Способ теневого контроля изделий и ультразвуковой преобразователь для его осуществления

(21) (22) , (46)(72)Б.Г. ор бунов и Л.С.Ф ьд о 69 с. ТРОЛЯ ОБРА ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ 3858975/25-2821.02,8515.08.86. Бюл. Р 30В.И.Горбоконь, В.Н.равченко, Ю.П.Масюк н3) 620.179.16 (088.8)6) Неразрушающий контроль металловизделий. Справочник/ Под ред.С.Самойловича, М.: Машиностроение,76, с. 293,ТИ 79-04. Ультразвуковой методнтроля листовых изделий из компоиционных материалов типа КМУл.ММЗ им, А.И.Микояна, 1979,ДефектЬскопия. 1978, У 12 73.(54) СПОСОБ ТЕНЕВОГО КОН ИЗДЕЛИЙ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕ ЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано при теневом контроле листовых изделий. Целью изобретения является повышение точности определения размеров дефектов за счет определения площади дефектов в плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразователей, определения этого параметра не только по амплитуде принятого сигнала, но и по площади контакта преобразователя с. контролируемым изделием, при которой прекращается экранирование дефектом приемного преобразователя и последний регистрирует ультразвуковые колебания, прошедшие через контролируемое изделие. При проведении ультразвукового теневого контроля в амплитудном варианТе после выявления дефектной зоны дополнительно устанавливают центр зоны полного отсутствия принимаемого сигнала и совмещают акустические оси преобразователей с этим центром. Затем при помощи расположенного в корпусе регулятора площади акустического контакта, выполненного в виде гидроци" линдра, соединяющегося рабочей полостью с локальной ванной с эластичным протектором, плавно увеличивают площадь контакта одного из преобра- . зователей до появления принимаемого сигнала. После этого измеряют полученную площадь контакта и по ней определяют равную ей площадь дефекта в плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразо вателей. 2 с,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к ультразвуковой(УЗ) дефектоскопии и может быть использовано при теневом контроле листовых изделий например листовых конструкций из полимерных композиционных материалов.Целью изобретения является повьппение точности определения размерон дефектов путем определения площади дефекта н плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразователей по площади контакта преобразователя, при которой появляется принимаемый сигнал.На фиг,1 представлен прямой УЗ преобразователь, реализующий способ теневого контроля изделий; на фиг.2 - катящийся УЗ преобразователь, реализующий способ теневого контроля изделий. 5О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Способ теневого контроля иэделий УЗ преобразователями заключается в следующем.Преобразователи ра-.полагают соосно один другому по разные стороны контролируемого иэделия. Одним преобразователем излучают УЗ-колебания, а другим преобразователем принимают УЗ-колебания, прошедшие через контро" лируемое изделие, В ходе контроля измеряют амплитуду принятых УЗ-колебаний и осуществляют сканирование преобразователями поверхности контролируемого изделия. При обнаружении дефекта, регистрируемого по полному отсутствию принятых УЗ-колебаний, определяют его границы и устанавливают, центр зоны полного отсутствия принимаемого сигнала. Такая зона существует при наличии в контролируемом изделии дефекта, площадь которого превосходит площадь возбуждаемого в из.делии пучка УЗ-колебаний. Затем сов" мещают акустические оси преобразователей с центром зоны полного отсутствия принимаемого сигнала и плавно увеличивают площадь контакта одного из преобразователей до появления принимаемого сигнала. Как только площадь контакта одного из преобразователей достигнет величины, при которой приемный преобразователь регистрирует прошедшие через контролируемое изделие УЗ-колебания, ее фиксируют. После этого измеряют полученную площадь контакта и по ней опреде ляют площадь дефекта н плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразователей, принимая ее равной измеренной площади контакта.Ультразвуковой преобразователь для теневого контроля изделий содержит корпус 1 и расположенную н нем пьезопластину 2. Кроме гого, преобразователь содержит локальную ванну 3, заполненную иммерсионной жидкостью, и эластичный протектор 4 Локальной ванны 3, Преобразователь также содержит расположенный в корпусерегулятор плбщади акустического контакта, выполненный в виде гидро- цилиндра 5 со штоком 6 и рабочей полостью . В корпусе 1 преобразователя выполнен канал 8, соединяющий локальную ванну 3 с рабочей полостьюгидроцилиндра 5, В случае использования обычного прямого пре" образователя (фиг.1) локальная ванна представляет собой насадку, жестко установленную на корпусе 1 перед пьезопластиной 2, В случае использования катящегося преобразонателя (фиг.2) локальная ванна представляет собой обод, установленный на корпусе 1 с возможностью вращения вокруг его оси и контактирующий с изде-лием 9, в котором расположен дефект 10.Ультразвуковой преобразователь для теневб. о контроля изделий работает следующим образом. Два идентичных преобразователя располагают. соосно один другому по разные стороны контролируемого изделия 9, например плоского листа из полимерного композиционного материала. Соосность преобразователей, т.е. соосность их акустических осей, и фиксацию расстояния между каждым из преобразователей и соответствующей поверхностью контролируемого изделия 9 обеспечивает устройство (не показано), в котором крепятся корпу" са 1 преобразователей, например скоба, Перед началом контроля целесообразно установить для излучающего преобразователя минимально допустимую площадь контакта эластичного протектора 4 с поверхностью контролируемого иэделия 9, а для приемного - максимальную площадь контакта,Излучающий преобразователь излучает УЗ-колебания пьезопластиной 2, которые, проходя через иммерсионную ванну 3 и эластичный протектор 4, поступают в контролируемое изделие 9.Приемным преобразователем принимают прошедшие через контролируемое изделие 9 УЗ-колебания. В ходе контроля измеряют амплитуду принятых УЗ-колебаний при помощи дефектоскопа (не 5 показан) и осуществляют сканирование преобразователями поверхности контролируемого изделия 9 по точкам (в случае использования прямых преобразователей с жестко установленной локаль О ной ванной 3), или построчно (в случае использования катящихся преобразователей). При обнаружении дефекта 10, регистрируемого по уменьшению амплитуды принятых УЗ-колебаний, пу тем многократного сканирования дефектного участка изделия 9 в различных направлениях устанавливают центр зоны полного отсутствия принимаемого сигнала. Затем располагают преобразо О ватели на дефектном участке изделия 9 таким образом, чтобы их акустические оси совместились с центром зоны полного отсутствия принимаемого сигнала и пьезопластина 2 приемного пре образователя была полностью экранирована дефектом 10 от излучающего преобразователя. После этого плавно увеличивают площадь контакта излучающего преобразователя, для чего сме О щают шток 6 гидроцилиндра Ь в сторону уменьшения объема рабочей полости 7, что приводит к переходу иммерсионной жидкости из полости 7 через канал 8 в иммерсионную ванну .3, повышению давления в последней и, как результат этого, растягиванию эластичного протектора 4 и прилеганию его к поверхности контролируемого изделия 9 на большей площади. Смещение штока 6 прекращается, как только приемный преобразователь зарегистрирует прошедшие через контролируемое изделие 9 УЗ-колебания. После этого измеряют полученную площадь контакта, например, по нанесенной на штоке 6 шкале., предварительно оттарированной для данного расстояния от преобразователя до поверхности контролируемого изделия 9. Ло измеренной площади контакта определяют равную ей площадь дефскта 10 в плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразователей.Предложенный способ теневого конт 55 роля иэделий УЗ преобразователями и УЗ преобразователь, его реализующий, позволяют повысить точность и стабильность определения площади дефекта в плоскости, перпендикулярной акустическим осям преобразователей, за счет исключения определения только по одному параметру - амплитуде, благодаря использованию при контроле изменяющейся во времени площади контакта преобразователя с контролируемым изделием и измерению площади в момент прекращения экранирования дефектом приемного преобразователя.Формула изобретения1, Способ теневого контроля изделий, заключающийся в том, что располагают ультразвуковые преобразователи соосно один другому по разные стороны изделия, излучают одним преобразователем ультразвуковые колебания, принимают прошедшие через изделия колебания другим преобразователем, измеряют амплитуду принятых колебаний в процессе сканирования изделия и определяют наличие дефекта и егоУграницы по полному отсутствию принимаемого сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повппения точности определения размеров дефектов, дополнительно устанавливают центр зоны полного отсутствия принимаемого сигнала, совмещают акустические оси преобразователей с этим центром, плавно увеличивают площадь контакта одного из преобразователей до появления принимаемого сигнала, измеряют. полученную площадь контакта и по ней, определяют площадь дефекта в плоскос ти, перпендикулярной акустическим осям преобразователей.2. Ультразвуковой преобразователь для теневого контроля изделий, содержащий корпус, расположенную в нем пьезопластину и локальную ванну с эластичным протектором, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности определения размеров дефектов, он снабжен расположенным в корпусе регулятором площади акустического контакта, выполненным в виде гидро- цилиндра, соединяющегося рабочей полостью с локальной ванной,.гТираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва