×
10.02.2014
216.012.9fad

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность: заключается в том, что в призму пьезопреобразователя излучают пучок ультразвуковых колебаний, измеряют амплитуду трансформированных поперечных колебаний и по ее величине судят о наличии или отсутствии акустического контакта, при этом трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы, принимают специальной пьезопластиной для приема поперечных колебаний или упомянутую трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы, далее трансформируют с использованием дополнительной плоскости призмы пьезопреобразователя из поперечной в продольную и регистрируют колебания обычной пьезопластиной, причем угол падения поперечной волны на дополнительную плоскость выбирают исходя из максимального коэффициента преобразования в продольные колебания. Технический результат: увеличение достоверности контроля качества акустического контакта при ультразвуковом контроле различных изделий. 2 ил.
Основные результаты: Способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии, заключающийся в том, что в призму пьезопреобразователя излучают пучок ультразвуковых колебаний, измеряют амплитуду трансформированных поперечных колебаний и по ее величине судят о наличии или отсутствии акустического контакта, отличающийся тем, что трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы, принимают специальной пьезопластиной для приема поперечных колебаний, или упомянутую трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы далее трансформируют с использованием дополнительной плоскости призмы пьезопреобразователя из поперечной в продольную и регистрируют колебания обычной пьезопластиной, причем угол падения поперечной волны на дополнительную плоскость выбирают исходя из максимального коэффициента преобразования в продольные колебания.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано для повышения достоверности ультразвукового контроля различных изделий. Цель изобретения достигается за счет приема трансформированных от рабочей поверхности призмы пьезоэлектрического преобразователя поперечных ультразвуковых колебаний (см. [1], раздел 4.6, стр.94) и измерения амплитуды сигнала, обратно пропорционально зависящей о качества акустического контакта рабочей поверхности призмы с контролируемым изделием.

Для слежения за качеством акустического контакта в процессе сканирования используют различные способы, основанные на анализе донных сигналов, сигналов от конструктивных элементов пьезоэлектрических преобразователей, низкочастотных колебаний, излучаемых дополнительным устройством, а также учет величины среднего уровня структурных помех.

Известен способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии, в котором используют две пьезоэлектрические пластины - основную и дополнительную. Ультразвуковые колебания, излученные основной пластиной, зеркально отражаясь от рабочей поверхности призмы наклонного преобразователя, принимают дополнительной пластиной. О качестве акустического контакта судят по значению фазы принятых колебаний (пат. RU 2141653).

Недостатком рассмотренного способа является сложность определения фазы колебаний из-за плавного нарастания переднего фронта ультразвукового импульса, а также значительная зависимость задержки принятого импульса от толщины слоя контактной жидкости, что также затрудняет определение фазы колебаний.

Кроме того, известен способ оценки качества акустического контакта по величине амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении продольных колебаний от донной поверхности контролируемого изделия (авт. свид. №1797043).

Этот способ имеет область применения, ограниченную использованием прямого пьезопреобразователя и наличием плоскопараллельной донной поверхности изделия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу и принятым за прототип является способ контроля акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии (авт. свид. №1310710, бюлл. изобр. №18, 1987 г.), заключающийся в том, что излучают в призму электроакустического преобразователя пучок ультразвуковых колебаний, принимают отраженные от рабочей поверхности призмы ультразвуковые колебания под первым критическим углом, измеряют амплитуду принятых колебаний и по ее величине определяют качество акустического контакта. При отсутствии акустического контакта ультразвуковые лучи, распространяющиеся под первым критическим углом, зеркально отражаются от рабочей поверхности призмы. При наличии акустического контакта ультразвуковые лучи, распространяющиеся под первым критическим углом, отражаются от рабочей поверхности призмы со скачкообразным смещением. Смещение колебаний, отраженных под первым критическим углом, регистрируется приемной пьезопластиной.

Предложенный способ основан на измерении амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от рабочей поверхности призмы преобразователя всего пучка колебаний, излученных пьезопластиной, а не только его части, падающей под первым критическим углом, и имеет большую, по сравнению с прототипом, степень корреляции с амплитудой сигналов от дефекта, так как при ухудшении качества акустического контакта доля энергии в пучке отраженных (трансформированных) обратно в призму колебаний увеличивается и в контролируемое изделие начинает поступать меньше энергии. Следовательно, снижается амплитуда сигналов от дефекта, в прототипе же амплитуда отраженной от границы преобразователь - изделие продольной волны при наличии и отсутствии акустического контакта остается практически одинаковой, изменяя только фазу (см. пат. №2141653). Следовательно, вся энергия, не поступившая в контролируемое изделие из-за нарушения акустического контакта, преобразуется в энергию трансформированной поперечной волны. Кроме того, для преобразователей с углами призм 40°÷54°, обычно применяемых при ультразвуковом контроле, плотность амплитуд пространственного спектра падающего пучка в окрестности первого критического угла относительно мала, что не дает возможность использовать способ, принятый за прототип, при данных углах.

Таким образом, известный способ контроля качества акустического контакта, принятый за прототип, обладает низкой достоверностью измерения основного параметра, и, как следствие, приводит к низкому качеству ультразвукового контроля изделий.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа, позволяющего повысить достоверность контроля качества акустического контакта и, как результат, увеличить надежность и достоверность ультразвукового контроля различных изделий.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, так же как и в известном, излучают в призму наклонного преобразователя пучок ультразвуковых колебаний и регистрируют колебания, отраженные от рабочей поверхности призмы обратно внутрь призмы. Но, в отличие от известного способа, использующего зеркально отраженные продольные колебания, в предлагаемом способе регистрируют поперечные колебания, трансформированные от контактной поверхности призмы под углом βt, связанным с углом призмы β соотношением Снеллиуса - sinβt=ct/cl·sinβ (cl, ct - скорости продольной и поперечной волн в призме, соответственно), и принимают их специальной пластиной, имеющей поляризацию для приема поперечных колебаний. При реализации предлагаемого способа по пункту 2 формулы дополнительной обычной пьезопластиной регистрируют продольные колебания, трансформированные при помощи дополнительной плоскости.

Достигаемым техническим результатом является увеличение достоверности контроля качества акустического контакта при ультразвуковом контроле различных изделий.

Технический результат достигается за счет получения признака акустического контакта путем регистрации и измерения амплитуды трансформированных от рабочей поверхности призмы поперечных колебаний, имеющих значительно большую степень корреляции с качеством акустического контакта по сравнению с прототипом.

На фиг.1 и фиг.2 представлены схемы реализации предлагаемого способа. С помощью основной пьезопластины 1, установленной на призме 2 пьезопреобразователя под углом к рабочей поверхности 3 и возбуждаемой дефектоскопом (на фиг.1 и фиг.2 не показан), излучают пучок импульсных ультразвуковых колебаний, часть из которых через контактирующую жидкость 4 проникает в контролируемое изделие 5, а часть Ct колебаний, трансформированных от рабочей поверхности 3, регистрируют с помощью дополнительной специальной кварцевой пластины 6 для приема поперечных колебаний или (фиг.2), поперечные колебания Ct снова трансформируют с помощью дополнительной плоскости 7 в продольные колебания Cl и регистрируют дополнительной обычной пьезопластиной 8. В зависимости от наличия или отсутствия акустического контакта между рабочей поверхностью 3 преобразователя и сканируемой поверхностью контролируемого изделия 5, амплитуда сигналов, принятых дополнительными пластинами 6 и 8, будет различной, обратно пропорционально зависящей от степени акустического контакта рабочей поверхности 3 призмы 2 с контролируемым изделием 5.

Для реализации способа, например, по фиг.2 с помощью наклонного преобразователя с углом призмы 2 из оргстекла 40°, угол отражения трансформированных от рабочей поверхности 3 призмы 2 поперечных колебаний Ct составит 15°, угол падения на дополнительную плоскость 7 выбирают также равным 15°, следовательно, дополнительная плоскость 7 должна быть расположена под углом 30° к рабочей поверхности 3 призмы 2. Трансформированная от дополнительной плоскости 7 призмы 2 продольная волна Cl отразится под углом 40°, таким образом, дополнительная приемная пластина 8 должна быть расположена перпендикулярно направлению распространения колебаний Cl, т.е. под углом 110° к рабочей поверхности 3 призмы 2.

Список литературы

1. Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении / 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Издательство «СВЕН», 2007. - 296 с.

Способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии, заключающийся в том, что в призму пьезопреобразователя излучают пучок ультразвуковых колебаний, измеряют амплитуду трансформированных поперечных колебаний и по ее величине судят о наличии или отсутствии акустического контакта, отличающийся тем, что трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы, принимают специальной пьезопластиной для приема поперечных колебаний, или упомянутую трансформированную волну, отраженную от рабочей поверхности призмы далее трансформируют с использованием дополнительной плоскости призмы пьезопреобразователя из поперечной в продольную и регистрируют колебания обычной пьезопластиной, причем угол падения поперечной волны на дополнительную плоскость выбирают исходя из максимального коэффициента преобразования в продольные колебания.
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-4 of 4 items.
10.09.2013
№216.012.6749

Способ контроля угона рельсовых плетей железнодорожного пути

Изобретение относится к области контроля состояния железнодорожного полотна, в частности к способам для измерения и контроля перемещения участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Способ измерения угона рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути основан на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492088
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.7ad6

Способ измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес

Использование: для измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес. Сущность: заключается в том, что излучают в боковую стенку обода ультразвуковыми датчиками две акустические волны поперечной поляризации, направления колебаний в которых ориентированы в радиальном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497108
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.07.2015
№216.013.60da

Способ измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556336
Дата охранного документа: 10.07.2015
17.02.2018
№218.016.2cd3

Способ ультразвукового контроля алюминотермитного сварного соединения рельсов

Изобретение относится к неразрушающему контролю уложенных в железнодорожный путь железнодорожных рельсов ультразвуковым методом и может быть использовано для обнаружения дефектов в подошвах рельсов в зоне их сварного соединения, выполненного алюминотермитной сваркой методом промежуточного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643866
Дата охранного документа: 06.02.2018
Showing 1-7 of 7 items.
10.09.2013
№216.012.6749

Способ контроля угона рельсовых плетей железнодорожного пути

Изобретение относится к области контроля состояния железнодорожного полотна, в частности к способам для измерения и контроля перемещения участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Способ измерения угона рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути основан на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492088
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.10.2013
№216.012.7ad6

Способ измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес

Использование: для измерения остаточных напряжений в ободьях цельнокатаных железнодорожных колес. Сущность: заключается в том, что излучают в боковую стенку обода ультразвуковыми датчиками две акустические волны поперечной поляризации, направления колебаний в которых ориентированы в радиальном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497108
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.07.2015
№216.013.60da

Способ измерения толщины контактного слоя при ультразвуковой дефектоскопии

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556336
Дата охранного документа: 10.07.2015
17.02.2018
№218.016.2cd3

Способ ультразвукового контроля алюминотермитного сварного соединения рельсов

Изобретение относится к неразрушающему контролю уложенных в железнодорожный путь железнодорожных рельсов ультразвуковым методом и может быть использовано для обнаружения дефектов в подошвах рельсов в зоне их сварного соединения, выполненного алюминотермитной сваркой методом промежуточного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643866
Дата охранного документа: 06.02.2018
15.03.2019
№219.016.e08d

Способ ультразвукового контроля осей колесных пар

Использование: для ультразвукового контроля осей колесных пар. Сущность: заключается в том, что вводят ультразвуковые колебаний под разными углами во вращающуюся ось с помощью преобразователей ультразвуковых колебаний, принимают эхо-сигналы, по параметрам которых определяют качество оси, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002313784
Дата охранного документа: 27.12.2007
15.03.2019
№219.016.e131

Способ ультразвукового контроля подошвы рельсов

Использование: для контроля подошвы рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой контроль подошвы рельсов осуществляют путем прозвучивания зоны контроля совмещенным наклонным преобразователем, перемещаемым по плоскости катания рельса, принимают им эхо-сигналы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436080
Дата охранного документа: 10.12.2011
21.06.2020
№220.018.293e

Устройство для иммерсионного ультразвукового контроля

Использование: для ультразвукового контроля изделий со сложным профилем, таких как рельсы или сортовой прокат. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для иммерсионного ультразвукового контроля содержит иммерсионную или локально-иммерсионную ванну, и один или несколько...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723913
Дата охранного документа: 18.06.2020
+ добавить свой РИД