Способ ультразвукового контроля многослойных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля многослойных изделий, а также в медицинской диагностике. Цель изобретения - повышение точности и информативности контроля за счет обеспечения возможности независимого измерения скорости акустических колебаний в отдельных слоях изделия и толщин его слоев. В исследуемый слой через иммерсионную среду вводят сфокусированную и несфокусированную акустические волны и фиксируют максимальные значения амплитуд эхоимпульсов сфокусированной волны от задней поверхности исследуемого слоя, а несфокусированной волны от его передней поверхности. Измеряют время Τ<SB POS="POST">фис</SB> и Τ<SB POS="POST">нис</SB> прохождения в исследуемом слое соответственно сфокусированной и несфокусированной акустических волн. Толщину слоя и скорость ультразвука определяют по расчетным формулам. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 01 N 29/04 г !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l разом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4405276/25-28 (22) 05.04.88 (46) 07.12.89. Бюл. )) 45 (71) Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (72) В.Г.Данилов и А.А.Владишаускас (53) 620.179.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 476501, кл. G 01 N 29/04, 1975, (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля многослойных изделий, а также в медицинской диагностике. Цель изобретения — повышение точности и информативности контроля

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю объектов и может быть использовано для контроля многослойных изделий, а также в медицинской диагностике, Целью изобретения является повышение точности и информативности контроля.

На фиг.1 представлена акустическая схема, поясняющая сущность способа ультразвукового контроля многослойных иэделий; на фиг.2 — упрощенная блок-схема, поясняющая реализацию способа.

В блок-схему входят приемно-передающий широкополосный фокусирующий пьезопреобразователь 1 (демпфер не показан), соосно связанный с ним механически приемно-передающий нефо2 за счет обеспечения возможности независимого измерения скорости акустических колебаний в отдельных слоях изделия и толщин его слоев. В исследуемый слой через иммерсионную среду вводят сфокусированную и несфокусированную акустические волны и фиксируют максимальные значения амплитуд эхоимпульсов сфокусированной волны от задней поверхности исследуемого слоя, а несфокусированной волны от его пе— редней поверхности. Измеряют время с „с и о „„ прохождения в исследуемом слое соответственно сфокусированной и несфокусированной акустических волн. Толщину слоя и скорость ультра- д звука определяют по расчетным формулам. 2 ил, .кусирующий широкополосныйпьезопреоб— разователь 2 (демпфер не показан),кон- . тактная среда З,помещенйая в кювету

4, первый 5 и второй 6 слои многослойного изделия (остальные п слоев не показаны), координатное устройство

7, коммутатор 8, усилители 9 и 10, импульсный генератор 11, контрольноизмерительный осциллограф 12.

Сущность способа заключается в том, что использование двух типов преобразователей — сфокусированного и прямого, позволяет независимо измерять толщину контролируемого слоя и скорость ультразвуковых колебаний в нем, Способ осуществляют следующим об1527576 л .

Ь нис с- «с

sin (arccos . п 7 — — -) л с <рис (1)

Л. л

С «, с нис нис

1 „= —.— - sin (arccos — ) ° ис с <рис (2) Лля определения последующих толщин 1 «„ n-x слоев исследуемой многослойной структуры и скорости ультразвука с „с„ н них используют выражения (1) и (2), Причем, для и-го слоя при последовательном определении толщины cJIQH и скорости ультразвука в нем, вместо значения с „ используют

55 пр еднарительно определенное значение

c,„, (n-1), а вместо значения 6 — отнса)ение атcñns (« „„, / < рис ) .

Импульсным генератором 11 через коммутатор 8 последовательно возбуждают сфокусированный и несфокусированный пьезопреобразователи 1 и 2, установленные соосно.,ультразвуковые

5 колебания распространяются в направлении многослойного изделия через слой контактной жидкости 3, которой заполнена кювета 4, установленная на исследуемый слой 5„ Перемещением фокусирующего преобразователя 1 в координатном устройстве 7 добиваются совпадения фокуса с задней границей исследуемого слоя 5 (граница слой 5 с.- ой 6) по максимальной амплитуде эхосигнала„ Перемещением обоих преобразователей добиваются параллельности излучающей поверхности несфокусированного преобразователя с передней границей исследуемого слоя 5 по максимальной амплитуде эхосигнала, принимаемого несфокусированным преобразователем„

По зхограммам на осциллографе )2 измеряют время с „,прохождения сфокусированной волной импульсного сигнала расстояния 1рис в первом исследуемом слое 5 и время „„, прохождения несфокусированной волной импульсного c»;.ii,;«is расстояния 1 „„, в первом исслсдуемом слое 5 (фиг.!)„ При известных значениях скорости ультразвука с,с ь контактной среде 3 и угла 6 падения сфокусированной волны

35 импульсног о сигнала на границу перехода контактная среда 3 — первый исследуемый слой 5 определяют величину скорости ультразвука си в первом исследуемом слое 5 многослойного иэде-4О лил и толщину 1ис первого исследуемого слоя 5.

Таким образом, при известных значениях скорости ультразвука в контактной среде и угла падения H сфокусированной ультразвуковой волны импульсного сигнала при переходе ее через границу контактная среда — первый исследуемый слой или исследованный слой — исследуемый слой при последующих измерениях, а также при изб / меренных значениях ь „„ и с „с по выражению (I) определяют скорость ультразвука н исследуемом слое, а по выражению (2) — толщину исследуемого слоя, По описанной методике измерения возможно определение н исследуемом слое глубины залегания дефекта или инородного тела, Формула и з о б р е т е н и я л ь нис

sin (arccos — — — )

Л 1 с <рИС скс с ис где с,,с „- скорость ультразвука, соответстненно в исследуемом слое и контактной среде;

Способ ультразвукового контроля многослойных изделий, заключающийся во введении через контактную среду в контролируемый объект сфокусированным преобразователем акустических импуль- сов, приеме этим же преобразователем эхоимпульсон, отраженных от границы между слоями с различными акустическими сопротивлениями, и их анализе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности контроля эа счет обеспечения возможности независимого измерения скорости акустических колебаний в отдельных слоях изделия и толщин его слоев, в контролируемое изделие дополнительно вводят акустические импульсы несфокусированным преобразователем, перемещением преобразователей относительно изделия фиксируют максимальные значения амплитуд зхоимпульсов, принимаемых сфокусированным и несфокусированным преобразователями от задней поверхности исследуемого слоя, измеряют время с н z u л л прохождения исследуемого слоя импульсами, излучаемьпж сфокусированным и несфокусированным преобразователямц,. а скорость акустических колебаний в исследуемом слое определяют из выражения

5 152757

0 — угол падения сфокусированной волны импульсных сигналов на переднюю поверхность иссле5 дуемого слоя, 6

6 а толщину 1„, исследуемого слоя определяют из выражения л сск ьgse

gsin F и нис

sin (arccos — ).

4 <рис

1527576

Составитель С.Арбузов

Редактор А.Шандор Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова ! Заказ 7506/50 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 11 ll

Г !01 роиз