Способ ультразвукового теневого контроля изделий и устройство для его осуществления

(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТЕНЕВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИИ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля Целью изобретения является повышение точ ности и достоверности контроля за счет однозначного определения глубины залегания дефекта и использования при настройке самого контролируемого изделия. Совмещенные излучатели 3 и 4 излучают ультразвукоОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ьые (УЗ) колебания, а приемники 7 принимают колебания, прошедшие через изделие 16. Устанавливают на противоположных поверхностях изделия 15 искусственные дефекты7 и в ходе перемещения изделия между излучателями 3 и 4 и приемниками 7 регистрируют дефекты 17 по уменьшению амплитуды принятых УЗ-колебаний. Измеряю) разность д 1 времен обнаружения дефекта 16 и длительность 1 д времени обнаружения каналов 5 и 6 приема и по ним устанавливают с помогцью блока 14 ввода коэффициенты, определяемые углом с между акустическими осями излучателей 3 и 4. расстоянием Н от последних до изделия 15 и скоростью Ъ перемещения изделия 5. Затем прозвучивают изделие 15 с целью поиска дефектов 17 и определяют глубину 1), залегания и протяженность дефекта 17 по д 1 и 1 д с учетом установленных коэффициентов при помощи микропроцессора - блока 11 обработки информации. 1 з. и. ф-лы,нл.5 10 15 20 1Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) теневой дефектоскопии, например, многослойных изделий.Целью изобретения является повышение точности и достоверности контроля за счет однозначного определения глубины залегания дефекта и использования при настройке самого контролируемого изделия,На чертеже представлена блок-схем а устройства для УЗ теневого контроля изделий.Способ УЗ теневого контроля изделий заключается в следующем,Размещают на противоположных поверхностях изделия искусственные дефекты известной протяженности и устанавливают пару излучателей по одну сторону изделия, а пару приемников - по другую. Излучатели совмещают и ориентируют биссектрису угла между их акустическими осями нормально к поверхности контролируемого изделия. Приемники устанавливают таким образом, что они являются акустически соосными излучателями, Излучают в изделие УЗ-колебания и принимают прошедшие колебания. Определяют амплитуды принятых колебаний в ходе перемещения изделия в плоскости акустических осей излучателей и приемников нормально биссектрисе угла ы и регистрируют время обнаружения искусственных дефектов каждым из приемников по уменьшению амплитуды принятого сигнала. С помощью измерений, произведенных на искусственных дефектах, находят параметры, определяющие угол ы и расстояние между поверхностью изделия и совмешаемыми излучателямии.Проводят аналогичным образом прозвучивание изделия без искусственных дефектов, в случае наличия дефектов регистрируют время обнаружения дефекта каждым приемником по уменьшению амплитуды принятого сигнала. По разности времен обнаружения дефекта каждым из приемников с учетом найденных по искусственным дефектам параметров определяют глубину залегания и протяженность дефекта.Устройство для УЗ теневого контроля изделий содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов и пару излучателей 3 и 4. Устройство также содержит два приемных канала 5 и 6. Каждый канал 5 или 6 включает последовательно соединенные приемник 7, усилитель 8 и блок 9 формирователя кода времени. Кроме того, устройство содержит генератор 10 счетных импульсов, блок 11 обработки информации, выполненный в виде микропроцессора, индикатор 12, блок 13 памяти и блок 14 ввода.Выход генератора 10 счетных импульсов соединен с вторыми входами блоков 9 фор 25 30 35 40 45 50 55 2мирователя кода времени. Выход синхронизатора 1 соединен также с третьими входами блоков 9 формирователя кода времени. Первый вход блока 11 обработки информации связан с выходом генератора 10 счетных импульсов, второй вход блока 1 - с выходом блока 9 формирователя к .да времени приемного канала 5, третий вход блока 11 - с выходом блока 9 формирователя кода времени приемного канала 6, четвертый вход блока 11 - с выходом блока 13 памяти и пятый вход блока 11 - с выходом блока 14 ввода. Первый выход блока 11 обработки инфолмации соединен с входом индикатора 12, торой выход блока 11 - с входом блока д памяти. Второй вход блока 13 памяти соединен с выходом блока 14 ввода.Способ УЗ теневого контроля изделий реализуется в ходе работы устройства. На противоположных поверхностях изделия 15 размещают искусственные дефекты 16, например фигуры желаемой формы и площади из алюминиевой фольги с помощью клейкой ленты. Устанавливают пару совмещенных излу. чателей 3 и 4 по одну сторону изделия, а пару приемников 7 приемных каналов 5 и 6 - по другую. Искусственный дефект 16, закрепленный на ближней к излучателю 3 или 4 поверхности, имитирует дефект, находящийся на нулевой глубине, а искусственный дефект 16, закрепленный на дальней от излучателя поверхности, находится на максимально возможной глубине, равной толщине изделия 15. Излучатели 3 и 4 и приемники 7 располагают на расстоянии, например, 20 - 50 мм от изделия 15, т. е. таком расстоянии, которое при вращении крупногабаритного цилиндрического изделия 15 меньшего его эксцентриситета, что исключает механическое повреждение излучателей 3 и 4 и приемников 7. Установку акустической соосности приемника 7 приемного канала 5 излучателю 3 и приемника 7 приемного канала 6 излучателю 4 производят по максимальной амплитуде принятого сигнала. Ориентируют биссектрису угла ы между акустическими осями излучателей 3 и 4, обычно равного 10 - 40, нормально поверхности контролируемого изделия. Излучают в изделие 15 излучателями 3 и 4 УЗ-колебания и принимают прошедшие через изделие 15 колебания. Определяют амплитуды принятых колебаний в ходе перемещения изделия 15 в плоскости акустических осей приемников 7 нормально биссектрисе угла ы со скоростью Ч и регистрируют время обнаружения искусственных дефектов 16 каждым из приемных каналов 5 и 6 по уменьшению амплитуды принятого сигнала. По разности ь 1 времен обнаружения каждым из приемников 7 может быть найдена глубина ззалегания дефекта 17 по зависимостиН=-К К (ь( - К), где К - коэффициент, определяемый углом о,;К - коэффициент, определяемой скорости (линейной или угловой) перемещения изделия 5;К - коэффициент, определяем ый рассостоянием Н от излучателей 3 и 4до поверхности изделия 15.Коэффициент К прямо пропорционален величине угла - в градусах, однако величи)(на этого коэффициента не всегда равна значению угла 1)1/2, а может отличаться от него на +30%. Коэффициент К задается в виде цифровых значений скорости движения объекта контроля - изделия 15. Коэффициент Кн задается в значениях расстояния Н от центра излучения излучателей 3 и 4 до ближайшей поверхности изделия 15.По длительности 1 времени обнаружения дефекта 17 может быть найдена протяженностьдефекта по зависимости1=кгде (д - среднее арифметическое время обнаружения дефекта 17 приемника 7 первого и второго приемного каналов 5 и 6.С помощью измерений, произведенных на искусственных дефектах 16, находят значения коэффициентов К, Ки К. При настройке устройства сначала вводят значение коэффициента К, равное значению скорости, например в мм/с. Затем вводят значение Ка. Ввод начинают с минимальнь 1 х значений до получения приемлемых отклонений (не более + 10%) вычисленного значения протяженности дефекта от истинного значения, измеренного на искусственном дефекте 17. Затем вводят значение К, также начиная от минимальных значений, и добиваются умень- щения погрешности вычислений глубины залегания и протяженности дефекта. Ввод значений коэффициентов К, К и Кн осуществляют с помошью блока 14 ввода, представляющего собой, например, клавишный пульт, связанный с блоком 13 памяти и блоком 11 обработки информации, например микропроцессором типа КР 580 ИК 80 А. Затем осушествляют выявление естественных дефектов 7. При прозвучивании изделия 15 синхронизатор 1 запускает генератор 2 зондирующих импульсов, который возбуждает излучатели 3 и 4, Сигнал, прошедший через изделия 15, принимается приемниками 7, усиливается усилителями 8 и преобразуется блоком 9 в соответствую 1 ций код времени. По коду времени с помошью коэффициентов, введенных блоком 4 или извлеченных из блока 13, блок 11 обработки информации определяет ь ( и 1 д и вычисляют т . Для задания измерительного масштаба использован генератор 1 О счетных импульсов, например, формирующий кварционную час тотуМГц. Результаты измсрсия и вычсления фиксируются индикаторох 1 12.Точность контроля обеспечивасгся тсм, что показателем, характеризук);м опт- мальность подбора коэффициент 1 Н) К, К и К является точность определения глубины ближнего и дальнего искусстве)г 1)х .ш фектов. Применение микрон)оцессор 11 Оз воляет производить большой о 1 ьем в 11111 слений, обеспечивающих обраоотку рез,)ь татоВ измерений и аВтоматизац 11 о пр 1).1 ссса контроля. Совмешение излучателси В ространстве исключает возможность расположения точки пересечения их акустических осей внутри контролируемого объекта, в что в свою очередь исключает неоднозначность определения глубины залегания дефект. 51015 Форму,га изобретения 2. УстроЙство д,)я хл 1-,трав.- 1.1)1)ого ) ен 1 вого контроля изделий, содержг)11 С,;1 одовательно саеднеыс с 11 хр; 11 зат р. х нератор зондирующих импульсоару 1 лучателей, два приемных канала, нкл;оч;:к, щих последовательно соед 1 еьь .рсмник, усилитель и блок форм 11 р 1),1;11,1 Я О.ь. времени, генератор С 1 егных импульсо 11. )сдиненный выходом с вторыми хг)д,)м)1 бло ков формирователя кода врс)с 1111, -. 1) гь ВХОДЫ КОТОРЫХ СОЕДИ ИЕНЫ С ВЬ Хо.:Х)". 11. хронизатора, связанный срв)л,:. Ом выходом генератора счетных им у,)ьс 1)1 50 55 1. Способ ультразвукового тенеього ко- троля изделий, заключаюгцийся в том, что устанавливают пару излучателей по одну сторону изделия, а пару приемников, акустически соосных излучателям, - по другую сторону изделия, излучают в изделие ультра звуковые колебания, принимают прошедшиеколебания, определяют амплитуды принятых колебаний, регистрируют время обнаружения дефекта по уменьшению амплитудь 1 одной парой излучатель-приемник, затем роизводят перемещение изделия по направлению к другой паре излучатель-приемник, регистрируют ею время обнаружения дефа к та и по разности времен определяк)т глубину залегания и протяженность дефекта, отци чающийся тем, что, с целью повышеия точ ности и достоверности, г)р 11 ус 1"1 ИОВкс излучателей их совмещают и орнентирук)т бс сектрису угла ы между их акустическими ос- ми н 01)мдльно к пОВе 1)хности контроли)ем О- го изделия, размеща)от перед ко)п ролсм на противоположных поверхностях изделия 40 искусственные дефекты известной нротяжс- ности и с их помо 1 цью находят параметры, определяюшие угол сс и расстояис между поверхностью изделия и совмешеннымп злучателями, а глубину залегая и прои.женость дефекта оредля)от по )аз)с".1, времен с учетом найденых парамст) )1.1320742 1.гставитель В 1 ниаренскийРедактор Н. Слободяиик 1 екред И. 11 ерес Корректор А. ИльинЗаказ 2654/48 1 ираж 5 11 одиисноеВНИИПИ Государственного комитета ГГ(.1 ио делам изобретений и открытий113035, Москва, /К;15. Рн 1 шская наб., д. 4/5Производственно-иолигрнфииеское иредириятие, ы Ужгород, ул. Гросктная, 4 вторым и третьим входами с выходом блоков формирователя кода времени, блок обработки информации и связанный с выходом последнего индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, оно снабжено связанным входом с вторым выходом блока обработки информации и выходом с четвертым входом блока обработки информации блоком памяти и блоком ввода, выход которого связан с пятым входом блока обработки информации и 5 вторым входом блока памяти, а блок обработки информации выполнен в виде микропроцессора.