Ультразвуковой способ контроля толщины изделия

 

372432

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11Л.19?1 (№ 1612454/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01.lll.1973. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 25.1V.1973

М. Кл. G Olb 17/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 620.179.16 (088.8) Авторы изобретения

А. И. Бутенко и Ю. М. Шкарлет

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ

ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к ультразвуковым способам контроля толщины изделия.

Известны ультразвуковые способы контроля толщины изделия, заключающиеся в том, что в изделии возбуждают, а затем принимают прошедшие через него продольные ультразвуковые колебания, измеряют время их распространения, по которому судят о толщине. Однако ввиду того, что скорость распространения ультразвуковых колебаний непосредственно для контролируемого участка неизвестна, она не может быть определена при неизвестной толщине изделия, и следовательно точность измерения толщины невысока.

Предложено в изделии дополнительно возбуждать сдвиговые и поверхностные ультразвуковые колебания, измерять время распространения сдвиговых колебаний по толщине и поверхностных колебаний на заданном расстоянии в зоне контроля и по соотношению между этим расстоянием и временем распространения продольных, сдвиговых и поверхностных колебаний судить о контролируемой толщине. Это повышает точность контроля.

На фиг. 1 изображена одна из возможных схем реализации предлагаемого способа для контроля толщины, например по эхо — варианту; »а фиг. 2 — эпюра регистрируемых по толщине импульсов для сдвиговых ультразвуковых колебаний (УЗК); на фиг. 3 — то же, для продольных УЗК; на фиг. 4 — то же, для поверхностных УЗК.

Для реализации способа используют преоб5 разователи 1 и 2 для возбуждения в изделии

3 и приема соответственно сдвиговых и продольных ультразвуковых колебаний, а также преобразователи 4 и б, расположенные на заданном расстоянии в зоне контроля. Преобра10 зователь 4 служит для возбуждения поверхностных УЗК, а преобразователь 5 — для их приема.

Контролируют толщину следующим образом.

15 В зоне измерения толщины изделия 8 по нормали к его поверхности преобразователями 1 и 2 возбуждают соответственно сдвиговые и продольные УЗК. Эти колебания проходят по толщине Н изделия, многократно

20 отражаясь от его поверхностей. Отраженные колебания принимаются теми же преобразователями 1 и 2, работающими в совмещенном режиме. Принятые сдвиговые и продольные

УЗК регистрируют по раздельным каналам в

25 виде серий импульсов (см. фиг. 2 и 3), где

И вЂ” зондирующий импульс, а Оь 0>, Оо,...

0„— импульсы многократных отражений. Интервал времени между любыми двумя соседними импульсами одной и той же серии соот30 ветствует прохождению двойной толщины из372432 с, т,„

Ф

Ct Т!л — 4Т,„

3 98TtA

2 2

Т „3Т л 4Т1п

К Тр 2,86 Т2„— 3,98Тln

15 с,т,„с т„

ЯМ

Ъ

2п 2п

С,= С;

0,87+ 112

С

4Риг. f

Корректор С. Сатагулова

Те.,ред Л. Богданова

Редактор Ю. Кадинская

Подписное

Тираж 755

Изд. № 293

Заказ 1149/1

Типография, пр. Сапунова, 2 делия сдвиговыми (фиг. 2) и продольными (фиг. 3) УЗК. Выбирают в каждой серии произвольно по импульсу для начала отсчета («нулевые» импульсы) и регистрируют время

T n — от «нулевого» до п-го импульса серии импульсов сдвиговых УЗК, и Т1„— от «нулевого» до и-ro импульса серии импульсов продольных УЗК; эти времена соответствуют п-кратному прохождению двойной толщины изделия сдвиговыми и продольными УЗК.

Кроме того, на поверхности изделия в зоне контроля преобразователем 4 возбуждают поверхностные УЗК, воспринимаемые преобразователем 5 . Оба преобразователя расположены на общем основании на заданном расстоянии R. Время Тн прохождения поверхностными УЗК расстояния R измеряют между пмпульсом излучения и и принятым импульсом П. Затем по полученным значениям R, Тг,„, Т и Тп судят о контролируемой толщине.

При эхо варианте контролируемая толщина где Cr, и C1 — скорости распространения сдвиговых и продольных УЗК;

n — порядковый номер регистрируемых импульсов сдвиговых и продольных колебаний, считая выбранные за начало отсчета импульсы «нулевыми».

Далее, выражая по известным формулам: где о — коэффициент Пуассона:

2 — (CE/С )

a: и

2 — 2 <с,с,)

5 получают:

3тв

R Ttn

2n TR 2,86 Tв

10 или в общем случае: где К вЂ” безразмерный коэффициент, равный 2п для всех случаев, кроме теневого варианта при выбранном за начало отсчета зондирующем импульсе, для которого К=20 — 1.

Предмет изобретения

Ультразвуковой способ контроля толщины

25 изделия, заключающийся в возбуждении в изделии и последующем приеме прошедших через него продольных ультразвуковых колебаний и измерении времени их распространения, отличающийся тем, что, с целью повышения

30 точности контроля, в изделии дополнительно возбуждают сдвиговые и поверхностные ультразвуковые колебания, измеряют время распространения сдвиговых колебаний по толщине и поверхностных колебаний на заданном

35 расстоянии в зоне контроля и по соотношению между этим расстоянием и временем распространения продольных, сдвиговых и поверхностных колебаний судят о контролируемой толщине.