Способ визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия

Авторы патента:

Квасников Константин Григорьевич (RU)

Солдатов Алексей Иванович (RU)

Солдатов Андрей Алексеевич (RU)

Селезнев Антон Иванович (RU)

G01N29/04 - для обнаружения локальных дефектов в твердых телах (G01N 29/16,G01N 29/18,G01N 29/20 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2532597:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что размещают пьезопреобразователи антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно В-изображение, превышает половину длины ультразвуковой волны, производят циклическое ультразвуковое облучение объекта контроля поочередно каждым пьезопреобразователем антенной решетки и одновременный прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы всеми преобразователями антенной решетки, усиливают и преобразуют в цифровые коды полученные электрические сигналы, проводят когерентную обработку сохраненных цифровых кодов, при которой разбивают объект контроля на локальные области, которые рассматривают в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента. Сохраненные цифровые коды сдвигают назад во времени на величину, равную времени распространения отраженной волны от рассматриваемой локальной области до соответствующего пьезопреобразователя антенной решетки. Затем перемножают сдвинутые во времени цифровые коды соответственно для каждой из локальных областей, сохраняют полученные произведения цифровых кодов и используют их для реконструкции изображения и его визуализации. Технический результат: улучшение четкости визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности для раздельной визуализации нескольких рядом расположенных дефектов, а также увеличение отношения сигнал/шум. 3 ил.

Изобретение относится к области анализа с помощью ультразвуковых волн материалов или изделий из металлов, керамики, пластмасс и может быть использовано в промышленности для контроля дефектов внутри деталей, для дефектоскопии различных материалов, а также в медицине для диагностики внутренних органов.

Известен способ формирования акустического изображения контролируемого объекта [RU 2246723 С1, МПК7 G01N29/04, опубл. 20.02.2005], в котором возбуждают ультразвуковые колебания в контролируемом объекте передающим пьезопреобразователем с широкой диаграммой направленности излучения, принимают акустическую волну приемным преобразователем, который последовательно располагают в различных точках на поверхности контролируемого объекта, запоминают принятые сигналы и производят их обработку, заключающуюся в том, что контролируемый объект разбивают на локальные области, затем поочередно, считая каждую из локальных областей в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента, принятые для каждого из положений приемного пьезопреобразователя эхосигналы сдвигают назад во времени на величину, равную времени распространения отраженной волны от рассматриваемой локальной области до соответствующего положения приемного пьезопреобразователя. Затем суммируют сдвинутые во времени сигналы соответственно для каждой из локальных областей. После чего для каждой из локальных областей контролируемого объекта определяют амплитуду суммарного сигнала. Причем излучение и прием акустических волн выполняют для двух частотных вариантов, в каждом из которых частоты акустических волн, используемые при ультразвуковом контроле, различны. В каждом частотном варианте для М различных предполагаемых значений скорости распространения акустической волны в материале формируют М предварительных изображений в виде значений амплитуд суммарных сигналов, соответствующих различным локальным областям контролируемого объекта. Затем проводят попарное сравнение каждой из М пар предварительных изображений, определенных в обоих частотных вариантах при одинаковых значениях предполагаемой скорости распространения М₁, выбирают предполагаемую скорость распространения М_opt, при которой указанная выше пара изображений наименее отличается друг от друга, и формируют окончательное акустическое изображение контролируемого объекта в виде полусуммы этих изображений.

Недостатком этого способа является необходимость последовательного расположения в различных точках на поверхности контролируемого объекта приемного пьезопреобразователя и перестройка частотного диапазона усилителя для каждого из частотных вариантов, сложность сравнения каждой из М пар предварительных изображений.

Известен способ для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия [RU 2008120366 A, G01N29/06 (2006.01), опубл., 10.12.2009], выбранный в качестве прототипа, в котором ультразвуковые волны вводят в изделие посредством одного ультразвукового преобразователя или нескольких ультразвуковых преобразователей, и ультразвуковые волны, отраженные внутри изделия, принимают несколькими ультразвуковыми преобразователями и преобразуют в ультразвуковые сигналы, образующие основу неразрушающей визуализации ультразвуковой дефектоскопии, при которой:

а) n ультразвуковых преобразователей располагают в трехмерном распределении вокруг изделия в виде стержня, перемещаемого по производственной линии, и первый ультразвуковой преобразователь или первую группу из i ультразвуковых преобразователей активируют, чтобы реализовать акустическое облучение с образованием первого ультразвукового поля или первых i ультразвуковых полей внутри изделия бесконтактным образом или посредством иммерсионной среды взаимодействия, при этом i<n.

N ультразвуковых преобразователей расположены в равномерном пространственном распределении вокруг изделия при их линейном расположении, при этом эти ультразвуковые преобразователи разнесены один от другого на расстояние, которое превышает половину длины ультразвуковой волны.

b) Ультразвуковые волны, отраженные внутри изделия, принимают m ультразвуковыми преобразователями, расположенными в трехмерном распределении вокруг изделия, и генерируют m ультразвуковых временных сигналов, содержащих информацию о распределении амплитуды во времени. Приемные апертуры m ультразвуковых преобразователей по меньшей мере частично перекрываются одна с другой в пространственном отношении попарно между двумя соседними ультразвуковыми преобразователями.

c) m ультразвуковых временных сигналов сохраняют.

d) Другой ультразвуковой преобразователь или другую группу из i ультразвуковых преобразователей, которые отличаются от первой группы по меньшей мере одним ультразвуковым преобразователем, активируют и выполняют стадии b) и c), при этом активация, прием и сохранение соответствуют одному циклу,

e) Этап d) выполняют повторяющимся образом, при этом другой ультразвуковой преобразователь или другую группу из i ультразвуковых преобразователей выбирают соответствующим образом, а именно так, чтобы другой ультразвуковой преобразователь или другая группа из i ультразвуковых преобразователей отличались от уже выбранного ультразвукового преобразователя или от уже выбранной группы из i ультразвуковых преобразователей.

f) Объемные изображения, B-изображения, и/или A-изображения реконструируют при использовании сохраненных ультразвуковых временных сигналов, которые зарегистрированы и сохранены для последовательности нескольких циклов, при этом сумма указанных ультразвуковых временных сигналов представляет акустическое поле изделия, полученное всеми n ультразвуковыми преобразователями. Несколько B-изображений формируют и объединяют послойно для получения объемного изображения.

Таким образом, ультразвуковые преобразователи как передают, так и принимают ультразвуковые волны, причем n=m, а акустическое облучение с образованием ультразвукового поля или i ультразвуковых полей выполняют циклическим образом, и тем, что акустическое облучение выполняют в каждом цикле с разного направления в пространстве. Различие между указанными направлениями в пространстве, вдоль которых выполняется акустическое облучение в ходе цикла, для двух последовательных акустических облучений так велико, насколько это возможно.

Циклическое акустическое облучение с образованием ультразвуковых полей внутри изделия от не более, чем n ультразвуковых преобразователей выполняют за период времени, в течение которого изделие, перемещаемое в продольном направлении, рассматривается как квазистационарное.

Недостатком этого способа является его низкая разрешающая способность, определяемая шириной главного лепестка синтезированной диаграммы направленности нескольких ультразвуковых преобразователей и низкое отношение сигнал/шум.

Задачей изобретения является улучшение четкости визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности, для раздельной визуализации нескольких рядом расположенных дефектов, а также увеличение отношения сигнал/шум.

Поставленная задача решена за счет того, что так же, как в прототипе, способ визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия заключается в том, что размещают пьезопреобразователи антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно В-изображение, превышает половину длины ультразвуковой волны, производят циклическое ультразвуковое облучение объекта контроля поочередно каждым пьезопреобразователем антенной решетки и одновременный прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы всеми преобразователями антенной решетки, преобразование в цифровые коды полученных электрических сигналов, их сохранение, обработку цифровых кодов, реконструкцию изображения и его визуализацию путем объединения послойно нескольких В-изображений.

Согласно изобретению, после преобразования принятых ультразвуковых волн в электрические сигналы осуществляют их усиление и преобразование в цифровые коды, проводят когерентную обработку сохраненных цифровых кодов, при которой разбивают объект контроля на локальные области, которые рассматривают в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента. Сохраненные цифровые коды сдвигают назад во времени на величину, равную времени распространения отраженной волны от рассматриваемой локальной области до соответствующего пьезопреобразователя антенной решетки. Затем перемножают сдвинутые во времени цифровые коды соответственно для каждой из локальных областей. Сохраняют полученные произведения цифровых кодов и используют их для реконструкции изображения и его визуализации.

За счет использования произведения сохраненных цифровых кодов при когерентной обработке сужается ширина главного лепестка синтезированной диаграммы направленности пьезопреобразователей антенной решетки. Это улучшает четкость визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности, при которой возможна раздельная визуализация нескольких рядом расположенных дефектов, а также увеличивает отношение сигнал/шум.

На фиг.1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

На фиг.2 показаны результаты визуализации ультразвуковой дефектоскопии колесной оси, где а) - полученные с использованием способа-прототипа, б) - полученные заявляемым способом; причем на а) и б) слева представлены томографические изображения продольного сечения колесной оси по диаметру, а справа - томографические изображения поперечного сечения колесной оси.

На фиг.3 представлены результаты визуализации ультразвуковой дефектоскопии двух точечных дефектов, расположенных на расстоянии 2,4 мм друг от друга, где а) - полученные с использованием способа-прототипа, б) - полученные предлагаемым способом.

Предложенный способ визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия осуществлен с помощью устройства, содержащего микроконтроллер 1 (фиг.1), связанный с входом многоканального генератора 2, к выходу которого подключена антенная решетка 3, которая связана с первым входом многоканального усилителя 4, второй вход которого соединен с микроконтроллером 1. Выход многоканального усилителя 4 подключен к многоканальному аналого-цифровому преобразователю 5 (многоканальный АЦП), выход которого соединен с первым входом первого оперативного запоминающего устройства 6 (ОЗУ1), выход которого соединен с входом блока умножения 7, выход которого подключен к входу второго оперативного запоминающего устройства 8 (ОЗУ2), выход которого связан с микроконтроллером 1, который связан с блоком управления 9, выход которого связан со вторым входом первого оперативного запоминающего устройства 6 (ОЗУ1). Блок индикации 10 связан с микроконтроллером 1, который подключен к персональному компьютеру 11.

Микроконтроллер 1 может быть выбран любым, например, ATMEGA64, фирмы ATMEL. Многоканальный генератор 2 может быть выполнен на микросхемах, имеющих импульсный ток коллектора не менее 2А и выходное напряжение 90 В, например, STHV748. Антенная решетка 3 является набором 16 или более пьезопреобразователей, располагаемых линейно или матрично, например, OLYMPUS 2L16-A1. Многоканальный усилитель 4 с многоканальным аналого-цифровым преобразователем 5 выполнен по типовой схеме, например, на микросхемах AD9272. Первое оперативное запоминающее устройство 6 (ОЗУ1), объемом не менее 64 Кб, выполнено совместно с блоком управления 9, например, на микросхемах IDT72V293. Блок умножения 7 может быть выполнен на микросхемах ПЛИС, например, XILINX SPARTAN-3 XC3S1000-4FG676. Блок индикации 10 может быть выполнен на матричной панели или на мониторе персонального компьютера, например, BENQ G2320HDB. Второе оперативное запоминающее устройство 8 (ОЗУ2), объемом не менее 100 МГб, может быть выполнено, например, на модулях памяти, используемых в персональных компьютерах, 1ГБ DDR SDRAM PC3200, 400МГц. Персональный компьютер может быть любым, например, Acer "Revo RL70".

При контроле колесной оси размещали на ее торце антенную решетку 3, содержащую 32 пьезопреобразователя, расположенных матрично. После выдачи разрешения микроконтроллера 1 на работу блока управления 9 первого запоминающего устройства 6 (ОЗУ1) и многоканального генератора 2 многоканальный генератор 2 поочередно формировал импульсы возбуждения для каждого пьезопреобразователя антенной решетки 3. Пьезопреобразователи антенной решетки 3 поочередно излучали ультразвуковые волны в колесную ось, а прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы осуществляли одновременно всеми преобразователями антенной решетки 3. Причем поочередное излучение осуществлялось циклически. Полученные электрические сигналы усиливали многоканальным усилителем 4, преобразовывали в цифровые коды в многоканальном аналого-цифровом преобразователе 5 и сохраняли в первом оперативном запоминающем устройстве 6 (ОЗУ1). Данные из первого оперативного запоминающего устройства 6 (ОЗУ1) подвергали когерентной обработке в блоке умножения 7, которая заключалась в следующем: разбивали колесную ось на локальные области, которые рассматривали в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента (6489600 при следующих размерах объекта контроля: длина - 900 мм, диаметр - 156 мм), и сохраненные цифровые коды сдвигали назад во времени на величину, равную времени распространения отраженной волны от рассматриваемой локальной области колесной оси до соответствующего пьезопреобразователя антенной решетки 3 [Й. Й. Крауткремер, "Ультразвуковой контроль материалов: справочное издание", М., "МЕТАЛЛУРГИЯ", 1991, 753 с.].

Время распространения ультразвуковой волны до каждой локальной области определяли из выражения:

$t_{i, d} = \frac{C}{\sqrt{{(x_{i} - x_{d})}^{2} + {(y_{i} - y_{d})}^{2}}}$ , (1)

где i - номер локальной области;

$x_{i}, y_{i}$ - координаты i-й локальной области;

$x_{d}, y_{d}$ - координаты преобразователя с номером d;

С - скорость распространения ультразвуковой волны.

Расчет времени распространения ультразвуковой волны до каждой локальной области осуществлялся заранее на персональном компьютере в соответствии с параметрами антенной решетки и объекта контроля. Полученные данные использовались в блоке умножения 7.

Затем перемножали цифровые коды, сдвинутые во времени соответственно для каждой из локальных областей:

$A_{р е з} = \prod_{\begin{array}{l} i = 0, \\ d = 0 \end{array}}^{\begin{array}{l} n, \\ n \end{array}} A (t_{i, d})$ , (2)

где $A (t_{i, d})$ - цифровой код электрического сигнала, соответствующий рассчитанному времени по формуле (1);

n - количество преобразователей в антенной решетке.

Полученные данные для каждой локальной области сохраняли во втором оперативном запоминающем устройстве 8 (ОЗУ2) и через микроконтроллер 1 передавали в блок индикации 10 для отображения или в персональный компьютер 11. Реконструкция изображения и его визуализация осуществлялась путем объединения послойно нескольких В-изображений.

Сравнение результатов визуализации ультразвуковой дефектоскопии колесной оси, полученных с использованием способа-прототипа, показанного на фиг.2 а) и предлагаемого способа показывают, что при использовании заявляемого способа для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия увеличилось отношение сигнал/шум, что показано на фиг.2 б).

Сравнение результатов визуализации ультразвуковой дефектоскопии двух точечных дефектов колесной оси, расположенных на расстоянии 2,4 мм друг от друга, полученных с использованием способа-прототипа и предлагаемого способа, показывает, что при использовании способа-прототипа нельзя различить два дефекта раздельно (фиг.3 а)), а предлагаемый способ позволяет их видеть раздельно (фиг.2 б)), следовательно увеличилась разрешающая способность.

Формула изобретения
Способ визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия, включающий размещение пьезопреобразователей антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно В-изображение, превышает половину длины ультразвуковой волны, циклическое ультразвуковое облучение объекта контроля поочередно каждым пьезопреобразователем антенной решетки и одновременный прием ультразвуковых волн и их преобразование в электрические сигналы всеми преобразователями антенной решетки, преобразование в цифровые коды полученных электрических сигналов, их сохранение, обработку цифровых кодов, реконструкцию изображения и его визуализацию путем объединения послойно нескольких В-изображений, отличающийся тем, что после преобразования принятых ультразвуковых волн в электрические сигналы осуществляют их усиление и преобразование в цифровые коды, проводят когерентную обработку сохраненных цифровых кодов, при которой разбивают объект контроля на локальные области, которые рассматривают в качестве локального сосредоточенного отражающего элемента, сохраненные цифровые коды сдвигают назад во времени на величину, равную времени распространения отраженной волны от рассматриваемой локальной области до соответствующего пьезопреобразователя антенной решетки, затем перемножают сдвинутые во времени цифровые коды соответственно для каждой из локальных областей, сохраняют полученные произведения цифровых кодов и используют их для реконструкции изображения и его визуализации.

Использование: для неразрушающего контроля длительно работающего металла эксплуатируемых элементов теплоэнергетического оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют определение времени задержки поверхностных акустических волн и электронно-микроскопические исследования длительно работающего наплавленного и основного металла, при этом акустический критерий оценки ресурса длительно работающего основного и наплавленного металла содержит коэффициент, учитывающий анизотропию акустических характеристик, а также коэффициент, учитывающий изменение величины локальных полей внутренних напряжений в исследуемом металле.

Способ и установка ультразвукового контроля сварного шва стыкового соединения двух поперечных концов двух металлических полос // 2531508

Использование: для ультразвукового контроля сварного шва стыкового соединения двух поперечных концов двух металлических полос. Сущность изобретения заключается в том, что концы двух металлических полос сдвигают и удерживают между первой и второй зажимными губками (2а, 2b), расположенными вдоль каждого из поперечных концов, при этом первая и вторая зажимные губки имеют между собой, по меньшей мере, такой промежуток, при котором образуется зазор (54, 55) для пропускания первого канала (52) передачи падающих волн, способных генерировать ультразвуковые волны на поверхности первой полосы, и для пропускания второго канала (61) передачи волн, исходящих от поверхности второй полосы; падающие волны первого канала генерируют при помощи лазерных импульсов в режиме, по меньшей мере, предусмотренном для применения третьего канала ультразвуковых волн, генерируемых на поверхности первой полосы, проходящих через сварной шов и выходящих во второй канал; на основании этапа анализа (7) режима, связанного с импульсами, и, по меньшей мере, одного измерения свойства, такого как сигнатура состояния вибрации поверхности второй полосы на выходе ультразвуковых волн во второй канал, определяют характеристики контроля сварного шва.

Инспекционное устройство для обнаружения посторонних веществ // 2529667

Использование: для контроля емкостей типа бутылок или банок на наличие нежелательных посторонних предметов. Сущность изобретения заключается в том, что емкости (1), такие как бутылки и т.п., а также металлические банки транспортируются в направлении транспортировки с помощью удерживающе-транспортирующих элементов (2) и заполняются на разливочных станциях продуктом, причем установка содержит, по меньшей мере, одно инспекционное устройство (6) для контроля бутылок или подобных емкостей (1) на наличие нежелательных посторонних веществ, связанное с блоком обработки, отличающаяся тем, что инспекционное устройство (6) является неотъемлемой составной частью удерживающе-транспортирующего элемента (2) и выполнено в виде пьезодатчика (6), причем инспекционное устройство (6) выполнено с возможностью соединения с емкостью (1) так, что она может двигаться в соответствующем направлении движения и в направлении транспортировки вместе с инспекционным устройством (6).

Устройство контроля при контролировании посторонних веществ // 2529585

Использование: для контроля емкостей типа бутылок или банок на наличие нежелательных посторонних предметов. Сущность изобретения заключается в том, что бутылки или нечто подобное, а также банки транспортируются транспортными элементами вдоль направления транспортировки, причем транспортные элементы имеют центрирующие и/или фиксирующие элементы (3, 4) для закрепления соответствующего сосуда (7), а установка для обработки сосудов (1) имеет, по меньшей мере, одно устройство для контроля (8), производящее контроль бутылок или подобных сосудов (7) на наличие нежелательных посторонних веществ, также устройство для контроля (8) соединено с блоком обработки данных (18), при этом устройство для контроля (8) является интегральной составной частью транспортного элемента и/или его центрирующего и/или фиксирующего элемента (3, 4) и выполнено в виде пьезоэлектрического датчика, и что предусмотрен элемент для возбуждения, который побуждает подлежащий контролю сосуд (7) к перемещению в соответствующем направлении, при котором сосуд поднимается, и наоборот, причем устройство для контроля (8) может соединяться с сосудом таким образом, что он может перемещаться в соответствующем направлении перемещения и вдоль направления транспортировки вместе с устройством для контроля (8).

Способ непрерывного контроля средней влажности волокон в волоконной массе // 2528043

Способ относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности. Способ реализуется следующим образом.

Способ лабораторного контроля средней тонины волокон в массе // 2527146

Использование: для контроля средней тонины волокон в массе. Сущность изобретения заключается в том, что волоконную массу прочесывают, формируют в пакет заданной массы, размера, конфигурации и помещают между излучающим и принимающим датчиками акустических колебаний, при этом расчетным путем определяют частоту акустических излучаемых колебаний, обеспечивающих показание эффективной тонины волокон, равной или меньшей их физической тонины, прозвучивают пакет, фиксируя величину акустического сигнала, взаимно перпендикулярно, нормально к направлению распространения акустических колебаний, сжимают пакет до получения минимального, заданного значения акустического сигнала, а о среднем значении тонины волокон судят по величине объемной плотности сжатого пакета.

Способ и устройство контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии // 2523781

Использование: для контроля качества и акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют выделение структурных реверберационных шумов на фоне принятых эхо-сигналов от возможных дефектов и выделение собственных реверберационных шумов дефектоскопа и по сравнению амплитуд реверберационных шумов на фоне принятых эхо-сигналов от возможных дефектов и собственных реверберационных шумов дефектоскопа контролируют контакт электроакустического преобразователя с контролируемым материалом.

Способ обнаружения предвестников чрезвычайных ситуаций на линейной части подземного магистрального продуктопровода // 2523043

Использование: для предотвращения чрезвычайных ситуаций на линейной части подземного магистрального продуктопровода. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение периодической последовательности виброакустических импульсов в заданном сечении трубы, регистрацию их в двух сечениях продуктопровода, удаленных примерно на одинаковые расстояния по обе стороны от сечения возбуждения, накопление суммы отсчетов интегралов от разностей регистрируемых сигналов, причем число накоплений в цикле определяют расчетным путем по задаваемой вероятности ложных решений для каждого предвестника чрезвычайной ситуации, оценке уровня ожидаемого сигнала в точках регистрации, среднеквадратическому отклонению регистрируемых отсчетов указанных интегралов, а решение о появлении предвестника чрезвычайной ситуации принимают при превышении накопленного за цикл результата одного из установленных эталонных уровней, причем решение о подготовке врезки трансформируется в сигнал тревоги через установленный на контролируемом участке громкоговоритель, а сигналы всех принимаемых решений передаются на мнемосхему в службе безопасности по каналам телемеханики.

Способ определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор линий электропередач и контактной сети // 2521730

Использование: для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор линий электропередач и контактной сети. Сущность изобретения заключается в том, что через вентиляционное отверстие внутрь опоры помещают прямой ультразвуковой преобразователь с круговым обзором ультразвукового дефектоскопа, работающего по принципу эхо-импульсного метода, с помощью системы управления перемещают его таким образом, чтобы обследовать всю внутреннюю поверхность опоры от поверхности грунта до основания опоры, измеряют и обрабатывают полученные отраженные ультразвуковые сигналы, о коррозионном состоянии подземной части железобетонной опоры судят по амплитуде эхо-сигнала в развертке отраженного от границы раздела «арматура - бетон» ультразвукового сигнала.

Способ диагностики рельсового пути // 2521095

Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для диагностики рельсов и других протяженных объектов.

Устройство ультразвуковой томографии // 2532606

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой томографии содержит антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов и входом соответствующего усилителя, n аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами блока памяти реализации, количество выходов которого - N определено формулой N=n·(n+1)/2. Выходы блока памяти реализации соединены с соответствующими входами вычислительного блока, связанного с индикатором через блок памяти изображений и с блоком накопительной памяти. Входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображений соединены с соответствующими выходами блока синхронизации. Блок временной регулировки чувствительности соединен с блоком синхронизации и всеми усилителями. Блок мультипликативной обработки соединен с вычислительным блоком и блоком накопительной памяти. К выходу каждого усилителя подключен детектор, выход которого связан с аналого-цифровым преобразователем. Технический результат: улучшение четкости визуализации полученного изображения контролируемого изделия за счет увеличения разрешающей способности. 5 ил., 1 табл.

Регулятор скорости перемещения внутритрубных инспектирующих снарядов // 2533754

Использование: для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для стабилизации скорости перемещения внутритрубного инспектирующего снаряда состоит из цилиндрического полого корпуса, байпасных цилиндрических проходных каналов, модуля управления перепуском газа с аксиально перемещаемыми затворами запорных клапанов, первой и второй полиуретановых манжет, гидропривода, бортовой электронной аппаратуры, одометрического измерителя скорости движения устройства и системы электронного управления, при этом в него введены группа заслонок шарнирных секторных и электроуправляемый сбросной клапан, причем байпасный перепускной канал выполнен в виде полости в цилиндрическом корпусе самого инспектирующего снаряда, а модуль управления перепуском газа выполнен в виде цилиндрического корпуса с группой вертикальных щелей в передней части и группой горизонтальных щелей на цилиндрической его поверхности с цилиндрической шиберной задвижкой в передней его части, жестко соединенной с наружной поверхностью скользящей трубы, продольно перемещаемой по наружной поверхности гидравлического цилиндра, а также другие элементы устройства. Технический результат: обеспечение возможности высокой точности поддержания номинальной скорости движения внутритрубного инспектирующего снаряда в широком диапазоне скоростей транспортировки газа или другого продукта. 4 ил.

Генератор зондирующих сигналов // 2538049

Изобретение относится к генераторным трактам акустических эхоимпульсных локаторов. Преимущественная область использования - гидроакустика, ультразвуковая дефектоскопия. Генератор зондирующих сигналов содержит синхронизатор и импульсный генератор, соединенный с D-входом D-триггера, выход которого подключен к одному из входов ключа, выходом подключенного к одному из входов усилителя мощности, преобразователь кодов, генератор видеоимпульсов и генератор кодов, соединенный с преобразователем кодов, выходы которого соединены с входами генератора видеоимпульсов и С-входом D-триггера, а выходы генератора видеоимпульсов соединены с другими входами ключа. Введение временной раздвижки между противофазными управляющими сигналами усилителя мощности класса D исключает возможность возникновения сквозных токов в активных элементах, что позволяет значительно повысить надежность зондирующего генератора и сформировать зондирующий сигнал с постоянной начальной и конечной фазой, который подается на акустический преобразователь. Наличие двух сдвинутых по фазе на 90° опорных сигналов с частотой, равной частоте зондирующего сигнала, сдвинутых по фазе на 90° с частотой, равной частоте зондирующего сигнала, позволяет использовать методы синхронного детектирования и другие виды обработки эхо-сигналов, что значительно расширяет эксплуатационные возможности генератора. 2 н. и 4 з.п. ф-лы,3 ил.

Способ и устройство определения направленности дефекта, имеющегося внутри механического конструктивного элемента // 2538069

Использование: для определения направленности дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой головкой (2) из разных измерительных точек (МР) воздействуют ультразвуковыми сигналами на конструктивный элемент (В), причем ультразвуковые эхо-сигналы, которые отражаются от находящейся внутри конструктивного элемента (В) подлежащей исследованию точки (Р) обратно к измерительным точкам (МР), принимаются этой или другой ультразвуковой головкой (2); и с модулем (4) обработки данных, который с учетом направления звукового воздействия между соответствующей измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) оценивает принятые эхо-сигналы для определения ориентации дефекта, причем в зависимости от зарегистрированного времени прохождения сигнала между моментом подачи ультразвукового сигнала и моментом приема отраженного обратно дефектом ультразвукового эхо-сигнала для каждой измерительной точки (МР) рассчитывается расстояние (d) между измерительной точкой (МР) и подлежащей исследованию точкой (Р) и принятые с временным сдвигом в разных измерительных точках (МР) ультразвуковые эхо-сигналы подлежащей исследованию точки (Р) синфазно суммируются для их оценки. Технический результат: обеспечение возможности с высокой степенью достоверности определять направленности дефекта внутри механического конструктивного элемента. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

Неразрушающее исследование гибких композитных изделий // 2539095

Использование: для неразрушающего исследования гибких композитных изделий. Сущность изобретения заключается в том, что исследование внутренней структурной изменчивости в объеме гибкого композитного эластомерного изделия или различий между гибкими композитными эластомерными изделиями включает установку гибкого композитного эластомерного изделия в фиксированное положение, простукивание изделия, определение продолжительности ударного воздействия при простукивании и сравнение продолжительности ударного воздействия с эталонным значением. Технический результат: обеспечение возможности неразрушающего исследования внутренней структуры гибкого композитного эластомерного изделия. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ ранней диагностики магистрального нефтепровода для предотвращения развития процессов его разрушения // 2539603

Изобретение относится к неразрушающему контролю магистральных трубопроводов. В диагностируемый магистральный нефтепровод помещают внутритрубный снаряд-одометр, снабженный источником изотропного акустического излучения, линейкой приемников гидрофонов и бортовым микрокомпьютером. С помощью изотропного акустического источника излучают акустическую волну с частотой и амплитудой, задаваемыми бортовым микрокомпьютером, при этом с помощью линейки гидрофонов и микрокомпьютера непрерывно регистрируют поле давления на оси z нефтепровода относительно источника изотропного акустического излучения. По результатам этих измерений диагностируют изменение местоположения первого интерференционного минимума давления относительно источника изотропного акустического излучения. После чего привязывают эти данные к координатам по оси z относительно точки ввода снаряда-одометра внутрь нефтепровода и на основе полученных данных судят о целостности грунта, окружающего нефтепровод. Способ позволяет осуществить раннюю диагностику нарушения целостности грунта вокруг магистрального нефтепровода и предотвратить процесс его разрушения. 4 ил.

Устройство для измерения внутренних локальных механических напряжений в стальных конструкциях // 2541386

Использование: для измерения внутренних локальных механических напряжений в стальных конструкциях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения внутренних локальных механических напряжений стальных конструкций, содержащее корпус, заполненный иммерсионной жидкостью, акустическое фокусирующее устройство в виде линз, взаимодействующее с ультразвуковым преобразователем, и блок приема информации с регистрирующими датчиками, при этом корпус выполнен в виде металлической емкости с расположенными в нем одинаковыми акустическими линзами, ко дну корпуса, с наружной стороны, закреплены приемные пьезопреобразователи, расположенные на фокальной плоскости линз, а в верхней части корпус снабжен стальной пробкой со сферической поверхностью, направленной к акустическим линзам, при этом с наружной стороны пробка имеет глухое отверстие, в котором расположен литиевый цилиндр, верхний конец которого взаимодействует с исследуемой конструкцией, а снаружи он окружен индукционной катушкой, закрепленной в кольце-каркасе, взаимодействующем с дополнительно установленной опорной перекладиной, которая соединена с нижней перекладиной, а блок приема информации снабжен импульсным генератором, двумя широкополосными усилителями, резистором, аналогово-цифровым преобразователем и персональным компьютером. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения внутренних локальных механических напряжений в элементах стальных конструкций. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Лазерный ультразвуковой дефектоскоп // 2544257

Использование: для неразрушающих методов контроля внутренних структур объектов. Сущность изобретения заключается в том, что лазерный ультразвуковой дефектоскоп содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, при этом оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства за счет использования различных типов акустических волн. 3 ил.

Способ лазерно-ультразвукового контроля качества паяных соединений // 2545348

Использование: для лазерно-ультразвукового контроля качества паяных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что генерируют с помощью импульсного лазера оптические импульсы, преобразуют их в акустический сигнал - последовательность ультразвуковых импульсов, образующих зондирующий ультразвуковой луч, облучают этим лучом исследуемый объект, принимают пьезоприемником отраженные от исследуемого объекта сигналы, анализируют их и по результатам анализа судят о внутренних дефектах объекта, при этом указанный акустический сигнал формируют в виде апериодической последовательности ультразвуковых импульсов длительностью от 5 до 20 нс с образованием зондирующего ультразвукового луча с диаметром в пределах от 0,6 до 1,0 мм. Технический результат: обеспечение возможности контроля качества паяных соединений тонких ячеистых двустенных металлических конструкций. 4 ил.

Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса // 2545493

Использование: для ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленные на противоположные внутренние поверхности головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают зондирующие и принимают отраженные ультразвуковые сигналы, которые анализируют в выбранном временном окне, и делают заключение о наличии и степени развития дефекта, при этом положение и направление излучения электроакустических преобразователей выбирают так, чтобы их ультразвуковые зондирующие сигналы после отражения от внутренних поверхностей головки рельса были направлены соответственно на рабочую и нерабочую выкружки головки рельса, временное окно приема сигналов от микротрещин на рабочей выкружке головки рельса выбирают в окрестности ожидаемого времени приема сигналов, отраженных от выкружек головки рельса, в котором увеличивают чувствительность приема электроакустических преобразователей до уровня начала приема структурных шумов металла рельса, анализ отраженных ультразвуковых сигналов и заключение о наличии и степени развития микротрещин производят на основе сравнения отраженных сигналов, принятых электроакустическими преобразователями от рабочей и нерабочей выкружек. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения и оценки степени развития микротрещин на выкружке головки рельса на разных стадиях. 3 ил.