Иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий
Ш-МЕРСИОННЫЙ СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьеэоэлемелтом с кольцевой зоной излучения, принимают отраженtoie от изделия эхо-импульсы и по их амгглитуде судят о дефектности изде:лия , отличающийся тем, ЧТО, с целью сокращения мертвой зоны и повышения чувствительности при вы-явлении подповерхностных дефектов, прием ультразвуковых импульсов проводят в кольцевой зоне, конце11тричной зоне излучения, а средний радиус и ширину этой зоны выбирают из условия p,.,;.
СОКИ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ
РЕСПУБЛИК
4(5ЦС О 2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ИО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbffMA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 35496t0j25-28 (22) 04,02.83 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 . (72) Н.В. Васильев, Н.П,Бирюкова, В.В. Левченко, В.В. Рубанов и В.В. Борисов (53) 620.179.16(088.8) (56) J. Авторское свидетельство СССР
Ð 295081, кл. С 03 N 29/04, 3971.
2. Ермолов И.Н, Методы ультразвуковой дефектности. М., МГН, 1961, с. 147 (прототип). б
{54)(57) ИИМЕРСИОННЫЙ СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьезоэлементом с кольцевой зоной излучения, принимают отраженные от изделия зхо-импульсы и по их амйлитуде судят о дефектности изде лия, отличающийся тем, что, с целью сокрап ения мертвой зоны и повышения чувствительности при выявлении подповерхностных дефектов, прием ультразвуковых импульсов проводят в кольцевой зоне, концентричной зоне излучения, а средний радиус и ширину этой эоны выбирают иэ условия
4 8 c =-+ — h = (О 2-0 3)л рл ° 0 > > Po 8 где P — средний радиус зоны приема ультразвуковых эхо-сигналов; п0 - ширина зоны приема; Н вЂ” расстояние между преобразователем и поверхностью изделия; С - скорость ультразвуковых колебаний в иммерсионной среде; Q — резонансная частота пьезопластины; P> — средний радиус зоны возбуждения ультразвукового поля,. ll44047 Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исполь. зовано для излучения и приема ультразвуковых колебаний при иммерсионном контроле изделий. 5 Известен способ излучения ультразвуковых колебаний, заключающийся в том, что возбуждают пьезопластину со сплошными электродами видеоимпульсом электрического напряжения с 10 крутым передним и пологим задним. фронтами, длительность переднего фронта которого устанавливают превышающей полупериод колебаний пьезо,пластины на резонансной частоте Я 1$ Однако в данном способе ограничены пределы снижения мертвой зоны ввиду того, что при демпфировании пьезопластины невозможно существенно уменьшить длительность колебаний поверхностного сигнала. Кроме того, снижается амплитуда зхо-сигналов от дефектов, расположенных на глубине менее 5 мм, что обусловлено интерференцией ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в центральной и периферийной областях пьезапластины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что в контролИруемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьезоэлемен том с кольцевой зоной излучения., принимают отраженные от изделия эхо" импульсы и по их амплитуде судят о . дефектности изделия f2) . Недостатком известного способа является то, что в нем не возможно регулировать чувствительность контроля и уменьшать мертвую зону, по" "скольку возбуждение и прием ультразву. ч ковых импульсов проводится в одной зоне преобразователя, размеры которой выбираются исходя из условий контроля. Цель изобретения - сокращение мертвой зоны и повышение чувствитель. насти при выявлении подповерхностных эО дефектов. Пос.".авленная цель достигается тем, что согласно иммерсионному способу ультразвукового контроля иэде- . лий, заключающемуся в том, что в И контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые колебания пьезоэлементом с кольцевой зоной излучения, принимают отраженные от изделия эхоимпульсы и по их амплитуде судят о дефектности иэделия, прием ультразвуковых импульсов проводят в кольцевой зоне, концентричной зоне излучения, а средний радиус и ширину этой зоны выбирают из условия 4 8 Н С л - — — h = (О 2-0 3)л о Pgs а где p — средний радиус зоны приема ультразвуковых эхо-сигналов; н « ширина зоны приема; Н . — расстояние между преобразователем и поверхностью изделия; С вЂ” скорость ультразвуковых колебаний в иммерсионной среде; — резонансная частота пьезопластины; p8 — средний радиус зоны возбуждения ультразвукового поля. На чертеже представлена блок-схема устройства. для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит пьеэопластину 1 с демпфером 2 и сплошными электродами 3 и 4, подключенными к генератору 5 .ударного возбуждения, акустический экран 6, расположенный со стороны электрода 4, приемную кольцевую пьезопластинку 7 с демпфером 8 и электродами 9 и 10, подключенными к индикатору 11. Позицией 12 обозначен контролируемый образец. Способ осуществляют следующим образом. С генератора Б электрический импульс подается на электроды 3 и .4 пьезопластины 1. Эта пьезопластина 1 генерирует импульсы ультразвуковых колебаний, которые через иммерсионную жидкость передаются на контролируемое изделие 12. При помощи акустического экрана 6, расположенного в непосредственной близости от пьезоэлемента 1, область излучения ограничивается кольцевой зоной, что исключает влияние центральной области пьезопластины 1 на возрастание энергии импульсов акустических колебаний с уменьшением угла их отражения. Последнее приводит к выравниванию в области пьезопластины 1 амплитудного соотношения отраженных от поверхности ввода импульсов ультразвуковых колебаний с изменением 1144047,Составитель Г. Федоров Редактор В. Петраш Техред А.Ач Корректор И. Эрдейи Заказ 898/37 Тираш 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП ",Патент", r. Ушгород, ул. Проектная, 4 их фазы. Характер распределения акустического давления в плоскости пьеэопластины 1 соответствует при этом эквипотенциальным окружностям, концентричным зоне возбуждения УЗполя, радиус которьас определяет значение максимальной разности фаз, отрашенных от поверхности ввода импульсов УЗ-колебаний. Отрашенные от поверхности и внутренних дефектов иэделия импульсы УЗколебаний принимаются кольцевой .пьеэопластинкой 7 с демпфером 8, преобразуются при помощи электродов 9 и 10 в электрические сигналы, которые затем поступают на индикатор 11. Если диаметр кольцевой пьезопластины 7 выбрать таким,.чтобы она попала в область с минимальным значени ем акустического давления, то при этом сокращается мертвая зона конт- . роля. Это связано с тем, что условия формирования поверхностного сигнала такие, при которых уменьшается его амплитуда и сокращается длительность. Для эхо-сигналов, отрашенных о-. л „поверхностных дефектов, условия противофазной интерференции отсутствуют, что приводит к возрастанию амплитуды результирующего сигнала с уменьшением глубины залегания дефектов. Таким образом, предлагаемый иммерсионный способ ультразвукового контроля изделий позволяет значительно повысить чувствительность при выявлении подповерхностных дефектов за счет сокращения мертвой зоны путем соответствующего выбора эоны возбуждения и приема ультразвуковых колебаний исходя из условий контроля.
