Способ контроля качества акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и керамическим изделием при проведении ультразвуковой дефектоскопии

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2791670:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" (RU)

Использование: для контроля качества акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и керамическим изделием при проведении ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые волны, которые вводят под углом к поверхности изделия, имеющего форму полого тела вращения, при проведении его ультразвукового контроля эхо-методом, при этом контроль акустического контакта осуществляют по амплитуде поперечной ультразвуковой волны частотой 1-10 МГц, однократно отраженной от шероховатости Rz 40 - Rz 20 поверхности контролируемого керамического изделия, одним пьезоэлектрическим элементом, при проведении настройки эталонные значения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала от шероховатости поверхности записывают в память ультразвукового дефектоскопа. Технический результат: повышение качества контроля акустического контакта с целью повышения точности определения дефектов в керамических изделиях в виде несплошностей, расслоений и инородных включений. 4 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к ультразвуковому контролю изделий из керамических материалов.

Основными информационными параметрами при ультразвуковом эхо-методе неразрушающего контроля является амплитуда ультразвуковой волны, отраженной от границы сред с разным акустическим сопротивлением и время прихода этой отраженной волны.

Для передачи ультразвуковых волн высоких частот 1-10 МГц необходимо между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием создавать акустический контакт при помощи жидкостей, для ликвидации возможного воздушного зазора. Такой воздушный зазор может быть даже при очень гладкой поверхности (из-за микронеровностей и шероховатости), благодаря чему ультразвуковая волна не полностью проходит через границу «ультразвуковой преобразователь-изделие» и чувствительность контроля резко падает. Постоянный акустический контакт очень важен для быстрой и надежной оценки показаний ультразвуковых дефектоскопов.

Акустический контакт наклонного ультразвукового преобразователя можно контролировать с помощью второго излучающего и приемного пьезоэлемента, который прозвучивает контролируемые плоскопараллельные стенки керамического изделия перпендикулярно через пластмассовый корпус и создает последовательность многократных эхо-импульсов. Амплитуда эхо-импульсов и длина их серии могут быть также преобразованы в показание «да-нет». В автоматических устройствах для контроля акустического контакта также используют многократные эхо-импульсы при перпендикулярном прозвучивании для сигнализации о нарушении акустического контакта и регулирования усиления (Й. Крауткремер, Г. Крауткремер «Ультразвуковой контроль материалов». Справочник. - М.: Металлургия, 1991. 673 с.).

Недостатком известного способа является изготовление ультразвуковых преобразователей с двумя пьезоэлементами, использование двухканальной схемы контроля, контроль ведется на поперечных волнах, а качество акустического контакта на продольных волнах, в результате чего условия прохождения ультразвуковых волн резко отличаются.

Известен способ контроля качества акустического контакта, заключающийся в увеличении чувствительности к локальным изменениям акустического контакта, осуществлении приема ультразвуковых колебаний, которые соответствуют боковым лепесткам диаграммы направленности и по их амплитуде судят о качестве акустического контакта (А.с. СССР №1027604 A, кл. G01N 29/04, опубл. 07.07.83).

Недостатком известного способа является многократное изменение чувствительности ультразвукового дефектоскопа в процессе проведения контроля.

Известен способ контроля качества акустического контакта, заключающийся в применении двух пьезоэлементов, один из которых предназначен для проведения контроля на наличие несплошностей, а второй пьезоэлемент устанавливается позади первого параллельно основанию корпуса и принимает донные отражения боковых лепестков диаграммы направленности (А.с. СССР № 603896 A1, кл. G01N 29/04, опубл. 25.04.78).

Недостатком известного способа является изготовление ультразвуковых преобразователей с двумя пьезоэлементами и использования двухканальной схемы контроля.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковом контроле сварных соединений (А.с. СССР № 1681230 A1, кл. G01N 29/04, опубл. 30.09.91). В контролируемом изделии возбуждают и регистрируют ультразвуковые импульсы, отраженные от отражателя или двухгранного угла контролируемого изделия при эхо-методе контроля. По амплитуде отраженного сигнала определяют качество акустического контакта. Эталонные значения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала записывают в память ультразвукового дефектоскопа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества контроля акустического контакта, с целью повышения точности определения дефектов в керамических изделиях в виде несплошностей, расслоений и инородных включений.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ контроля качества акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и керамическим изделием при проведении ультразвуковой дефектоскопии, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые волны, которые вводят под углом к поверхности изделия, имеющего форму полого тела вращения, при проведении его ультразвукового контроля эхо-методом, отличающийся тем, что контроль акустического контакта осуществляют по амплитуде поперечной ультразвуковой волны частотой 1-10МГц, однократно отраженной от шероховатости Rz 40 - Rz 20 поверхности контролируемого керамического изделия, одним пьезоэлектрическим элементом, при поведении настройки эталонные значения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала от шероховатости поверхности записывают в память ультразвукового дефектоскопа.

Пример реализации предлагаемого способа иллюстрируется на фиг. 1, 2, 3 и 4.

На фиг. 1 показано распространение поперечной ультразвуковой волны в керамическом изделии.

На фиг. 2 показан внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при полном акустическом контакте между ультразвуковым преобразователем и контролируемым керамическим изделием.

На фиг. 3 показан внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при неполном акустическом контакте между ультразвуковым преобразователем и контролируемым керамическим изделием.

На фиг. 4 показан внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при отсутствии акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и контролируемым керамическим изделием.

При проведении ультразвукового контроля керамических изделий 1, имеющих форму полого тела вращения, поперечная ультразвуковая волна от ультразвукового преобразователя 4, под углом к нормали контролируемого изделия 35-75° распространяется внутри материала стенки 3 контролируемого изделия (фиг. 1). Далее поперечная ультразвуковая волна 2 отражается от противоположной расположению ультразвукового преобразователя 4 стенки контролируемого изделия 1, под углом равном углу падения, распространяясь в керамическом материале 1 приходит на стенку 3 контролируемого изделия со стороны расположения ультразвукового преобразователя 4, затем поперечная ультразвуковая волна 2 частично отражается от шероховатости этой поверхности и возвращается на ультразвуковой преобразователь 4.

При наличии акустического контакта между ультразвуковым преобразователем 4 и керамическим изделием 1 во временном стробе контроля, равном скорости распространения поперечной ультразвуковой волны на удвоенный путь ее распространения, будут видны отраженные от шероховатости поверхности ультразвуковые сигналы 5 (фиг. 2), при неполном акустическом контакте - амплитуда отраженных от шероховатости поверхности контролируемых керамических изделий 1 ультразвуковых сигналов 5 поперечных ультразвуковых волн будет значительно меньше (фиг. 3), а при отсутствии акустического контакта - ультразвуковых сигналов 5 не будет (фиг. 4).

Способ контроля качества акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и керамическим изделием при проведении ультразвуковой дефектоскопии, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые волны, которые вводят под углом к поверхности изделия, имеющего форму полого тела вращения, при проведении его ультразвукового контроля эхо-методом, отличающийся тем, что контроль акустического контакта осуществляют по амплитуде поперечной ультразвуковой волны частотой 1-10 МГц, однократно отраженной от шероховатости Rz 40 - Rz 20 поверхности контролируемого керамического изделия, одним пьезоэлектрическим элементом, при проведении настройки эталонные значения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала от шероховатости поверхности записывают в память ультразвукового дефектоскопа.

Использование: для ультразвуковой инфракрасной термографии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой инфракрасной термографии состоит из акустического бесконтактного источника, направленного на изделие контроля, состоящего из генератора, усилителя мощности, а также акустической излучательной системы и бесконтактной тепловизионной камеры, направленной на изделие контроля со стороны, с которой происходит ее акустическая стимуляция, компьютера с системой сбора данных изображения, при этом акустическая излучательная система выполнена в виде мезоразмерной кубоидной пластинчатой акустической линзы с размером ребра не менее , где - длина волны излучения в окружающем пространстве линзы, составленная из решетки параллельных V-образных пластин с полным углом раствора в диапазоне более 65 и менее 120 градусов, с расстоянием между пластинами не более /2 и создающая область повышенной интенсивности акустического поля на изделии контроля протяженностью от теневой поверхности линзы до 5 и с субволновым поперечным размером.

Способ определения линейных размеров выхода ответвлений тройниковых сварных соединений в магистральный газопровод с использованием методов высокочастотной томографии // 2791149

Изобретение относится к области ультразвукового контроля, в частности к способу определения линейных размеров выхода ответвлений тройниковых сварных соединений (прямых врезок) в магистральный газопровод с помощью ультразвуковых дефектоскопов, использующих принцип акустической томографии, и может быть использовано при подготовке газопровода к проведению первичного обследования внутритрубными инспекционными устройствами.

Способ ультразвукового контроля зоны болтовых стыков рельсов // 2791145

Использование: для ультразвукового контроля зоны болтовых стыков рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность катания рельса устанавливают два или более наклонных электроакустических преобразователя, ориентированных вдоль продольной оси рельса в противоположных направлениях с обеспечением возможности отражения ультразвуковых колебаний от подошвы рельса, в процессе контроля преобразователи перемещают вдоль рельса излучая ультразвуковые колебания, в заданных зонах временной селекции принимают отраженными от подошвы рельса ультразвуковыми колебаниями эхо-сигналы, измеряют параметры эхо-сигналов, по результатам анализа которых судят о наличии дефектов, при этом на поверхность катания устанавливают и перемещают совместно с наклонными преобразователями дополнительный электроакустический преобразователь, излучающий ультразвуковые колебания нормально к поверхности катания, принимают и определяют временное положение донного сигнала, отраженного от подошвы рельса, по которому вычисляют текущую высоту рельса, зону временной селекции наклонных преобразователей для сигналов, принятых отраженными от подошвы ультразвуковыми колебаниями, определяют с учетом высоты рельса, в этой временной зоне устанавливают повышенную чувствительность контроля, сигналы от радиальных трещин в стенках болтового отверстия выделяют по появлению в одном цикле излучения-приема эхо-сигналов от стенки отверстия и от трещины с временным сдвигом между ними, не превышающим расчетной величины.

Устройство для контроля трубопровода с использованием электромагнитно-акустической технологии // 2790942

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов ультразвуковым методом с использованием электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП). Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магнитную систему, по меньшей мере один излучающий ЭМАП с катушкой, выполненной в виде меандра, по меньшей мере два ЭМАП, работающих только на прием и расположенных на расстоянии от излучающего ЭМАП.

Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород // 2790418

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород. Способ включает импульсное возбуждение вибраций в анкерной крепи, связующей массе и массиве горных пород посредством источника тестового сигнала, цифровую регистрацию последовательности временных отсчетов сигнала вибрационного отклика анкерной крепи на импульсный тестовый сигнал, преобразование временных отсчетов в цифровой спектр и его спектральный анализ.

Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород // 2790418

Способ измерения толщины стенки труб из ферромагнитных сплавов и устройство для его осуществления // 2790307

Использование: для измерения толщины стенки труб из ферромагнитных сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что размещают с возможностью движения над поверхностью трубы по меньшей мере два датчика, конструктивно находящиеся в одном корпусе, один из которых - ультразвуковой, выполненный в виде электромагнитно-акустического преобразователя и подключенный к генератору формирования импульсного тока и блоку обработки ультразвуковых сигналов, второй - магнитоиндукционный, выполненный в виде датчика Холла и подключенный к блоку обработки магнитоиндукционных сигналов, осуществляют сканирование поверхности трубы датчиками по спиралевидной траектории при линейном перемещении и вращении трубы вокруг своей оси в условиях общего приложенного постоянного магнитного поля, генерируемого источником магнитного поля, при этом производят измерения толщины стенки трубы в одной и той же точке измерения магнитоиндукционным и ультразвуковым датчиками, сигналы акустических волн, полученные ультразвуковым датчиком, передают в блок обработки ультразвуковых сигналов, а сигналы от магнитных полей, полученные магнитоиндукционным датчиком, передают в блок обработки магнитоиндукционных сигналов, затем результаты обработки из блоков обработки ультразвукового и магнитоиндукционного сигналов передают в общий блок обработки результатов, выполненный с возможностью формирования результирующих измерений о толщине стенки трубы и осуществляющий постоянную калибровку результатов измерений магнитоиндукционным датчиком по результатам измерений ультразвуковым датчиком с учетом временного сдвига, вызванного разным временем прохождения каждой точки измерения ультразвуковым и магнитоиндукционным датчиками, результаты откалиброванных измерений выводят в виде диаграммы на устройство индикации, в случае отсутствия результатов измерений ультразвуковым датчиком на устройство индикации выводят результаты измерений магнитоиндукционным датчиком.

Способ ультразвукового контроля поверхности кварцевых керамических изделий на наличие царапин // 2789244

Использование: для ультразвукового контроля поверхности кварцевых керамических изделий на наличие царапин. Сущность изобретения заключается в том, что в контролируемом изделии излучают и принимают ультразвуковые волны.

Способ и система контроля заготовок // 2788953

Изобретение относится к области ультразвукового контроля заготовок на наличие внутренних дефектов. Способ включает воздействие на заготовку ультразвуковыми волнами, фиксацию ультразвуковых сигналов, возникших в результате воздействия на заготовку ультразвуковыми волнами, посредством по меньшей мере одного сенсора, формирование ультразвуковой томограммы заготовки на основании ультразвуковых сигналов и анализ упомянутой томограммы на предмет выявления внутренних дефектов заготовки.