×
29.05.2018
218.016.5595

Результат интеллектуальной деятельности: Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Использование: для автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий. Сущность изобретения заключается в том, что сканируют поверхность контролируемого объекта по крайней мере одним информационным датчиком физического поля, измеряют величины сигналов излучения физического поля с каждой точки поверхности контролируемого объекта, разбивают весь диапазон величин сигналов излучения физического поля по их значениям на I интервалов, регистрируют измеренные сигналы по принадлежности к соответствующим интервалам, определяют количество измеренных сигналов в каждом интервале К, рассчитывают разность количества измеренных сигналов в последующем и предыдущем интервалах ΔК=К-К по всему диапазону значений величин измеренных сигналов, а в качестве порогового значения величины сигнала излучения физического поля выбирают значение из интервала, для которого разность количества измеренных сигналов в данном и предыдущем интервалах меньше нуля, а разность количества измеренных сигналов в данном и последующем интервалах больше нуля, при этом измеряют величину сигнала в начале сканирования изделия на эталонном дефекте U, измеряют значение сигнала на качественном участке изделия вблизи эталонного дефекта U в точке i=1, где i - целочисленная координата траектории сканирования на поверхности контролируемого изделия, измеряют изменение сигнала на эталонном дефекте ΔU=|U-U|, измеряют шаг дискретности измерения сигналов по траектории сканирования: Δx=x-x, измеряют значение сигнала в текущей точке «i» сканирования изделия (U), измеряют разность сигналов между соседними точками: ΔU=U-U, регистрируют начало j-го дефекта по градиентному признаку, регистрируют координату (x) начала j-го дефекта по градиентному признаку, измеряют величину наибольшего сигнала в области j-го дефекта: U=U, если U>U и U>U, измеряют величину наибольшего изменения сигнала (ΔU) на j-м дефекте, регистрируют окончание j-го дефекта по градиентному признаку, регистрируют координату (x) окончания j-го дефекта по градиентному признаку: x=Δxxр, где p - целочисленная координата окончания j-го дефекта, измеряют протяженность j-го дефекта по градиентному признаку: Δх=х-х, регистрируют наличие j-го дефекта на изделии заданным образом. Технический результат: обеспечение возможности оперативного и достоверного контроля качества сплошности многослойных сложных конструкций и их элементов в процессе производства и в реальных условиях эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Область техники

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки надежности и качества различных изделий. Особенно актуально применение данного изделия для контроля материалов, имеющих большой разброс характеристик (данный разброс определяется разбросом характеристик различных физических полей после их воздействия на контролируемый материал - тепловых, акустических, радиоволновых и т.п.), например, многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Изобретение может быть использовано для контроля надежности и качества сложных пространственных многослойных конструкций из ПКМ как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации: пространственных сетчатых конструкций, отсеков космических аппаратов, ракетных двигателей, элементов авиационных двигателей, трубопроводов, герметичных сосудов и т.п.

Особенно эффективно применение заявленного изобретения при испытании потенциально опасных и дорогих в изготовлении конструкций, к которым с одной стороны предъявляются высокие требования по надежности и качеству эксплуатации, а с другой стороны они являются достаточно дорогими и трудоемкими в изготовлении для того, чтобы большое количество конструкций можно было заменить другими изделиями, имеющими требуемые параметры. Достоверное выявление дефектов очень актуально для изделий, работающих в потенциально опасных условиях - изделий ракетно-космической техники, трубопроводов (нефтегазопроводов и т.п.), где существуют взаимно исключающие требования: когда, с одной стороны, требуется обеспечить необходимую надежность конструкции (т.е., например, увеличить ее толщину), а, с другой стороны, имеются ограничения по массе и габаритным размерам, которые требуют уменьшить толщину материалов. Немаловажную роль в этом играют и экономические аспекты. При этом требуется определить потенциально опасные места (узлы конструкции), которые в первую очередь могут разрушиться (вследствие наличия дефектов типа нарушения сплошности), что может привести к аварии и которые возможно необходимо укреплять.

Уровень техники

Достоверное определение качества сплошности материала является актуальной задачей в процессе создания эффективных и надежных конструкций из различных материалов.

Существует большое количество методов контроля сплошности материала: рентгеновский, ультразвуковой, визуальный оптический, вихретоковый, а также их комбинации.

Все методы имеют свои особенности и области применения. Но все методы имеют одну общую операцию - процесс обнаружения нарушения сплошности (дефектов), т.е. выделение в контролируемом материале областей, имеющих характеристики, отличные от основного материала. Это могут быть, например, трещины, расслоения и т.п. Задача обнаружения значительно усложняется сложной формой поверхности изделий и сложной внутренней конструкцией, большими габаритными размерами изделий, случайным разбросом характеристик изделий по их поверхности (что особенно характерно для ПКМ).

Перспективным направлением в современной технике является использование композитных материалов, как металлических, так и полимерных, обладающих рядом преимуществ перед традиционными материалами, особенно в авиакосмических отраслях техники, машиностроении, энергетики, нефтегазовой отрасли и др. Это вызвано большим разнообразием видов таких материалов, специфическими особенностями конструкций из них и технологией изготовления, рядом преимуществ перед металлами.

Кроме того, эти материалы в большинстве отраслей промышленности работают в условиях статических и динамических нагрузок.

Повысить качество конструкций невозможно без достоверной оценки критериев качества материалов. Соответственно невозможна разработка мероприятий и технологий по повышению качества конструкций. Признаками качества конструкций, особенно в трубопроводах, ракетно-космической и авиационной отраслях, являются массогабаритная и энергетическая характеристики, которые определяются, в т.ч. качеством сплошности материала

Здесь на первое место выходят методы неразрушающего контроля, основанные на различных физических принципах, и методы достоверного для решаемой задачи обнаружения внутренних нарушений сплошности по анализу изменения результатов взаимодействия физических полей с контролируемым материалом. Они позволяют объективно определять фактическое состояние конструкции, оценить надежность их эксплуатации и дать рекомендации по ее ремонту или восстановлению.

Существует большое количество методов и средств обнаружения нарушений сплошности в процессе неразрушающего контроля материалов (дефектоскопии).

Методы обнаружения дефектов в процессе неразрушающего контроля подробно раскрыты в следующих источниках: И.Н. ЕРМОЛОВ, Н.П. АЛЕШИН, А.И. ПОТАПОВ. Неразрушающий контроль. Акустические методы контроля. Кн. 2. - М.: Высшая школа, 1991, с. 92-95, EP 0486689 A1, SU 1396046 A1, SU 1158919 A, SU 319895, SU 1649414 A1, SU 824032, DE 4031895 A1.

Общий недостаток практически всех существующих методов и средств неразрушающего контроля заключается в следующем: определение порогового значения сигнала осуществляется посредством эталонного образца с эталонным дефектом. Обнаружение дефектных участков осуществляется путем сравнения сигнала по поверхности контролируемого материала с пороговым значением сигнала. Это простой и надежный метод. Однако он обладает принципиальным недостатком: практически невозможно изготовить эталонные образцы со всеми вариантами характеристик внутренних дефектов, а, значит, происходит обнаружение некоторого «усредненного» дефекта и с большой вероятностью возможен пропуск опасных дефектов. Такой метод не учитывает влияния случайных изменений свойств контролируемых материалов на результаты контроля.

Наиболее близким к заявленным способу и устройству являются способ и устройство, охарактеризованные в патенте РФ №2171469.

Известный способ направлен на определение порогового значения сигнала в процессе неразрушающего контроля и включает следующие действия:

- сканируют поверхность контролируемого объекта информационными датчиками физических полей,

- измеряют величины сигналов излучения физического поля с каждой точки поверхности контролируемою объекта,

- разбивают весь диапазон величин сигналов излучения физического поля по их значениям на I интервалов,

- регистрируют измеренные сигналы по принадлежности к соответствующим интервалам,

- определяют количество измеренных сигналов в каждом интервале (Кi),

- рассчитывают разность количества измеренных сигналов в последующем и предыдущем интервалах (ΔКii+1i) по всему диапазону значений величин измеренных сигналов,

- а в качестве порогового значения величины сигнала излучения физического поля выбирают значение из интервала, для которого разность количества измеренных сигналов в данном и предыдущем интервалах меньше нуля, а разность количества измеренных сигналов в данном и последующем интервалах больше нуля.

Данный способ обладает большей достоверностью по сравнению со способами из уровня техники.

Однако он имеет существенные недостатки:

Определение пороговое значение сигнала, а, следовательно, и обнаружение дефектов осуществляется только после завершения сканирования всего изделия. Отсутствует возможность текущей оценки качества изделий в процессе его сканирования. В связи с тем, что свойства материала могут значительно отличаться по одному изделию, такой способ приводит к недостоверному обнаружению дефектов. Поэтому в дефектные зоны, определенные в соответствии с прототипом могут попасть и качественные участки, имеющие характеристики, отличающиеся от средних значений по изделию. При этом, часто сканирование крупногабаритных изделий осуществляется непрерывно в течение длительного времени (до 16-24 часов), что делает невозможным повторное сканирование в случае появления сомнений в результатах контроля.

Заранее нельзя достоверно определить зоны изделия, на которых свойства достаточно равномерны и позволяют использовать способ, выбранный в качестве прототипа.

Известный способ имеет низкую производительность при условии обеспечения высокой вероятности обнаружения дефектов.

Обнаружение дефектов осуществляется только по величине информационного сигнала, например, по амплитуде сигнала, времени сдвига и т.п. Однако изменение величины информационного сигнала может быть обусловлено не только наличием дефекта, но и рядом других случайных факторов, например, случайным изменением на короткий промежуток времени питающего напряжения. Поэтому обнаружение дефектов только по одному параметру, указанному в прототипе, снижает достоверность контроля.

Текущий информационный измеренный сигнал (параметр) по изделию может изменяться случайным образом в зависимости от изменения свойств изделий. При этом величина информационного параметра может изменяться на величину, превышающую изменение на дефекте. Это приводит к ложному обнаружению дефектов, что также снижает достоверность контроля.

Поэтому на сегодняшний день имеется потребность в создании способа контроля реальных конструкций из сложных материалов, который может применяться на практике для широкого круга объектов с различными характеристиками и позволяет обнаруживать различные типы внутренних дефектов.

Настоящее изобретение направлено на обеспечение оперативного достоверного контроля качества сплошности многослойных сложных конструкций и их элементов в процессе производства и в реальных условиях эксплуатации. Т.е. в конечном итоге изобретение направлено на повышение безопасности эксплуатации сложных потенциально опасных конструкций.

Сущность изобретения

Этот технический результат в части способа достигается за счет того, что при автоматическом неразрушающем контроле качества изделий выполняют следующие действия:

- измеряют сигнала в начале сканирования изделия на эталонном дефекте (Un),

- измеряют значение сигнала на качественном участке изделия вблизи эталонного дефекта (U0) в точке i=1,

где i - целочисленная координата траектории сканирования на поверхности контролируемого изделия,

- измеряют изменение сигнала на эталонном дефекте

ΔUn=|Un-U0|,

- измеряют шаг дискретности измерения сигналов по траектории сканирования:

Δxi=xi+1-xi,

- измеряют значение сигнала в текущей точке «i» сканирования изделия (Ui),

- измеряют разность сигналов между соседними точками:

ΔUi=Ui+1-Ui,

- регистрируют начало j-го дефекта по градиентному признаку следующим образом:

,

- регистрируют координату (xнj) начала j-го дефекта по градиентному признаку:

xнj=Δxixk,

где k - целочисленная координата начала j-го дефекта,

- измеряют величину наибольшего сигнала в области j-го дефекта:

Ujmax=Uji если Ui+1>Ui и Ui+2>Ui+1,

- измеряют величину наибольшего изменения сигнала (ΔUmaxj) на j-м дефекте следующим образом:

ΔU j max =(Ujmax-Uk),

- регистрируют окончание j-го дефекта по градиентному признаку следующим образом:

- регистрируют координату (xкj) окончания j-го дефекта по градиентному признаку:

xкj=Δxixp,

где p - целочисленная координата окончания j-го дефекта,

- измеряют протяженность j-го дефекта по градиентному признаку:

Δхдj=xкj-xнj,

- регистрируют наличие j-го дефекта на изделии следующим образом:

где Δxn - протяженность минимального дефекта.

Технический результат в части устройства достигается за счет того, что устройство автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий включает блок измерения сигнала, пороговое устройство, сканирующую систем и регистратор, при этом сканирующая система установлена с возможностью обеспечения относительного перемещения изделия и блока измерения сигналов для сканирования поверхности изделия, выход блока измерения сигналов подключен к входу порогового устройства, выход порогового устройства подключен к входу регистратора, в устройство дополнительно введены блок позиционирования, коммутатор, первый-четвертый сумматоры, первый- и второй блоки задержки, инвертор, первый-пятый блоки сравнения, первый-второй умножители, блок памяти, при этом сканирующая система жестко связана с контролируемым изделием, выход сканирующей системы подключен к входу блока позиционирования, блок измерения сигналов выполнен с возможностью регистрации физического поля от контролируемого изделия и выходом подключен к первому входу коммутатора, первый выход блока позиционирования подключен к второму входу коммутатора, второй выход коммутатора подключен к входу первого порогового устройства, выход первого порогового устройства подключен к третьему входу пятого блока сравнения, второй выход блока позиционирования подключен к второму входу регистратора, третий выход блока позиционирования подключен одновременно к первым входам первого и второго умножителей, четвертый выход блока позиционирования подключен к второму входу блока задержки, пятый выход блока позиционирования подключен к одновременно входу второго блока задержки и к второму входу первого сумматора, выход второго блока задержки подключен к первому входу первого сумматора, выход первого сумматора подключен одновременно к вторым входам первого и второго умножителей, первый выход коммутатора подключен одновременно: к первому входу первого блока задержки, к первому входу второго сумматора и ко второму входу четвертого блока сравнения, выход первого блока задержки подключен к входу инвертора, выход инвертора подключен к второму входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен одновременно к входу первого блока сравнения, к первому входу второго блока сравнения и первому входу третьего блока сравнения, первый выход первого блока сравнения подключен одновременно к второму входу второго блока сравнения и к второму входу третьего блока сравнения, второй выход первого блока сравнения подключен к первому входу четвертого блока сравнения, выход четвертого блока сравнения подключен к входу третьего сумматора, выход третьего блока сравнения подключен одновременно к третьему входу первого умножителя и к третьему входу пятого блока сравнения, первый выход второго блока сравнения подключен одновременно к третьему входу второго умножителя и к пятому входу пятого блока сравнения, второй выход второго блока сравнения подключен к входу третьего сумматора, выход первого умножителя подключен к первому входу четвертого сумматора, выход второго умножителя подключен к второму входу четвертого сумматора, выход четвертого сумматора подключен к четвертому входу пятого блока сравнения, выход блока памяти, в который заложены параметры контролируемого изделия и минимальные размеры допустимого дефекта, подключен к первому входу пятого блока сравнения, выход пятого блока сравнения подключен к первому входу регистратора, второй выход блока памяти подключен одновременно к третьим входам второго и третьего блоков сравнения, а выход третьего сумматора подключен к шестому входу пятого блока сравнения.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения и возможность достижения технического результата будут более понятны из последующего описания со ссылками на позиции чертежей, где:

фиг. 1 представляет типовое распределение формы сигнала по поверхности изделия,

фиг. 2 представляет реальное исходное распределение сигналов по поверхности изделия из ПКМ,

на фиг. 3 приведена структурная схема устройства,

на фиг. 4 приведена фотография установки и аппаратной части устройства автоматизированного контроля,

на фиг. 5 приведены две дефектограммы с обнаружением дефектов по известному (дефектограмма «а») и представленному (дефектограмма «б») способам (эталонный дефект на дефектограмме не показан),

фиг. 6 изображает блок измерения сигнала, совмещенный с пороговым устройством.

На фигурах используются следующие обозначения:

U0 - сигнал на качественном (бездефектном) участке вблизи эталонного дефекта,

Un - пороговое значение сигнала на эталонном дефекте,

Ujmax - максимальное значение информационного сигнала на j-ом дефекте,

k - целочисленная координата начала j-го дефекта,

p - целочисленная координата окончания j-го дефекта,

Ui - ось значения сигнала,

I - ось целочисленной координаты сканирования изделия,

А - дефекты, определенные по известному способу,

Б - дефекты, выявленные по изобретению,

В - типовой дефект,

1 - контролируемое изделие,

2 - дефект в контролируемом изделии,

3 - блок измерения,

4 - пороговое устройство,

5 - регистратор,

6 - сканирующая система,

7 - блок позиционирования,

8 - коммутатор,

9 - первый сумматор,

10 - первый блок задержки,

11 - инвертор,

12 - второй сумматор,

13 - первый блок сравнения,

14 - второй блок сравнения,

15 - третий блок сравнения,

16 - четвертый блок сравнения,

17 - первый умножитель,

18 - второй умножитель,

19 - третий сумматор,

20 - блок памяти,

21 - четвертый сумматор,

22 - пятый блок сравнения.

23 - второй блок задержки.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Все используемые электронные блоки устройства, реализующего представленный способ, построены на основе стандартных электронных элементах с использованием логических схем, микропроцессорных схем и микропроцессорных сборок с перепрограммируемыми запоминающими устройствами (см. например, Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учебн. пособие для вузов. - 3-е изд. перераб. и доп. - СПб.: - БХВ - Петербург, 2010.).

В качестве блока измерения сигнала и порогового устройства использован ультразвуковой низкочастотный дефектоскоп марки УСД-60 (фиг. 5) с бесконтактными преобразователями БП-4 (www.kropus.ru). Могут использоваться датчики, регистрирующие иные (кроме ультразвукового) поля, как указано выше.

Способ заключается в следующем. Сканирующая система 6 осуществляет сканирование (просмотр) контролируемого изделия 1 блоком измерения сигнала 3. Сигнал, который измеряется блоком 3, характеризует состояние сплошности изделия 1, в т.ч. наличие в контролируемом изделии дефекта 2 (фиг. 2).

Сигналы с блока измерения 3 поступает на вход коммутатора 8.

На второй управляющий вход коммутатора 8 поступает сигнал с блока позиционирования 7.

Вход блока позиционирования связан со сканирующей системой 6. Блок позиционирования 7 осуществляет позиционирование точки регистрации сигнала блоком измерения сигнала 3 на поверхности контролируемого изделия 1.

На начальном этапе контроля, когда регистрация сигнала с поверхности изделия 1 блоком измерения сигнала 3, осуществляется вблизи эталонного дефекта 2, по соответствующему сигналу с блока позиционирования 7 коммутатор 8 передает сигнал с блока измерения сигнала 3 на первое пороговое устройство 4.

Первое пороговое устройство 4 осуществляет определение порогового значения сигнала на эталонном дефекте 2 (Un). Определение величины Un осуществляется по алгоритму, описанному в патенте РФ 2171469 (прототип).

Сигнал, соответствующий величине Un из порогового устройства 4, поступает на вход пятого блока сравнения 22.

Сигнал, соответствующий координатам сканирования изделия 1 с блока позиционирования 7, поступает одновременно на второй блок задержки 23 и первый сумматор 9.

Второй блок задержки 23 осуществляет задержку одного из сигналов xi+1, соответствующих координате сканирования изделия 1, который далее поступает в первый сумматор 9. В первом сумматоре 9 производится измерение шага дискретности измерения сигналов по траектории сканирования:

Δxi=xi+1-xi.

Одновременно сигнал, соответствующий координатам сканирования изделия 1, с блока позиционирования 7 поступает на вход коммутатора 8 и управляет работой коммутатора 8, распределяя сигналы с блока измерения 3 на соответствующие блоки обработки сигналов.

Сигнал Ui, измеренный блоком измерения сигнала 3 в текущей точке «i» сканирования изделия 1 поступает одновременно на вход первого блока задержки 10, второй сумматор 12 и четвертый блок сравнения 16.

Одновременно, сигнал, соответствующий координатам сканирования изделия 1, с блока позиционирования 7 поступает на первый блок задержки 10.

Первый блок задержки 10 осуществляет задержку одного из сигналов Ui+1, соответствующих координате сканирования изделия 1, который далее через инвертор 11 поступает во второй сумматор 12. В инверторе 11 сигнал Ui меняет знак на противоположный.

Во втором сумматоре 12 производится измерение разности сигналов между соседними точками (i и i+1 сканирования изделия:

ΔUi=Ui+1-Ui.

Измеренный сигнал ΔUi поступает первый блок сравнения 13, где сравнивается с нулем (0), т.е. определяется знак величины ΔUi:

ΔUi: >0 или ΔUi: <0.

Эти сигналы поступают в блоки сравнения 14 и 15. В этих блоках осуществляется регистрация начала и окончания j-го по градиентному признаку следующим образом.

В блоке 14 осуществляется регистрация начала j-го дефекта:

где ΔUпор - пороговое изменение значения сигнала на дефекте.

Данная величина определяется до проведения контроля и хранится в блоке памяти 20. При выполнении операций блоками 14 и 15 величина ΔUпор передается из блока памяти в блоки 14 и 15.

Одновременно в блоке 14 фиксируется сигнал Uk - сигнал в точке k начала j-го дефекта.

Здесь k - точка начала j-го дефекта.

В блоке сравнения 15 осуществляется регистрация окончания j-го дефекта:

,

Сигналы начала и окончания j-го дефекта из блоков 14 и 15 поступают, соответственно, на умножители - блоки 17 и 18. В этих блоках осуществляется измерение физических координат начала xнj (блок 18) и окончания xкj - (блок 17) j-го дефекта на контролируемом изделии 1.

Для этого в умножители 17 и 18 передаются сигналы о шаге дискретности измерения сигналов по траектории сканирования из первого сумматора 9

Δxi=xi+1-xi

и сигналы из блока позиционирования 7: количество импульсов (целочисленная координата) k - начала j-го дефекта и количество импульсов (целочисленная координата) p - окончания j-го дефекта.

В блоке 18 осуществляется операция:

xнj=Δxixk

В блоке 17 осуществляется операция:

xкj=Δxixp

Сигналы, соответствующие значениям начала xнj и окончания xкj j-го дефекта, поступают в четвертый сумматор 21, где производится измерение сигнала Δxдj, соответствующего протяженности j-го дефекта на изделии 1:

Δxдj=xкj-xнj,.

Сигнал, соответствующий результатам сравнения

ΔUi: >0 или ΔUi: <0,

из первого блока сравнения 13 поступает в четвертый блок сравнения 16. Одновременно в четвертый блок сравнения 16 поступает сигнал с коммутатора 8 - Ui сигнал, измеренный блоком 3 в i-й точке на изделии 1.

В четвертом блоке сравнения 16 осуществляется определение наибольшего сигнала на j-м дефекте Ujmax следующим образом:

Ujmax=Uji если Ui+1>Ui и Ui+2>Ui+1

Сигнал, соответствующий наибольшему сигналу на j-м дефекте Ujmax из четвертого блока сравнения 16 поступает в третий сумматор 19. Одновременно из второго блока сравнения 14 в третий сумматор 19 передается сигнал Uk - сигнал в точке k начала j-го дефекта.

В третьем сумматоре 19 осуществляется измерение величины наибольшего изменения сигнала на j-м дефекте следующим образом:

ΔU j max =(Ujmax-Uk).

Величина ΔUjmax из третьего сумматора 19 передается в пятый блок сравнения 22.

Таким образом, в пятом блоке сравнения 22 собирается вся информация о j-м дефекте. Эта информация анализируется следующим образом и по результатам анализа формируется сигнал о достоверном наличии или отсутствии j-го дефекта:

Сигнал, свидетельствующий о наличии j-го дефекта, поступает в регистратор 5. Одновременно в регистратор 5 из блока позиционирования 7 поступает информация о координатах j-го дефекта.

В пятом блоке сравнения 22 производится анализ наличия j-го дефекта по признакам: наличия начала дефекта, наличия окончания дефекта, превышение протяженности дефекта минимального значения и превышения изменения сигнала на дефекте минимального порогового значения.

Таким образом, осуществляется достоверное обнаружение дефектов в материале, имеющем большой разброс информационных сигналов по поверхности.

Теоретический анализ показывает следующее.

Предлагаемый способ и реализующее его устройство позволяют значительно повысить достоверность контроля за счет повышения вероятности обнаружения дефектов на изделии, имеющем существенные неоднородности материала и других характеристик.

Пусть, например, обнаружение дефекта по каждому из признаков имеет вероятность δi=0,9 (что характерно для способа, описанного в качестве прототипа).

Тогда вероятность обнаружения дефекта при совпадении всех признаков будет равна:

δΣ=1-(1-δi)4=0,9999.

Это является практически достоверной вероятностью обнаружения дефекта.

В пятом блоке сравнения 22 производится анализ наличия j-го дефекта по признакам: наличия начала дефекта, наличия окончания дефекта, превышение протяженности дефекта минимального значения и превышения изменения сигнала на дефекте минимального порогового значения.

Такое сравнение позволяет практически достоверно обнаруживать наличие дефекта.

Экспериментальные исследования проводились на примере контроля трубы из ПКМ длиной 9 метров, предназначенной для эксплуатации в нефтепроводе. На фиг. 4 приведена фотография автоматизированной системы контроля.

В качестве блока измерения сигнала и порогового устройства применялся ультразвуковой дефектоскоп УСД-60, модернизированный и доработанный в соответствии со схемой (фиг. 3) заявляемого устройства. Для контроля использовались бесконтактные ультразвуковые преобразователи БП-4, информация о которых размещена в Интернете, www.kropus.ru.

Методика экспериментальных исследований заключалась в следующем.

На цилиндрическом изделии из ПКМ закладывались искусственные дефекты типа нарушения сплошности с различными параметрами.

Изделие устанавливалось на механизированную сканирующую систему (фиг. 4). С помощью установки фиг. 4 осуществлялось спиральное сканирование поверхности изделия. Таким образом, производилось измерение сигнала с каждой точки по всей площади поверхности изделия. Дискретность измерения определялась блоком позиционирования 7 (датчиками координат) и равна 10×10 мм (фиг. 2).

Далее это изделие подвергалось неразрушающему контролю по двум методикам:

- по известной методике (способу), принятой в качестве прототипа,

- по изобретению.

Сигнал при контроле по обеим методикам измерялся одним и тем же блоком измерения сигнала 3.

Результаты представлены на дефектограммах, приведенных на фиг. 5.

Анализ дефектограмм наглядно показывает, что способ по изобретению позволяет выявлять все заложенные в изделие искусственные дефекты. В то время, как способ принятый в качестве прототипа обеспечивает выявление ориентировочно только 40% заложенных по всей поверхности изделия дефектов.

В качестве примера в таблице 1 приведены результаты обработки экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования подтверждают достижение поставленной цели: способ по изобретению повышает достоверность и производительность автоматизированного контроля изделий.


Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-22 of 22 items.
01.06.2019
№219.017.7218

Способ электросиловой термографии пространственных объектов и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к области измерительной техники и могут быть использованы для оценки надежности сложных пространственных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Способ термографии включает в себя пропускание электрического тока допустимого уровня через изделие для его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690033
Дата охранного документа: 30.05.2019
04.05.2020
№220.018.1b97

Способ автоматизированного контроля сплошности изделий и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки надежности и качества различных изделий. Способ включает размещение на изделии в начале траектории сканирования эталонного дефекта, соответствующего по характеристикам реальному дефекту в изделии и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720437
Дата охранного документа: 29.04.2020
Showing 21-30 of 116 items.
10.01.2015
№216.013.1e13

Способ теплового контроля содержания металла в руде и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического определения концентрации металла в руде. Согласно заявленному способу перед проведением контроля содержания металла в руде по конвейеру пропускают руду без примесей металла. Нагревают площадным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539127
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.01.2015
№216.013.1e73

Корпус раструба поворотного сопла из композиционных материалов

Изобретение относится к области ракетной твердотопливной техники и может быть использовано в конструкциях поворотных сопл из композиционных материалов. Корпус раструба поворотного сопла из композиционных материалов содержит оболочку в виде усеченного конуса с двумя присоединительными фланцами у...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539236
Дата охранного документа: 20.01.2015
27.01.2015
№216.013.212b

Способ изготовления корпуса воспламенителя заряда ракетного двигателя из композиционных материалов и его конструкция

При изготовлении корпуса воспламенителя заряда ракетного двигателя из композиционных материалов выполняют цилиндрическую оболочку. Изготовление всех разнотипных элементов оболочки ведут из разложенного на подогреваемую поверхность расчетного для каждого последовательно выполняемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539939
Дата охранного документа: 27.01.2015
20.03.2015
№216.013.3476

Способ изготовления влагозащищённого контейнера из полимерных композиционных материалов и влагозащищённый контейнер из полимерных композиционных материалов

Группа изобретений относится к области машиностроения, к оболочкам из слоистых полимерных композиционных материалов герметичного исполнения, предназначенных для хранения артиллерийских выстрелов, ракет и других боеприпасов. Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544905
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.05.2015
№216.013.4926

Неразъемное соединение рукавов высокого давления

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована для производства армированных гибких рукавов для гидравлических систем машин и оборудования. Гибкий рукав содержит металлические законцовки и обжимающий элемент. В рукав установлена гильза с одной стороны с наружным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550233
Дата охранного документа: 10.05.2015
27.05.2015
№216.013.4de5

Многослойный сильфон

Сильфон предназначен для компенсации больших осевых и угловых перемещений. Сильфон содержит концевые цилиндрические участки и гофрированный средний участок с герметичным внутренним слоем и силовыми наружными слоями в виде сетки, при этом герметичный внутренний слой выполнен в виде отдельной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551459
Дата охранного документа: 27.05.2015
27.05.2015
№216.013.4ded

Каркас поворотного сопла из композиционных материалов, способ его изготовления и выкладочно-прессовочная оснастка для осуществления способа

Каркас поворотного сопла из композиционных материалов представляет собой шпангоут с элементами крепления навесных функциональных изделий и встраивания его в состав поворотного сопла и имеет опоры механизмов поворота сопла. Шпангоут выполнен в виде кольца швеллерного профиля поперечного сечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551467
Дата охранного документа: 27.05.2015
10.06.2015
№216.013.500e

Неразъёмное соединение рукавов высокого давления

Изобретение относится к машиностроению для производства армированных гибких трубопроводов высокого давления специального назначения ограниченных размеров. Гибкий трубопровод содержит герметизирующий слой с заделанными в него металлическими законцовками и силовой армирующий слой на эластомерном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552015
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.08.2015
№216.013.6ddc

Резинокордный элемент

Изобретение относится к упругим элементам гидравлических, пневматических и гидропневматических систем различного назначения, в частности может быть использовано как компенсатор осевых и радиальных перемещений в напорных трубопроводах высокого давления. Резинокордный элемент содержит внутренний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559682
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.720e

Оболочка из композиционных материалов

Изобретение относится к области машиностроения для использования в конструкциях авиационной, ракетной и космической техники и касается оболочки из композиционных материалов. Между двумя обечайками оболочки расположены части слоя пенопласта, разделенные ребрами. В локальной зоне расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560768
Дата охранного документа: 20.08.2015
+ добавить свой РИД