Способ ультразвукового контроля качества изделий

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано приконтроле качества изделий.5Известен способ обнаружения дефектов в изделиях, заключающийся в том,что в контролируемое изделие излучаюткороткие импульсы упругих колебаний,вьделяют эхо-сигналы временным селектором и по форме спектра этих сигналов судят о наличии дефектов,Данный способ не обладает достаточно высокой чувствительностью.Иаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ, заключающийся в том, что располагают преобразователь с демпфероми пьезопластиной в звукопроводящей среде над изделием, излучают 20пьезопластиной импульсы ультразвуковых колебаний в демпфер извукопроводяцую среду, принимаютпье.".опластиной отраженные демпфероми изделием эхо-сигналы, фиксируют 25суммарный спектр донного эхо-сигналаот изделия и вспомогательного эхосигнала, измеряют значения частотныхминимумов суммарного спектра и по нимопределяют качество изделия. 30Однако известный способ не позволяет контролировать иэделия, имеющиебольшую толщину, из-за того, что дляполучения минимума в суммарном спектре в этом случае потребуется изготовление преобразователя с демпфером,толщина которого должна быть соизмерима с толщиной изделия, что практически реализовать затруднительно.Цель изобретения - расширение области применения путем обеспеченияконтроля изделий различной толщины,Изобретение позволяет контролировать изделия толщиной от несколькихмиллиметров до нескольких метров.Изобретение касается акустическихметодов неразрушаюцего контроля,Сущность изобретения состоит втом, что через звукопроводящий слойв контролируемое изделие излучаютультразвуковые импульсы, от переднейграни изделия регистрируют эхо-сигнал, прошедший через звукопроводящийслой, пьезопластину и демпфер и отраженный свободной поверхностью демпфера. Толщины эвукопроводящего слоя,пьезопластины и демпфера выбирают такими, чтобы время задержки между эхосигналом от свободной поверхностидемпфера и донным эхо-сигналом удовлетворяло определенной формуле. Измеряют частоты минимумов суммарного спектра принятых эхо-сигналов и определяют по ним качество иэделия.На фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства, реализующего способ УЗ-контроля качества изделий; на Фиг,2 - суммарная спектральная характеристика, полученная на бездефектном участке изделия толщиной 150 мм из стали, полученного диффузионной свар.кой, на Фиг.З - то же, на дефекте в виде строчечного непропара с максимальным размером по длине строчки 60 мкм и по раскрытию 5 мкм.Способ осуществляется следующим образом.Пьезопластина 6, работающая, например, в полосе частот от 4 до 6 ИГц, возбуждается генератором 1 коротких импульсов. Пьезопластина 6 толщиной Ь излучает через звукопроводящую жидкость 7 толщиной Ь. в изделие 8 толщиной Ьи ультразвуковые колебания с определенной максимальной частотой составляющей спектра, например 5 МГц. Ультразвуковые колебания, пройдя жидкую среду 7, разделяют на отраженный эхо-сигнал от переднейграни изделия 8, а остальная часть энергии колебаний проходит в изделие 8 и в виде донного эхо-сигнала возвращается обратно на пьезопластину 6. Отраженный от передней грани эхо-сигнал проходит путь обратно через звукопроводящую среду 7 и пьезопластину 6 и в виде эхо-сигнала, отраженного свободной поверхностью демпфера 9, возвращается обратно на пьезопластину 6, которая преобразует задержанные друг относительно друга ультразвуковые эхо-сигналы в электрические импульсы. Эти эхо-импульсы усиливаются усилителем 2 и через временной селектор 3, который селектирует их от других меыающих сигналов, поступают на вход осциллографа 4 для индикации и на вход анализатора 5 спектра для анализа спектра. Высоту звукопроводящего слоя Ь и его материал выбирают такими, чтобы выполнялось условие задержки между эхо-импульсамигде Г , Е Ь,Ь,Ь,Ь,35 с 8 с, с, с -где Г 1Г - соответственно верхняяи некияя частоты спектраотраженного демпферомэхо-сигнала на уровне0,5 Гц,5Ь ,ЬЬ,Ь, - толщина звукопроводящегослоя, пьезопластины,демпфера и изделия соответственно, м, 0с ,с,с,с - скорость распространения19 йультразвуковых коЛебанийв материале звукопроводящей среды, пьезопластины, демпфера и изделия 5соответственно, м/си = 1,2,3,Установленная задержка между этими эхо-импульсами, которые анализирует анализатор 5 спектра, позволяет в 20суммарном спектре наблюдать один илинесколько частотных минимумов (этозависит от выбираемой частоты вспектре донного эхо-сигнала и числаи = 1,2,3 т.е. от величины задержки) в интервале частот от Е до(граничные частоты Г и Г выбраны из условия наблюдения четкогоконтрастного интерференционного минимума). По положению частотного минимума в суммарном спектре, приведенном для беэдефектного участка изделияна фиг.2, а для дефектного участкаизделия на фиг.3, определяют качество изделия. Формула изобретенияСпособ ультразвукового контроля качества изделий, заключающийся в том, что располагают преобразователь с демпфером и пьезопластиной в звуко 40 проводящей среде над изделием, излучают пьезопластиной импульсы ультразвуковых колебаний в демпфер и звукопроводящую среду, принимают пьезопластиной отраженные демпфером и изделием эхо-сигналы, фиксируют суммарный спектр донного эхо-сигнала отиэделия и вспомогательного эхо-сигнала измеряют значения частотных минимумов суммарного спектра и по ним определяют качество иэделия, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения контроля изделий различной толщины, в качестве вспомога- тельного эхо-сигнала используют эхосигнал, отраженный передней гранью изделия, прошедший через звукопроводящую среду, пьезопластину и демп 4 ер и отраженный свободной поверхностью демпфера. а толщину Ьб звукопроводящего слоя между пьезопластиной и из . делием и толщину Ь демпфера выбирают из условия2 п - 1 Ьзь Ья 2 Ьа( + +Э2 Е сзв ся с2 Ьи 1 2 п - 1- (--д,соответственно верхняяи нижняя частоты спектраотраженного демпферомэхо-сигнала на уровне0,5 Гц,толщины эвукопроводящегослоя, пьезопластиныдемпфера и изделия соответственно, м,скорости распространенияультразвуковых колебанийв материале звукопроводящей среды, пьезопластины, демпфера и изделиясоответственно, м/с;1,2,3,1719981 17 40р) ф/Р. 4 У 4 Рр)жс/7 ягц Захаров Составитель А.Техред И,Дидык Корректор И.Самборская.Лежни дписно Тираж ГКНТ С венног 113035 роизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагаря Заказ 768ВНИИПИ Госуд омитета по изобреИосква, Ж, Рауш ниям и открытиямая наб., д. 4/5