Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений



Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений
Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений

Владельцы патента RU 2601388:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) (RU)

Использование: для измерения внутренних механических напряжений при ультразвуковом неразрушающем контроле. Сущность изобретения заключается в том, что в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых продольных и поперечных волн, принимают приемным преобразователем прошедшие сигналы и дополнительно принимают трансформированные поперечные волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированные продольные волны от падающих на исследуемых объект поперечных волн, измеряют времена прохождения этих волн в нагруженном и ненагруженном объекте, определяют изменение времени задержки прошедших сигналов, а величину напряжения определяют по определенному математическому выражению, причем используют приемный и излучающий преобразователи с углом ввода продольных ультразвуковых колебаний, равным 18°. Технический результат: обеспечение возможности существенного упрощения процесса определения напряжения и повышение достоверности контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использовано для определения внутренних напряжений в рельсах бесстыкового пути, испытывающих значительные нагрузки в процессе эксплуатации.

Известен ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений, заключающийся в том, что в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых колебаний, принимают прошедшие сигналы, алгебраически суммируют их и рассчитывают относительную разность скоростей ультразвуковых колебаний, по которой судят о величине внутренних механических напряжений. Кроме того, дополнительно определяют алгебраическую разность тех же прошедших сигналов, а относительную разность скоростей ультразвуковых колебаний определяют из соотношения

где φ - разность фаз принятых сигналов в напряженном и свободном объектах;

С, ΔС - скорость ультразвуковых (УЗ) колебаний и ее изменение;

f - частота УЗ-колебаний;

L - длина пути УЗ-колебаний в изделии;

А+, А- - амплитуды суммарного и разностного сигналов соответственно.

Кроме того, в качестве ненагруженного аналога исследуемого объекта используют ненагруженную область самого используемого объекта (Патент РФ №2018815, G01N 29/00, приоритет от 24.09.1992 г., опубл. 30.08.1994 г., принятый за аналог).

Недостатком данного способа является то, что необходимо обеспечить соосность и параллельность поверхностей под излучателями и приемниками, необходимо обеспечить одинаковый акустический контакт между излучателем и приемником в нагруженной и свободной части исследуемого объекта, это приводит к большим погрешностям измерения амплитуды и, как следствие, определения и напряжения, а также повышению трудоемкости, также необходим двухсторонний доступ, что существенно ограничивает область применения этого способа.

Наиболее близким к данному способу является акустический способ определения внутренних механических напряжений в твердых материалах, заключающийся в том, что в исследуемый объект вводят импульсы ультразвуковых колебаний продольных и поперечных волн, принимают прошедшие через объект импульсы и измеряют времена их прохождения, по которым судят о величине напряжений. Кроме того, излучающим преобразователем вводят два импульса ультразвуковых колебаний продольных волн и два импульса ультразвуковых колебаний поперечных волн под разными углами α1 и α2 и принимают двумя приемными преобразователями прошедшие через объект импульсы на расстояниях l1 и l2 от излучающего преобразователя, а величину σ напряжения определяют по формуле

где βT, βL - акустоупругие коэффициенты для поперечных и продольных волн в исследуемом материале;

, , , - времена прохождения ультразвуковых импульсов разных типов волн и по разным путям;

- отношение расстояний от излучающего преобразователя до второго и первого приемных преобразователей.

Кроме того, угол α1 ввода ультразвуковых колебаний продольных и поперечных волн устанавливают равным 45°, величину σ напряжения определяют по формуле

.

Приемные преобразователи устанавливают один от другого на расстоянии из условия равенства времени прохождения ультразвуковых колебаний продольных волн по дальнему пути и времени прохождения ультразвуковых колебаний поперечных волн по кратчайшему пути, а в точке ввода излучающего преобразователя вводят дополнительно импульсы колебаний поверхностной волны в направлении приемных преобразователей, измеряют времена ts1 и ts2 пробега импульсов поверхностной волны до приемных преобразователей, а величину L отношения расстояний определяют из соотношения L=ts1/ts2 (патент РФ №2057330, G01N 29/00, приоритет от 25.02.1994 г., опубл. 27.03.1996 г., принятый за прототип).

Недостатком данного способа является то, что в приемных преобразователях в случае разного акустического контакта возрастает погрешность результатов измерений и невозможно осуществить одним излучателем ввод двух пар ультразвуковых колебаний продольных и поперечных волн под двумя разными углами. Известно, что в твердых средах падающая на границу двух сред волна частично проходит, частично отражается и может трансформироваться. В твердых телах возникают две (продольная и поперечная) отраженные и две преломленные волны с направлениями по закону синусов

,

где β, γ, α - углы падения, отражения и преломления;

c - скорости волн,

индексы l и t отмечают параметры продольных и поперечных волн;

индексы 1 и 2 отмечают первую и вторую среду.

Из закона синусов видно, что если скорости волн различны, то и углы, под которыми распространяются волны, тоже различны. При падении одной волны на границу двух сред во второй среде могут возникнуть под разными углами только две волны - продольная и поперечная. Для того чтобы во второй среде распространялись две волны одного типа (например, продольные) под разными углами, то и вводить необходимо две волны одного типа под разными углами. Следовательно, необходимо иметь два источника, т.е. два преобразователя, работающих в режиме излучения.

В патенте РФ №2057330 рассматриваются две продольных и две поперечных волны, вводимых во вторую среду. Причем продольные и поперечные волны распространяются под одним углом. Для этого также необходимы два датчика, работающих в режиме излучения.

Из закона синусов видно, что при некотором угле β1=βкр1 продольная волна во второй среде начнет распространяться под углом αl=90°, т.е. по границе раздела двух сред, а при угле β1=βкp2 и поперечная волна во второй среде тоже распространяется по границе раздела двух сред, т.е αt=90°. Таким образом, при некотором угле β1=βкр2 во второй среде продольная преломленная и поперечная трансформированная волны не распространяются.

При разработке заявляемого способа была поставлена задача его упрощения при определении напряжения объекта ультразвуковым способом и сокращения числа используемых приемных и излучающих преобразователей.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом ультразвуковом способе измерения внутренних механических напряжений, заключающемся в том, что излучающим преобразователем в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых продольных и поперечных волн, принимают приемным преобразователем прошедшие сигналы, измеряют времена их прохождения, по которым судят о величине внутренних механических напряжений, при этом приемным преобразователем дополнительно принимают трансформированные поперечные волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированные продольные волны от падающих на исследуемый объект поперечных волн, измеряют времена прохождения этих волн в нагруженном и ненагруженном объекте, определяют изменение времени задержки прошедших сигналов (их разность), а величину напряжения определяют по формуле

где βT - акустический коэффициент для поперечной волны в нагруженном объекте;

τT - время задержки поперечной волны в нагруженном объекте;

ΔτL - изменение времени задержки продольных волн в нагруженном и ненагруженном объекте;

ΔτLT - изменение времени задержки продольных волн, трансформированных в поперечные волны, в нагруженном и ненагруженном объекте;

αT - угол ввода поперечной волны в нагруженном объекте.

Поставленная задача решается также за счет того, что используют приемный и излучающий преобразователи с углом ввода продольных ультразвуковых колебаний, равным 18°.

На фиг. 1 приведена схема прозвучивания при ультразвуковом способе определения внутренних механических напряжений в объекте, которая содержит: 1 - объект; 2 - излучающий преобразователь (ИП); 3 - принимающий преобразователь (ПП). На фиг. 2 показаны осциллограммы зондирующего сигнала (4), сигнала от продольной волны (5), сигнала от продольной волны, трансформированной в поперечную волну, (6) и сигнала от поперечной волны (7). На фиг. 3 представлен график распределения напряжений, измеренных микропроцессорной тензометрической системой в объекте и определяемых по предлагаемому ультразвуковому способу.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

При создании в исследуемом объекте одноосного напряженного состояния поле напряжения будет ориентировано вдоль объекта. На фиг. 1 показаны углы ввода ультразвуковых колебаний продольной αL и поперечной αT волны. Точкой A обозначена точка ввода ультразвуковых колебаний продольной и поперечной волны. Точка B соответствует точке выхода сигналов ультразвуковых волн, прошедших через объект. Точки C, D соответствуют точкам отражения и трансформации ультразвуковых волн. H - толщина объекта, L, Т, LTP, ТТP - направления векторов смещения колебаний отраженных продольных, поперечных (L, Т) и трансформированных продольных LTP и трансформированных поперечных ТTP волн. Излучая в точке A под углами αL и αT импульсы ультразвуковых колебаний продольных и поперечных волн в ненагруженный объект и принимая их в точке B, измеряют времена пробега , , продольных, поперечных, продольных, трансформированных на объекте в поперечные, и поперечных, трансформированных в продольные, волн.

Исследуем нагруженный объект и его ненагруженный аналог. Вначале в ненагруженном объекте приемным преобразователем 3 (фиг. 1) дополнительно принимаем трансформированные поперечные волны TTP от падающих на исследуемый объект продольных волн L и трансформированные продольные LTP волны от падающих на исследуемый объект поперечных T волн. Измеряют времена прохождения продольных и поперечных волн, времена прохождения трансформированной поперечной волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированной продольной волны от падающих на исследуемый объект поперечных волн в ненагруженном объекте.

Затем излучающий 2 и приемный 3 преобразователи устанавливают на объект, и он нагружается. Осуществляют сканирование приемным преобразователем 3 и выявляют максимальную амплитуду от прошедшего импульса продольной волны, трансформированной в поперечную волну, LT. На осциллограмме регистрируют амплитуды импульсов продольной L (кривая 5 на фиг. 2) и поперечной Т (кривая 7 на фиг. 2) волн и определяют время задержки продольной τL, поперечной τT и время задержки продольных волн, трансформированных в поперечные волны, τLT, в нагруженном объекте. Затем, зная времена задержки τL, τT, τLT в нагруженном объекте и его ненагруженном аналоге, определяют изменения времен задержки ΔτL, ΔτT, ΔτLT. После чего определяем величину напряжения σ по формуле

.

Пример 1. Осуществляли измерение внутренних механических напряжений в рельсе Р75. В качестве первичных преобразователей использовались проволочные тензодатчики, которые закреплялись на головке, шейке и подошве рельса. Перед началом контроля в исследуемом рельсе производили определение времени прохождения прошедших ультразвуковых сигналов в ненагруженном состоянии , , . Для этого на ненагруженный рельс 1 устанавливают излучающий 2 и принимающий 3 преобразователи, как показано на фиг. 1. Предварительно на преобразователи наносили контактную смазку. Сканируя по поверхности ненагруженного аналога рельса принимающим преобразователем 3, осциллографом TDS-2014 фиксировали максимальную амплитуду от прошедшего импульса продольной волны, трансформированной в поперечную волну, LT. При этом на осциллограмме фиксировались амплитуды от ультразвуковых импульсов продольной L и поперечной Т волны и затем определялось время задержки продольной , поперечной волны и время задержки продольных волн, трансформированных в поперечные волны, , (фиг. 2) от максимальной амплитуды зондирующего импульса 4 до точки пересечения передним фронтом максимальной амплитудой импульса продольной 5, поперечной 7 и продольной волны, трансформированной в поперечную волну, 6, оси времени.

После этого излучающий 2 и принимающий 3 преобразователи устанавливали на исследуемый рельс (см. фиг. 1). Предварительно наносили контактную смазку. Затем осуществляли сканирование принимающим преобразователем 3 и выявляли максимальную амплитуду от прошедшего импульса продольной волны, трансформированной в поперечную волну, LT. При этом на осциллограмме фиксировали амплитуды от импульсов продольной L и поперечной Т волн и определяли время задержки продольной τL, поперечной τT и время задержки продольной волны, трансформированной в поперечную волну, τLT, в нагруженном рельсе. Затем определяли изменения времен задержки этих времен ΔτL, ΔτT, ΔτLT как ; ; .

Акустоупругий коэффициент для поперечной волны известен и равен βT=7,2 ТПа-1 (см. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева, т. 4. Акустическая тензометрия. - М.: Машиностроение, 2006. - С. 164). Из закона синусов определяли угол ввода поперечной волны, который равен

.

Поскольку известны скорость продольной волны CL в стали, равная 5910 м/с, скорость поперечной волны СT, равная 3230 м/с, и угол ввода продольной волны αL=18° (см. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалев и др.; Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. С. 202), то, подставляя значения в формулу (1), вычисляли внутреннее напряжение.

Найденные расчетным способом значения внутренних механических напряжений в нагруженном рельсе σрасч и измеренные тензометрической системой ММТС-64.01 (Степанова Л.Н., Лебедев Е.Ю., Кабанов С.И. и др. Микропроцессорная малогабаритная тензометрическая система // Контроль. Диагностика. 2002, №8, с. 41-45) представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, погрешность измерения и вычисления напряжения составляет в среднем 2…6%, что приемлемо для практических испытаний. Результаты измерений напряжения микропроцессорной тензометрической системой ММТС-64.01 σэксп показаны на фиг. 3 в виде ступенчатой зависимости σ(t). Точками показаны рассчитанные значения напряжения σрасч, которые были получены по измеренным осциллографом TDS-2014 временным параметрам ультразвуковых волн.

Предлагаемый способ измерения внутренних механических напряжений (по сравнению с прототипом) имеет меньшее число приемных преобразователей, что упрощает его практическую работу. Кроме того, нет необходимости дополнительно устанавливать второй приемный преобразователь от первого на расстоянии исходя из условия равенства времени прохождения ультразвуковых колебаний поперечных волн до первого приемного преобразователя и времени прохождения ультразвуковых колебаний продольных волн до второго приемного преобразователя. Все это требует дополнительного времени на определение места положения второго приемного преобразователя.

Преимущество предлагаемого способа заключается в снижении затрат на проведение контроля, поскольку вместо преобразователей с переменным углом ввода или специальных акустических систем используются серийные преобразователи с углом ввода 18°.

Предлагаемый способ позволяет проводить измерение напряжения в рельсах, уложенных в путь, на всем его протяжении при использовании ненагруженного аналога рельса.

1. Ультразвуковой способ измерения внутренних механических напряжений, заключающийся в том, что излучающим преобразователем в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых продольных и поперечных волн, принимают приемным преобразователем прошедшие сигналы, измеряют времена их прохождения, по которым судят о величине внутренних механических напряжений, отличающийся тем, что приемным преобразователем дополнительно принимают трансформированные поперечные волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированные продольные волны от падающих на исследуемый объект поперечных волн, измеряют времена прохождения этих волн в нагруженном и ненагруженном объекте, определяют изменение времени задержки прошедших сигналов (их разность), а величину напряжения определяют по формуле

где βT - акустический коэффициент для поперечной волны в нагруженном объекте;
τT - время задержки поперечной волны в нагруженном объекте;
ΔτL - изменения времени задержки продольных волн в нагруженном и ненагруженном объекте;
ΔτLT - изменение времени задержки продольных волн, трансформированных в поперечные волны, в нагруженном и ненагруженном объекте;
αT - угол ввода поперечной волны в нагруженном объекте.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют приемный и излучающий преобразователи с углом ввода продольных ультразвуковых колебаний, равным 18°.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при восстановлении наплавкой крупногабаритных деталей типа валов, в частности судовых гребных и промежуточных валов. После предварительного контроля восстанавливаемой поверхности на наличие дефектов в виде несплошностей металла исследуют неразрушающим методом контроля макроструктуру металла в поперечном сечении детали на предполагаемом участке перехода от металла наплавки к основному металлу, соответствующем опасному сечению детали.

Использование: для определения остаточных механических напряжений в сварных соединениях различных трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эхо-методом времен распространения продольных и поперечных упругих волн, при этом для оценки напряжений используются коэффициенты Пуассона ν31 и ν32 материала, определяемые через времена распространения продольных и поперечных упругих волн.

Использование: для коррекции позиции дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что способ коррекции позиции дефекта включает в себя: генерацию ультразвуковой вибрации на поверхности объекта обследования, к которому присоединена проводящая лента; регистрацию F-эхосигнала и B-эхосигнала ультразвуковой вибрации; выявление псевдодефектов с помощью проводящей ленты на основании обнаруженных значений F-эхосигнала и B-эхосигнала; получение позиционной информации псевдодефектов; получение разности между фрагментами позиционной информации псевдодефектов на основании позиционной информации псевдодефектов; и коррекцию позиционной информации внутренних дефектов на основании разности.

Использование: для контроля качества изготовления и оценки усталостной прочности литых лопаток с направленной кристаллизацией высокотемпературных турбомашин. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают в материале изделия поверхностные ультразвуковые механические импульсы, фиксируют изменение времени прохождения ультразвуковыми механическими волнами определенного расстояния по поверхности изделия и по количеству и местоположению зафиксированных изменений времени распространения определяют количество макрозерен и местоположение границ макрозерен.

Использование: для оценки исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют установку на поверхность контролируемой детали в месте контроля материала детали раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя, ввод импульсов ультразвуковых колебаний в материал детали через ее внешнюю поверхность и прием смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали, причем при приеме смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали дискретно измеряют величины сигналов с момента заданного времени t1 по момент заданного времени t2 с дискретностью (t2-t1)/n, где n число измерений в интервале времени от t1 до t2, запоминают величины измеренных значений, определяют среднее значение измеренных значений отраженных ультразвуковых колебаний и стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний относительно вычисленного среднего значения в интервале времени (t2-t1), после чего определяют стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний Uпр для детали, соответствующей предельному состоянию материала, которое определяют экспериментально, доводя материал детали до состояния, предшествующего ее разрушению, что приводит к невозможности эксплуатации детали, далее определяют первую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 для детали после выпуска из производства из того же материала, что и деталь, соответствующая предельному состоянию материала, затем определяют вторую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 для детали из того же материала, по времени эксплуатации соответствующей первому плановому обслуживанию, далее по двум измеренным предыдущим значениям стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 и стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 определяют линейную зависимость времени эксплуатации детали от стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний T(U), далее на основании полученных параметров проводят оценку исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов.

Использование: для обнаружения дефектов при ручном и автоматическом контроле. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта контроля под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированных эхосигналов.

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, устройствам исследований и может быть использовано для контроля характеристик преобразователей, применяющихся при мониторинге различных технических объектов.

Использование: для оценки качества участка сварки в стальном материале неразрушающим методом с использованием ультразвуковых волн. Сущность изобретения заключается в том, что модуль задания точки измерений задает произвольную точку измерений рядом с участком сварки внутри стального материала и предполагает виртуальную отражающую поверхность, которая содержит эту точку измерений и параллельна направлению линии сварки.

Использование: для определения среднего диаметра зерна металлических изделий посредством ультразвукового излучения. Сущность изобретения заключается в том, что определение среднего диаметра зерна DЗ металла выполняют с использованием градуировочного графика отношения U′ величины структурного шума USN к импульсу релеевской волны UR, описываемого линейной зависимостью DЗ=a+b·U′, где a и b - структурные коэффициенты.

Изобретение относится к динамической локализации дефекта в дефектном изделии, полученном ковкой. Система локализации дефекта содержит средства обработки для моделирования операции ковки при помощи численного решения уравнений с получением набора моделей формования изделия, средства ввода для предоставления указанному средству обработки данных относительно дефекта в изделии, средства обработки для добавления к первой модели из набора отметчика дефекта и средства визуализации для отслеживания во времени отметчика дефекта. Отслеживание ведут на основе первой отмеченной модели ретроспективно или в перспективе. В результате обеспечивается возможность диагностировать распределение дефекта внутри изделия. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля дефектов включает в себя: первый процесс формирования ультразвуковых колебаний в поверхности стального листа; второй процесс обнаружения эхо-сигнала F и эхо-сигнала B в ультразвуковых колебаниях; третий процесс корректировки значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного на конце стального листа, на основе значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного в области общей оценки, причем область общей оценки является областью иной, чем конец стального листа; и четвертый процесс оценивания внутреннего дефекта стального листа на основе значения обнаружения эхо-сигнала F, полученного во втором процессе, и значения обнаружения эхо-сигнала B, скорректированного в третьем процессе на конце стального листа. Технический результат: обеспечение возможности точно обнаруживать отраженные волны в окрестности кромки контролируемого объекта при электромагнитной ультразвуковой дефектоскопии. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл.

Использование: для определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов состоит из следующих этапов: предварительная загрузка данных о потерях металла; разбиение на зоны в каждой области потери металла с вычислением объема каждой зоны; подсчет объемов во всех зонах областей потерь металла и вычисление общего объема для всего анализируемого участка трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов.

Использование: для выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном. Сущность изобретения заключается в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают и фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы, восстанавливают множество парциальных изображений, получают изображение дефектов, используя несколько путей от излучающего до приемного преобразователя с отражением от дна и поверхности, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей. Технический результат: обеспечение возможности выявления плоскостных дефектов, находящихся на глубине половины толщины изделия и не выходящих на дно или поверхность изделия с целью повышения достоверности ультразвукового контроля. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью ультразвуковых волн акустическими контрольно-измерительными приборами и может быть использовано при неразрушающем контроле материалов и изделий в различных областях промышленности. Управляемый аттенюатор ультразвукового дефектоскопа содержит Г-образный аттенюатор 1, содержащий входной переменный резистор 2, резистор 3 и аналоговый ключ 4, подключенный к управляемому калиброванному усилителю 5. Управляемый калиброванный усилитель 5 содержит управляемый усилитель 6, выходы которого подключены к согласующему устройству 7, подключенному к управляемому усилителю 8. Выходы управляемого усилителя 8 соединены с устройством 9 управления и измерения, которое соединено со входом управления усилителем 6, со входом управления усилителем 8, аналоговым ключом 4 и дисплеем 10. Технический результат заключается в улучшении достоверности контроля дефектов деталей за счет повышения разрешающей способности дефектоскопа при определении размеров дефектов и их расположения. 1 ил.

Использование: для оценки качества конструкций замкнутого контура с внутренней полостью, изготовленных из полимерных композиционных материалов, например углепластика или стеклоуглепластика. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение и прием импульсов ультразвуковых колебаний проводят роликовыми преобразователями, расположенными на одной стороне контролируемого изделия, причем углы наклона колодок роликов и положения осей роликов одинаковы. В способе сначала определяют значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Sо в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала настроечного образца Soc в соседних точках. По построенной кривой зависимости значений амплитуды донного сигнала Sо от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение амплитуды донного сигнала, являющееся браковочным критерием SA. По построенной кривой зависимости разности значений Sо и Soc от расстояния, прошедшего преобразователями, определяют минимальное значение разности значений Sо и Soc, являющееся браковочным критерием SR. Далее определяют значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sи в конкретной точке и среднее значение амплитуды донного сигнала контролируемого изделия Sис в соседних точках, анализируют полученные значения, сравнивая их с браковочными критериями SA и SR, и в случае, если Sи<SA и/или Sи-Sис<SR, устанавливают наличие дефекта. Технический результат: обеспечение высокой чувствительности и достоверности обнаружения дефектов в изделиях из полимерных композиционных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что на первом этапе опорный эхо-сигнал электроакустической наводки регистрируется и запоминается в блоке накопителя, при этом для формирования опорного сигнала из материала, идентичного материалу контролируемого образца, изготавливается бездефектный эталонный стандартный образец (СО), бездефектность которого гарантируется применением других методов испытаний, размер контролируемой толщины этого бездефектного эталонного образца выбирается большим, чем максимальная толщина контролируемого объекта, что гарантирует отсутствие каких-либо донных сигналов в пределах контролируемого интервала глубин; далее на втором этапе пьезопреобразователь устанавливается на поверхность контролируемого изделия, регистрируется рабочий эхо-сигнал, который подается на первый вход блока вычитания, на второй вход которого подается сигнал из блока накопителя, а сигнал с выхода блока вычитания подается на индикатор. Технический результат: повышение достоверности ультразвукового неразрушающего контроля. 2 ил.

Использование: для ультразвукового обнаружения микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают два электроакустических преобразователя, направленных зеркально относительно плоскости поперечного сечения так, чтобы ультразвуковой зондирующий сигнал каждого из них после отражения от нижней выкружки попадал на верхнюю выкружку головки рельса, зондируют головку рельса, для чего, перемещая электроакустические преобразователи вдоль рельса, излучают каждым из них зондирующие и принимают отраженные от верхней выкружки головки рельса ультразвуковые сигналы в соответствующем временном окне, дополнительно принимают ультразвуковые сигналы, отраженные от нижних выкружек головки рельса в соответствующих временных окнах приема, чувствительность приема каждого электроакустического преобразователя во всех временных окнах приема постоянно выбирают так, чтобы получать сигналы от металлургических неровностей на нижней выкружке головки рельса, заключение о наличии и ориентации микротрещин на верхней выкружке головки рельса производят на основе совместного анализа сигналов, полученных электроакустическими преобразователями. Технический результат: повышение вероятности обнаружения и определения ориентации микротрещин на рабочей выкружке головки рельса. 3 ил.

Использование: для обнаружения дефектов ультразвуковыми методами. Сущность изобретения заключается в том, что предварительно в процессе калибровки ультразвукового дефектоскопа на эталонном образце - металлической пластине, имеющей одинаковую с водоводом толщину, геометрию и химический состав и акустически нагруженную на воду, пьезопреобразователем излучают в эталонный образец зондирующий УЗ (ультразвуковой) импульс, пьезопреобразователем принимают отраженный опорный эталонный реверберационный УЗ эхо-сигнал, который регистрируют и фиксируют, далее пьезопреобразователь устанавливают в точку контроля на поверхности металлического водовода, в контролируемый водовод пьезопреобразователем излучают зондирующий УЗ импульс, пьезопреобразователем принимают рабочий УЗ эхо-сигнал, который регистрируют и фиксируют, далее из зарегистрированного рабочего эхо-сигнала вычитают зарегистрированный ранее опорный эталонный реверберационный УЗ эхо-сигнал, полученный в результате вычитания разностный измерительный эхо-сигнал запоминают, а о глубине водяного кармана судят по измеренному времени запаздывания первого импульса разностного измерительного эхо-сигнала относительно зондирующего УЗ импульса. Технический результат: устранение невозможности надежного и достоверного контроля двухслойных конструкций, у которых первый со стороны преобразователя слой выполнен из материала с низким затуханием ультразвука, а толщина второго слоя мала в сравнении с толщиной первого слоя. 9 ил.

Использование: для неразрушающего контроля степени поврежденности металлов контейнеров с отработавшим ядерным топливом. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность контейнера устанавливают ультразвуковые излучатели и приемники сигналов в равном количестве, которые формируют прямоугольные импульсы с соответствующей шириной, длительностью частотой. Измеряют начальную скорость распространения УЗ сигналов в неоднородной среде, по которым рассчитывают величину перемещения датчиков вдоль стенки контейнера и поперек ее. Формируют матрицу сигналов поступивших со всех приемников. С помощью матрицы создают сектор-скан с временами пробега ультразвуковой волны от каждого датчика до каждой точки объема с учетом преобразования ультразвуковых волн при их отражении и преломлении на границах раздела сред. Полученные сигналы компьютерная программа формирует в секторные изображения. Затем секторные изображения формируются в составное В-изображение, на основе которого создаются объемная модель дефекта с различных точек измерения. По изменению объемного изображения с течением времени судят о деградации стенки контейнера. Технический результат: создание портативного способа измерения степени поврежденности металлов контейнеров с качеством результатов контроля, превышающем детализацию, достигаемую при рентгенографическом контроле. 2 табл., 9 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-11-10 2016-11-09T21:56:10
Наверх