Способ ультразвукового контроля изделий

(51)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ ЕТЕНИ ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ИД ТВ огопро Вндя ас Вопил-. развукоа, Киев,ОНТ(21) 4842306/28(56) Гурвич А. К., Ермолов И. Н, Ультвой контроль сварных швов, Техни1972, стр. 214 - 215.Авторское свидетельство СССРМ 1293630, кл, 6 01 й 29/04, 1987.(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГОРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к исследованию материалов с помощью ультразвуковых колебаний, предназначено для обнаружения локальных дефектов в изделиях и может быть использовано для контроля изделий и сварных соединений.Целью изобретения является повышение точности определения ориентации и конфигурации дефекта за счет исключения влияния систематических погрешностей на измерения времен прихода зхо сигналов от дефекта.На Фиг. 1 - блок-схема устройства, с помощью которого реализуется заявляемый способ; на фиг, 2 - схема измерения времен прихода эхо-сигналов на стандартном образце и определения поправочных констант - построение волнового фронта преобразователя; на фиг. 3 - схема измерения времен прихода зхо-сигналов на контролируемом 1809378 А 1(57) Изобретение относится к исследованию материалов с помощью ультразвуковых колебаний и предназначенодля обнаружения и определения форм и размеров локальных дефектов в иэделиях и сварных соединениях. Цель изобретения - повышение точности определения ориентации и конфигурации дефекта достигается тем, что дополнительно устанавливают преобразователь на стандартный образец с искусственными отражателями, определяют на нем по измеренным временам прихода зхо-сигналов от отражателей поправочные константы, которые учитывают при определении ориентации и конфигурации дефектов, 1 з.п. Ф-лы, 3 ил. образце и нахожден ек дефекта.Ус.ройство, реализующее предлагаемый способ, содержит соединенные после- ОО довательно генератор 1 импульсного С) возбуждения, соединенный с преобразова телем 2, установленным на контролируемом ( ) изделии 3, измеритель временных интервалов 4, запоминающее устройство 5 и ариф- р метическое устройство 6, индикатор 7, устройство управления 8, сканирующее устройство 9 и измеритель координат 10 преобразователя 2.ааавйИзобретение иллюстрируется следующим примером. На стандартный образец 11, в котором выполнено, например, боковое сверление 12 диаметром меньше или равно Э 2 с координатами Х, Н устанавливают преобразователь 2, Генератором 1 импульсов возбуждают преобразователь 2,который вводит УЗ К в образец 11, Принимают эхо-сигналы от отражателя 12. подают наизмеритель координат 10 и измеритель временных интервалов 4, который измеряетвремя распространения УЗК вобразце 11 до 5отражателя и обратно, данные, измеренийнакапливают в запоминающем устройстве5, Сканирующим устройством 9 перемещают преобразователь 2 по поверхности образца 11 и в каждом новом положении "0повторяют измерение времени распространения УЗ К до отражателя 12 и обратно, т. е.измеряют времена прихода эха-сигнала тьОдновременно измеряют координаты полажения преобразователя 2 Х в измерителе 15координат 10, которые накапливают в запоминающем устройстве 5,Накопленная информация из устройства 5 поступает в арифметическое устройство б, где обрабатывается следующим 20образом.Строят геометрическое место точек,времена появления импульсов УЗК в которых одинаково (т. е. волновой фронт преобразователя) при условии, чтои реабразаватель 2 неподвижен (система координат жестко связана с ним), а стандартный образец - отражатель смещаетсяотносительно него и проходит координаты,которые в системе отсчета, связанной с преобразователем равны Х = Хо - Х, где:Х - новая координата отражателя в системе отсчета, связанной с преобразователем;Хо - координата дефекта в системе атсчета, жестко связанной с образцом;Х - координаты преобразователя в процессе перемещения в системе отсчета, жестко связанной с образцом.Для этого измеренные времена т делят 40пополам: 1/2 = т, из них выбирают тпп исоответствующее этому времени хгпп, Далее вычисляют в каждой точке Х задержкивремени Т по следующей формуле: Т =цып- сь Считают, что в точках Х расположена 45, система точечных излучателей, каждый изкоторых включается с задержкой, равной Т,при этом задержка излучателя, расположенного в точке Х пп - равна нулю. Затем определяют координаты (Х, 7) центра 50кривизны волнового фронта из условия минимизации выражения( - (Х- Х ) +(Н 7) +Т) . 55Находят расстояние В центра кривизны волнового фронта (мнимага точечного источника-приемника) да тачки с координатами Х ьпп па формуле й= (Х - ХП 1 п) +(Н - Е)2, Зная с - скорость распространения УЗК в образце 11, поправочную константу ЛТ, не зависящую ат того, какой частью волнового фронта фиксируется дефект, определяют по формуле ЛТ = 2(В/Г, - твп), которая запоминается в арифметическом устройстве 6.Затем преобразователь 2 устанавливают на контролируемое изделие 3, перемещают его по поверхности сканирующим устройством 9 и возбуждают в изделии 3 импульсы ультразвуковых колебаний. Принимают эхо-сигналы, по которым судят о наличии дефекта в иэделии 3.Одновременно эха-сигнал поступает в измеритель 3 временных интервалов, где измеряют время прихода эхо-сигналов т 1 дефектов и координаты положения преобразователя 2 Х на поверхности контролируемого изделия 3. Измеренные 1 и Х запоминают в устройстве 5. Далее накопленная информация из устройства 5 поступает в арифметическое устройство 6, где находится значение ранее найденной постоянной константы ЛТ, В устройстве 6 вычисляются в 1 аеменэ Т по следующему выражению Т = т - ЛТ. Затем по вычисленным временам прихода Т ультразвуковых колебаний строят изображение дефекта, которое дает картину конфигурации и ориентации дефекта, в контролируемом изделии 3 в соответствии с известным методом, используя в процессе построения центр 13 кривизны волнового фронта, у которого строят дуги радиусамисТ 1 сТ 2с Т222сТз сТ 422Если при контроле используется многоэлементный преобразователь или преобразователь с переменным углом ввода, то поправочные константы определяют для каждого элемента преобразователя или в случае с переменным углом ввода на каждом угле ввода.Предложенное техническое решение позволяет па сравнению с прототипом повысить точность определения координатотражающих точек дефекта, а следовательно его конфигурацию и ориентацию. Чем больше преобразователь отличается от точечного, тем точность определения координат выше, Например, при разрыве пьезоэлемента, равного 6 мм, точность измерения координат возрастает на 1,5 -2,0 мм.ф армула изобретения 1. Способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в там, что перемещают преобразователь ка контралиру2, Способ поп.1, отл и ча ющ тем, что поправочные константы опр ют на стандартном образце с искусст ми отражателями при переме преобразователя вдоль поверхности ца следующим образом:Х и 7 из минимизации в жени ийся еделя- венныщении. образемому изделию, возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний, принимают эхосигналы, по которым определяют наличие дефекта, измеряют время прихода эхо-сигналов при каждом смещении преобразователя, которые учитывают при определении конфигурации и ориентации дефекта, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения ориентации и конфигурации дефектов, предварительно перед измерениями на контролируемом изделии определяют поправочные константы Х, Е и ЛТ, учитывающие конечные размеры преобразователя и погрешности измерения времени прихода эхо-сигналов, дополнительно на контролируемом изделии определяют в каждом положении преобразователя его координаты, а определение ориентации и конфигурации дефекта осуществляют с учетом рассчитанных констант.+( - ать) Ка ЬТиз выражения; Т=2( х; иг где Х и 2 - координаты мнимого источникаизлучения-приема, заменяющего используемый при контроле преобразователь, волновыефронты которых идентичны;с - скорость распространения УЗК встандартном образце;Х - координата отражателя в системеобсчета, связанной с преобразователем;Н - координата, характеризующая глубину залегания отражателя;тщп - время прихода эхо-сигнала ототражателей, минимальное от измеренны1 - измеренное время прихода эхо-снала на стандартном образце;Хпь - координата и реобразователя,соответствующая 1 Ъь,Ю1809378 о(хЯ Фиг. оставитель В,Гусаровехред М.Моргентал орректор Е,Папп едактор ченко Заказ 1283 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина