Образец для измерения параметров наклонного ультразвукового преобразователя

(я)э 6 01 й 29/О ический научнотут им. Ф.З. Дзерния параго преобмеющего положенящими нв зготоэл 6- и, что уве ия. Крома я необхоые оераЗГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный теплотехнисследовательский инстижинского(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1128166, кл. 6 01 й 29/04, 1983.(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАКЛОННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть. использованодля измерения параметров наклонных преобразователей йри ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения является Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и позволяет производить проверку волновых параметров ультразвуковых преобразователей дефекта. скопов в процессе промышленного контроля качества материалов и изделий,Известен образец для измере метров наклонного ультразвуково разователя, выполненный в виде и плоские грани твердого тела с рас ными в нем отражателями, выход одну из плоских граней,. Известный образец сложен ви нии и метрологической аттестаци личивает погрешность измерен того, для каждого преобраэовател димо использовать индивидуальн 2Ф, повышение точности измерений и расширение технологических возможностей образца. Для этого в образце для измерения параметров наклонного ультразвукового преобразователя, выполненным в виде тела с плоскими гранями и отражателями, выходящими на одну из плоских граней, твердое тело выполнено в виде тела вращения. состоящего иэ сопряженных между собой основаниями соосных одного или. двух усеченных конусов и цилиндра, отражатели выходят на малое основание усеченного конуса, представляют собой цилиндрические каналы равного диаметра, каждый из которых параллелен оси вращения усеченного конуса, и расположены симметрично указанной оси, а рабочими поверхностями служат конические и цилиндрическая .поверхности. 2 э.п. ф-лы, 2 ил,цы, что ограничивает их технологические ВОЭМОЖНОСТИ,Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение технологических возможностей образца.Для достижения укаэанной цели в образце для измерения параметров наклонного ультразвукового преобразователя, выполненном в виде имеющего плоские грани твердого тела с расположенными в нем отражателями, выходящими на одну из плоских граней, твердое тело имеет форму тела вращения, состоящего из сопряженных между собой основаниями соосных усеченного конуса и цилиндра, плоской гранью, на которую выходят отражатели, служит малое основание усеченного конуса, отражатели выполнены в вйде цилиндрических каналов20 25 30 ь лучаемой в контролируемый материал преь образовэтелем, позволит уменьшить и- ошибки первого и второго рода, свойственг, ные ультразвуковой дефектоскопии, Это повысит воспроизводимость данных, в частности, эксплуатационного периодиче 45 ского контроля металла и, соответственно,надежность и безопасность эксплуатации ответственного оборудования.Ф ар мула и зоб рете н ия 1. Образец для измерения парамет 50 ров наклонного ультразвукового преобразавателя, выполненный в виде имеющего плоские грани твердого тела с расположенными в нем отражателями, выходящими на одну из плоских граней, о т 55 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения технологических возможностей, твердое тело имеет форму тела вращения, состоящего из сопряженных между собой основаниями соосных усеченного конуса и цилиндра,.ело. г+ Х В)- Х4 8 В ХгиЗВАЛ Эта формула пригодна для всех положений преобразователей 10-13, если под В понимать вреднее расстояние от соответствующей точки авода ультразвука на боковой поверхности образца до места отражения ультразвука от цилиндрических поверхностей. Например, если преобразователь 12 расположен на цилиндрической поверхности 7 таким образом, что луч перпендикулярен оси 8, то в записанной формуле у-О,Основная погрешность в определении длины волны таким способом вносится иэза неопределенности расстояния В, вызываемоге неопределенностью точки ввода ультразвуКа на поверхности контакта преобразователя и образца, так как эта точка зависит от многих факторов, в том числе,от случайных неоднородностей на площадке контакта.Уменьшению указанной погрешности служит обеспечение механического соприкосновения рабочей поверхности 19 преобразователя с боковой поверхностью 20 образца в точке 21 (для сферической поверхности) или по линии касзния рабочей плоской или цилиндрической (притертой) поверхности преобразователя цилиндриче 1ской или конической поверхности образца. Минимальная величина площадки акустического контакта может быть весьма малой, но не равной нулю, что связано с необходимостью иметь достаточную амплитуду волн в образце,Ввиду неточности контакта образца и преобразователя для каждого положения последнего имеется неопределенность длины пути ультразвука до каждого отражателя. Она ориентировочно определяется согласно теореме Пифагора как разност гипотенузы и катета двух сторон треугол ника, соответствующих максимальной и м нимальной длинам лучей ультразвука (фи 1.и 2): имеется принципиальная возможность фиксации экстремумов с погрешностью Е (относительно длины волны), если укаэанная йеопределевность ориентировочно (в относительных единицах) меньше Е: Например, для Е, длины волн Ащр 2 мм, В 50 мм получаем ограничение размера Х: Х."Г 8 Е 1 И =чг 8 Змм: Обычно ширина серийных преобразователей Х" 10-20 мм, поэтому для получения погрешности измерений 10-20, установленной ГОСТ, необходимо сужать йлощадку акустического контакта не менее чем в два раза (Е - 10/8 50 2 0,1-10).Практически достаточно, чтобы ширина (У) площадки акустического контакта,.созда.ваемого мениском 22, была больше 0,5 мм10 (0,2 длины волны) для ввода в стальной образец достаточной мощности упругих колебаний на частотах 1 МГц, Для обеспечения точности измерений волны ширина У площадки должна быть ограничена условием У0,5 Х, где Х - ширина преобразователя. Практически приемлема для серийных преобразователей в диапазоне 1-5 МГц, например, ширина У 0,5-3 мм, что достигается для преобразователей с плоской рабочей, а также скругленной (притертой) рабочей гранью с радиусом скругления более 50 мм при использовании стальных образцов с максимальным диаметром боковой поверх-. ности 100 мм (используется для преобразователей минимального радиуса скругления коническая боковая поверхность).Ширина У площадки может быть ограничена, например, уменьшением количества жидкости, которую применяют для создзния мениска 22 (дозируют размер капли, наносимой на образец), или использованием латексной прокладки заданного размера для создания мениска 22, или диафрагмированием с помощью непрозрачного экрана с отверстием, заполняемымконтактным материалом.Повышение точности определенияфактической частоты (и длины волны), изской гранью, нс которую выходят отражатели, служит малое основание усеченного конуса, отражатели выполнены в видецилиндрических каналов равного диаметра, каждый из которых параллелен оси врсще ния усеченного конуса, и расположенных симметрично указанной оси. с рабочими поверхностями служат коническая и цилиндрическая поверхности.2. Образецпоп.1,отличающийся 10 тем, что тело вращения, состоящее из со-. пряженных между собой усеченного конуса и цилиндра, дополнено еще одним усеченным конусом, сопряженным большим основанием со свободным основанием цилиндра. 3. Образец по п.2, о т л и ч с ю щ и й с я тем, что угол нсклонв образующей одного из усеченных конусов к его основанию равен углу ввода колебсний преобразователя.1714491 Составитель В.РождественскийРедактор О,Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор: Т.Палий Проиэво венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 688 Тираж ВЙИИПИ Государственного ко 113035, МосПодписное етв по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС ва, Ж, Раушская наб., 4 Д