся тем, что определение профиля дна проводится по изображению, полученному при суммировании множества восстановленных парциальных изображений с учетом трансформации типов волн при отражении от дна, и тем, что используют две антенные решетки, одну в качестве излучателя, а другую в качестве приемника.

Предлагаемый способ позволяет увеличить ширину области измерения и проводить контроль состояния геометрических параметров профиля внутренней поверхности контролируемого изделия с неровными и непараллельными поверхностями, повысить достоверность и точность измерений контроля.

На фиг. 1 приведена схема распространения ультразвуковых сигналов в объекте контроля с валиком усиления и с неровным дном.

Рассмотрим применение предложенного способа для измерения профиля донной поверхности образца, приведенного на фиг. 2. Образец толщиной 18 мм изготовлен из перлитной стали. Две идентичные АР устанавливают на идентичные наклонные призмы и располагают на поверхности образца так, чтобы призмы были обращены передними гранями друг к другу. Расстояние между гранями призм с АР выбирают, исходя из параметров АР (рабочей частоты, количества элементов, шага, ширины элемента, активной апертуры), призм (угла наклона, скорости продольной волны в призме cl,w) и объекта контроля (скорости продольной волны cl, скорости поперечной волны cs). Одну АР используют в качестве излучателя ультразвуковых эхо-сигналов, а вторую АР в качестве приемника. Каждый элемент излучающей решетки независимо и последовательно излучает в образец ультразвуковые волны. Принимающая решетка всеми элементами регистрирует отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхосигналы ρ(rt, rr, t), где rt - координаты элементов излучающей АР, rr - координаты элементов принимающей АР, t - время пролета ультразвуковых эхоимпульсов.

Рассчитывают эхосигналы для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражении от дна, зная скорости продольной (L-волна) и поперечной (S-волна) волн. Если обозначить через s(t) вид излученного сигнала, то оценку измеренного сигнала можно представить в следующем виде:

где

{as} - список используемых при оценке акустических схем.

Используются следующие акустические схемы с однократным отражением (m=1): излученная S - принятая L-волна {cl,w; cs; cl; cl,w], излученная S-волна - принятая S-волна {cl,w; cl; cs; cl,w}, излученная L-волна - принятая S-волна {cl, w; cl; cs; cl, w). Перемножив измеренные данные p(rt, rr, t) и рассчитанные данные получим парциальные изображения для каждой из акустических схем. Результатом суммирования восстановленных изображений является изображение профиля донной поверхности (фиг. 3). Применив на результирующем изображении алгоритм поиска дна по критерию превышения амплитуды изображения заданного порога, получим профиль донной поверхности с известными геометрическими параметрами (фиг. 4).

Предлагаемый способ может найти широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии различных металлоконструкций с неровными поверхностями и одностороннем доступе. Например, для контроля профиля донной поверхности сварных соединений трубопроводов с наличием валика усиления или трубопроводов с конусной поверхностью.

Таким образом, способ позволяет обнаруживать вмятины, выемки, коррозию, утонения, провисания, утяжины, смещение кромок с измерением их геометрических параметров.

Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями, заключающийся в том, что две антенные решетки на наклонных призмах, обращенных передними гранями друг к другу, размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке,
отличающийся тем, что определение профиля дна проводится по изображению, полученному при суммировании множества восстановленных парциальных изображений с учетом трансформации типов волн при отражении от дна, и тем, что используют две антенные решетки, одну в качестве излучателя, а другую в качестве приемника.



 

Похожие патенты:

Использование: для получения изображения зоны сварки. Сущность изобретения заключается в том, что сканируют сечение тестируемого объекта, перпендикулярное направлению сварки, с помощью ультразвукового луча и принимают сигнал, отраженный тестируемым объектом при сканировании сечения, формируют изображение сканированного сечения, исходя из принятого отраженного сигнала, с тем чтобы обследовать микроструктуру зоны сварки, причем при формировании изображения волну, отраженную от микроструктуры зоны сварки, усиливают, при этом вычитают движущийся средний колебательный сигнал Ra со средним показателем m из принятого и оцифрованного колебательного сигнала Rb, с тем чтобы устранить слабо изменяющуюся компоненту принятого сигнала, выделяют сигнал, отраженный от микроструктуры зоны сварки, и усиливают только выделенный отраженный сигнал.

Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля материалов. Устройство содержит лазер, делитель, первую и вторую линзы и последовательно соединенные генератор ультразвуковой частоты и пьезокерамический излучатель, находящийся в емкости, в которой также размещены на одной линии с излучателем исследуемый образец и собирающая акустическая линза.

Изобретение относится к системам и способам для медицинской диагностики, обеспечивающим интерактивную манипуляцию изображения ультразвукового исследования. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при ультразвуковой диагностике плоских металлоконструкций определенной толщины. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для эхолокации подводных объектов при задачах ультразвукового неразрушающего контроля и ультразвуковой медицинской диагностики внутренних органов.

Изобретение относится к области физической оптики и акустоэлектронике и может быть использовано для контроля качества многослойных плоских пластин на предмет выявления дислокации и формы внутренних неоднородностей в таких объектах путем визуализации неоднородностей в видимом свете.

Изобретение относится к области контроля качества листового стекла и может быть использовано для контроля структуры листового стекла при его производстве и последующей эксплуатации.

Изобретение относится к медицинской ультразвуковой диагностической аппаратуре, более конкретно к ультразвуковым средствам формирования и визуализации трехмерных изображений строения костных структур при неинвазивных медицинских обследований пациентов.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля толстолистового проката. .

Использование: в ультразвуковой интроскопии веществ. Сущность изобретения заключается в том, что акустический микроскоп содержит генератор с формирователем зондирующих импульсов, пьезопреобразователь с акустической линзой, коммутатор зондирующих и отраженных сигналов, трехкоординатный привод для сканирования образца, формирователь потока жидкости, блок управления сканированием, блоки формирования, обработки и регистрации измерительной информации. Блок формирования измерительной информации включает последовательно соединенные регулируемый усилитель, квадратурный смеситель с квадратурным генератором, двухканальный фильтр низких частот, двухканальный аналого-цифровой преобразователь, сигнальный процессор, соединенный шиной обмена данных с ПЭВМ. Коммутатор зондирующих и отраженных сигналов выполнен на основе быстродействующих операционных усилителей по схеме циркулятора. Управляющая ПЭВМ подсоединена к управляющим входам генератора зондирующих импульсов, регулируемого усилителя, квадратурного генератора, формирователя потока жидкости и блока управления сканированием. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение точности измерений, а также расширение динамического и частотного диапазона исследуемых акустических сигналов. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, для диагностики врожденных заболеваний, и может быть использовано для ранней диагностики прогрессирующего семейного внутрипеченочного холестаза у детей (ПСВХ). Способ обследования детей с подозрением на прогрессирующий семейный внутрипеченочный холестаз (ПСВХ) включает алгоритм, в котором рассматривают угрозу прерывания беременности в анамнезе у матери и детей первых трех месяцев жизни, сочетание гепатомегалии с длительным желтушным периодом и ахолией/гипохолией стула, а у детей в возрасте старше 6-ти месяцев - присоединение таких симптомов, как кожный зуд, и при выявлении данных изменений проводят биохимический анализ крови, и при обнаружении характерных изменений клинико-лабораторных показателей проводят ультразвуковое исследование органов брюшной полости, и при обнаружении характерных изменений проводят определение нарушения желчеотделения с помощью гепатобилисцинтиграфии, и если при этом обнаруживают замедленное время максимального накопления (Тмах) радиофармпрепарата (РФП) в гепатоцитах, полное отсутствие времени полувыведения РФП из гепатоцитов (Т1/2) и времени поступления РФП в кишечник (Ткиш), проводят молекулярно-генетическое исследование на поиск мутаций в генах АРТ8В1 и АВСВ11. 1 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии при диагностике врожденных заболеваний, и может быть использовано для ранней диагностики синдрома Алажилля у детей. Способ обследования детей с подозрением на синдром Алажилля заключается в том, что детям первых 3-5 месяцев жизни, при наличии симптомокомплекса, проявляющегося низкой массой тела при рождении, длительным, более 2-х недель, желтушным периодом, а детям старше 5-ти месяцев наличием кожного зуда, гепато/гепатоспленомегалии, ахолии/гипохолии стула, проводят биохимический анализ крови для подтверждения признаков холестаза, таких как прямая гипербилирубинемия, умеренная цитолитическая активность, повышение уровня холестерина, после чего, при выявлении признаков холестаза, проводят ультразвуковое исследование органов брюшной полости и, при выявлении неоднородности печеночной паренхимы и утолщения стенок внутрипеченочных желчных протоков, проводят ультразвуковое исследование сердца и рентгенографию грудопоясничного отдела позвоночника, а при выявлении изменений со стороны сердечно-сосудистой системы, скелета и почек дополнительно проводят молекулярно-генетическое исследование для верификации синдрома Алажилля. 5 ил., 1 пр.

Использование: для ультразвуковой томографии. Сущность изобретения заключается в том, что используют антенную решетку, состоящую из N=2k преобразователей, в качестве зондирующих используют набор из N/2 Сплит-сигналов, функционально преобразователи антенной решетки разделяют на две равные половины, независимо и одновременно подают на используемые в качестве излучающих первые N/2 элементов антенной решетки N/2 Сплит-сигналов, а вторые N/2 элементов антенной решетки используют в качестве приемных преобразователей, принимают из объекта контроля ультразвуковые эхо-сигналы, фиксируют реализации ультразвуковых эхо-сигналов, далее каждую половину набора преобразователей повторно делят пополам, первые половины наборов преобразователей используют в качестве излучающих, а вторые - в качестве приемных преобразователей, независимо и одновременно излучают Сплит-сигналы и фиксируют эхо-сигналы, этот процесс повторяют до тех пор, пока в каждой половине не останется по одному преобразователю, далее все зафиксированные эхо-сигналы оптимально фильтруют, а оптимально отфильтрованные сигналы используют для поточечного построения изображения внутренней структуры контролируемого объекта. Технический результат: уменьшение количества этапов излучения зондирующего сигнала, необходимых для построения C-скана. 3 ил.

Использование: для ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями. Сущность изобретения заключается в том, что две антенные решетки на наклонных призмах размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке. Технический результат: обеспечение возможности увеличения ширины области измерения и обеспечение возможности проводить контроль состояния геометрических параметров профиля внутренней поверхности контролируемого изделия с неровными и непараллельными поверхностями с высокой достоверностью и точностью. 4 ил.

Наверх