RU1793365C - Method of determining ultrasonic transducer input angle - Google Patents
Method of determining ultrasonic transducer input angleInfo
- Publication number
- RU1793365C RU1793365C SU914908831A SU4908831A RU1793365C RU 1793365 C RU1793365 C RU 1793365C SU 914908831 A SU914908831 A SU 914908831A SU 4908831 A SU4908831 A SU 4908831A RU 1793365 C RU1793365 C RU 1793365C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- transducer
- hole
- angle
- ultrasonic transducer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Изобретение предназначаетс дл ис- пэльзовани при ультразвуковом контроле материалов, изделий и сварных соединений в машиностроении, энергетике, авиации, транспорте и других отрасл х промышлен- н эсти в технологических процессах изготов- лэни , пооперационного, выходного, в (одного контрол , а также при проверке металлоконструкций и конструкций из других материалов в ходе их эксплуатационного обследовани дл подтверждени надежности и безопасности дальнейшей эксплуатации.The invention is intended for use in ultrasonic testing of materials, products and welded joints in mechanical engineering, energy, aviation, transport and other industries in the manufacturing processes, manufacturing, operational, output, in (one control, as well as inspection of metal structures and structures of other materials during their operational inspection to confirm the reliability and safety of further operation.
Известны способы определени угла ввода ультразвукового преобразовател , заключающиес в том, что сначала определ ют точку ввода на рабочей поверхности преобразовател путем нахождени максимального сигнала от криволинейной поверхности сегмента, использу образец, представл ющий собой непрерывное соединение параллелепипеда с цилиндрическим отверстием и 90-градусного сегмента, что вл етс аналогом предлагаемого решени , или криволинейной поверхности, использу образец в форме полушара илиKnown methods for determining the angle of entry of the ultrasonic transducer, which consists in first determining the entry point on the working surface of the transducer by finding the maximum signal from the curved surface of the segment using a sample that is a continuous connection of the box with a cylindrical hole and a 90-degree segment, which is an analog of the proposed solution, or a curved surface, using a sample in the form of a hemisphere or
VI |VI |
Сл Ы Х СЛSL X SL
полудиска, выбранного в качестве прототипа . Затем, перемеща преобразователь в первом случае по рабочей поверхности того же образца, а во втором случае по второму образцу в виде параллелепипеда с цилиндрическим отверстием, ось которого параллельна рабочей грани, получают максимальный сигнал от поверхности отверсти и определ ют угол ввода по тригонометрическому соотношению сторон треугольника, св зывающего излучающий центр рабочей поверхности преобразовател , центр цилиндрического отверсти и проекцию последнего на рабочую поверхность образца.. ......half-disk selected as a prototype. Then, moving the converter in the first case along the working surface of the same sample, and in the second case, in the form of a parallelepiped with a cylindrical hole, the axis of which is parallel to the working face, the maximum signal from the hole surface is obtained and the input angle is determined by the trigonometric ratio of the sides of the triangle connecting the radiating center of the working surface of the transducer, the center of the cylindrical hole and the projection of the latter on the working surface of the sample .. ......
Недостатком этих способов вл етс мала точность установлени величины угла ввода. Это св зано с тем, что на основе упом нутых тригонометрических соотношений (например, катет-гипотенуза треугольника ) на рабочую поверхность образца нанос т шкалу углов, а в услови х размещени преобразовател на рабочей грани образца (по середине ширины образца) имеетс значительный параллакс отсчетно- го визировани VOMKM ввода и метки .шкалы углов на боковой грани образца. Увеличивает погрешность неудобстве зыполне- ни такого отсчета (необходимо следить одновременно за экраном дефектоскопа, чтобы найти максимум амплитуды сигнала, перемещгть вручную преобразозатель по образцу, определ ть на глаз координату преобразовател на образце и т. п.). Кроме того, сама точка ззода выхода задаетс неточно путем предварительного нанесени ее на преобразователь, поскольку имеетс неточность определени местоположени точки выхода луча на преобразователе, т. к. по используемому образцу можно нанести только одну проекцию точки выхода луча {с точностью до полог ; шы ширины преобразовател во взаимнсперпгкдч;:ул рном направлении относительно плоскости ввода луча, проход ;щей через нормаль к рабочей поверхности в точке ввода преломленный луч.A disadvantage of these methods is the low accuracy of setting the angle of entry. This is due to the fact that, on the basis of the mentioned trigonometric relations (for example, the cathetus hypotenuse of the triangle), a scale of angles is plotted on the working surface of the sample, and, under the conditions of the transducer placement on the working face of the sample (in the middle of the sample width), there is a significant reference parallax - the first sight of the VOMKM input and the mark. angle scales on the lateral face of the sample. It increases the error of the inconvenience of performing such a reference (it is necessary to simultaneously monitor the flaw detector screen to find the maximum signal amplitude, manually move the transducer along the sample, determine the coordinate of the transducer on the eye by eye, etc.). In addition, the exit exit point itself is set inaccurately by first applying it to the transducer, since there is an inaccuracy in determining the location of the beam exit point on the converter, since only one projection of the beam exit point can be plotted from the used sample {accurate to the canopy; the width of the transducer in a reciprocating frequency;
Цель изобретени - повышение точности , упрощение и ускорение измерений.The purpose of the invention is to increase accuracy, simplify and accelerate measurements.
Дл этой цели е способе определени угла ввода ультразвукового преобразовател , заключающемс в том, что перемещают преобразователь по плоской рабочей грани пэрвого образца, имеющего форму полушара или полудиска, до получени максимального сигнала от криволинейной поверхности образца, затем по рабочей поверхности второго образца, имеющего форму параллелепипеда с цилиндрическим отверстием, ось которого параллельна ра0For this purpose, a method for determining the angle of entry of an ultrasonic transducer is to move the transducer along the flat working face of the first sample, having the shape of a hemisphere or half disk, to obtain the maximum signal from the curved surface of the sample, then along the working surface of the second sample having the shape of a parallelepiped with a cylindrical hole, the axis of which is parallel to pa
бочей грани, до получени максимального сигнала от поверхности отверсти , а угол ввода определ ют по тригонометрическому соотношению сторон треугольника, св зывающего излучающий центр рабочей поверхности преобразовател , дополнительно измер ют врем прихода максимальных сигналов от криволинейной поверхности первого образца и от отверсти второго образца , а угол ввода определ ют из формулыside, before receiving the maximum signal from the surface of the hole, and the input angle is determined by the trigonometric aspect ratio of the triangle connecting the emitting center of the working surface of the transducer, the time of arrival of the maximum signals from the curved surface of the first sample and from the hole of the second sample is additionally measured, and the angle input is determined from the formula
« arccos{H/ cl/2 + с2(Т2 - Ti + 2 Ј-),Arccos {H / cl / 2 + c2 (T2 - Ti + 2 Ј-),
С1C1
55
00
55
00
55
00
55
00
55
где п - радиус криволинейной поверхности первого образца;where n is the radius of the curved surface of the first sample;
d - диаметр отверсти во втором образце;d is the diameter of the hole in the second sample;
С1, С2 - скорость звука соответственно в первом и втором образцах;C1, C2 are the speed of sound in the first and second samples, respectively;
Ti, T2 - врем прихода максимального сигнала соответственно в первом и втором образцах;Ti, T2 — arrival time of the maximum signal, respectively, in the first and second samples;
Н - рассто ние до оси отверсти от рабочей поверхности второго образца.H is the distance to the axis of the hole from the working surface of the second sample.
Способ по сн етс фиг. 1 и 2.The method is illustrated in FIG. 1 and 2.
На фиг, 1 показан схематически образец в виде полушара 1 с плоской диаметральной поверхностью 2, криволинейной (сфера или цилиндр) поверхностью 3, меткой центра 4. На нем установлен (через слой контактной смазки) преобразователь 5 дефектоскопа (не показан), ультразвуковой луч б вводитс под углом а к нормали 7, отража сь от поверхности 3, возвращаетс к преобразователю 5, преобразуетс в сигнал , наблюдаемый на дефектоскопе (не показан ). Максимальный сигнал, как известно, соответствует правильному размещению преобразовател 5 на поверхности 2, когда точка ввода преобразовател (точка выхода луча) совпадает с меткой 4, При этом врем прихода сигнала согласно (фиг. 1) естьFig. 1 shows schematically a sample in the form of a hemisphere 1 with a flat diametrical surface 2, a curved (sphere or cylinder) surface 3, a center mark 4. A flaw detector transducer 5 (not shown) (not shown), an ultrasonic beam b is installed on it (through a layer of contact lubricant) introduced at an angle a to normal 7, reflected from surface 3, returned to transducer 5, converted to a signal observed on a flaw detector (not shown). The maximum signal, as you know, corresponds to the correct placement of the transducer 5 on the surface 2, when the input point of the transducer (beam exit point) coincides with the mark 4, while the signal arrival time according to (Fig. 1) is
Ti ,(1)Ti, (1)
где п - радиус поверхности 3; ci - скорость ультразвука в материале образца (в котором волна пробегает путь по лучу 6 в обоих направлени х ), То - врем задержки ультразвука в преобразователе (и сигнала в электронном тракте прибора).where n is the radius of the surface 3; ci is the ultrasound velocity in the sample material (in which the wave travels along path 6 in both directions), T0 is the delay time of the ultrasound in the transducer (and the signal in the electronic path of the device).
Важно, что дл измерени времени нет необходимости выполн ть разметку преоб- разоаател дл указани на нем точки ввода (выхода луча). За счет применени полушарового образца при этом устанавливают на- иболэе точно совмещение точки ввода центром 4 и измер ют Ti. Затем провод т измерений на втором образце.It is important that in order to measure time, it is not necessary to mark the converter to indicate the point of entry (beam exit) on it. Through the use of a hemispherical sample, the most precise alignment of the entry point with the center 4 is established and Ti is measured. Then measurements are taken on the second sample.
На фиг. 2 показан образец 1 с отверстием 2 и рабочей поверхностью 3, преобразователь 4, перемещаемый по рабочей поверхности 3, и в положение максимума эхо-сигнала от поверхности отверсти 2, наблюдаемого на дефектоскопе (не показан). этом согласно чертежу (луч помечен цифрой 5) имеем уравнение времени прихода сигналаIn FIG. 2 shows a sample 1 with an opening 2 and a working surface 3, a transducer 4 moving along the working surface 3, and to the maximum echo position from the surface of the hole 2 observed on a flaw detector (not shown). according to the drawing (the beam is marked with the number 5) we have the equation of the signal arrival time
Т2 T2
То+ 2 Я,That + 2 I,
С2C2
(2)(2)
где Г2 - рассто ние по лучу 5 от точки ввода до| поверхности отверсти 2; С2 - скорость ультразвука в материале образца иуравне- ниЬ треугольника, образованного катетом Н (глубина от поверхности 3 до оси отверсти 2), гипотенузой длиной (Г2 + d/2), где d - диаметр отверсти , и катетом X проекции этой гипотенузы на поверхность 3 будет (r2;+ d/2)cos а Н. (3) Из (1) получаем, чтоwhere Г2 is the distance along the ray 5 from the input point to | hole surface 2; C2 is the ultrasound velocity in the sample material and the equation of the triangle formed by the leg N (depth from the surface 3 to the axis of the hole 2), the hypotenuse length (Г2 + d / 2), where d is the diameter of the hole, and the leg X of the projection of this hypotenuse onto the surface 3 will be (r2; + d / 2) cos and N. (3) From (1) we get that
неизвестное То Ti - 2 -(4)Unknown To Ti - 2 - (4)
Из|(1) и (2), исключа вычитанием врем То, имЬемFrom | (1) and (2), excluding by subtracting the time That, have
Г2 ПС2/С1 + С2(Т2 - Tl)/2 G2 PS2 / C1 + C2 (T2 - Tl) / 2
с2(Т2 - ТО/2.(5) Из|(3) и (5) получаем искомую зависимость c2 (T2 - TO / 2. (5) From | (3) and (5) we obtain the desired dependence
cos + c2(T2-To)/2 + ПС2/С1 + с2(Т2 - ТО/2. (6)cos + c2 (T2-To) / 2 + PS2 / C1 + c2 (T2 - TO / 2. (6)
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и FORMULA AND SECTION
Способ определени угла ввода ультразвукового преобразовател , заключающийс I том, что перемещают преобразователь по члоской рабочей грани первого образца, имеющего форму полушара или полудиска до получени максимального сигнала от крч волинейной поверхности образца, затем перемещают преобразователь по рабочей поЕерхности второго образца, имеющего форму параллелепипеда с цилиндрическим отв эрстием, ось которого параллельна рабочей грани, до получени максимального сиг- нал а от поверхности изделий, а угол ввода определ ют по тригонометрическому соот- нои{|енйю сторон треугольника, св зывающего излучающий центр рабочей поверхности преобразовател , отличающийс тем, что, с целью повышени точности, упрощени и ускорени измере0A method for determining the angle of entry of an ultrasonic transducer, which is that I move the transducer along the flat working face of the first sample, having the shape of a hemisphere or half-disk, to obtain the maximum signal from the curve of the curved surface of the sample, then move the transducer along the working surface of the second sample, having the shape of a parallelepiped with a cylindrical with an aperture, whose axis is parallel to the working face, to obtain the maximum signal a from the surface of the products, and the input angle is determined by the trigo the numerical relationship {| the sides of the triangle connecting the radiating center of the working surface of the transducer, characterized in that, in order to improve accuracy, simplify and accelerate the measurement
55
00
55
00
из которой автоматически следует выражение , указанное в предмете изобретени дл данного нового способа.from which automatically follows the expression indicated in the subject invention for this new method.
Проверку способа выполн ли с по- мо.щью преобразовател в комплекте с дефектоскопом УД2-12, допускающим измерение времени по шале цифрового отсчета с ценой делени 10 мкс образцов СОа и СОз по ГОСТ 14782-87. Дл преобразователей из комплекта дефектоскопа при определении углов ввода получили:The method was checked using the transducer complete with a UD2-12 flaw detector, which allows measuring time using a digital readout chalice with a dividing price of 10 μs of СОа and СОЗ samples according to GOST 14782-87. For the transducers from the flaw detector kit, when determining the input angles, they received:
а) по методике ГОСТ 14782-86 39.51,72° с погрешностью плюс - минус 1°,a) according to the method of GOST 14782-86 39.51.72 ° with an error of plus - minus 1 °,
б) по предлагаемому способу: 40°, 50°, 30 , 70°,40 с погрешностью 0,5°.b) by the proposed method: 40 °, 50 °, 30, 70 °, 40 with an accuracy of 0.5 °.
При этом использовали зависимость (5) в виде графика или расчета с помощью карманного калькул тора МК-61. Врем определени уменьшилось примерно в 2 раза при возросшей точности и удобстве проведени операций по определению угла ввода за счет того, что не требуетс выполн ть разметку точки ввода на преобразователе, а также производить отсчет угла по шкале образца С02. Отпадает также необходимость нанесени шкалы углов на образец С02. Дл достижени наибольшей точности способа следует врем Ti и Т2 измер ть дл равных амплитуд сигналов (на экране дефектоскопа ). Дл этого амплитуды уравнивают аттенюатором на входе дефектоскопа.In this case, dependence (5) was used in the form of a graph or calculation using a pocket calculator MK-61. The determination time was reduced by about 2 times with increased accuracy and convenience of operations for determining the input angle due to the fact that it is not necessary to mark the input point on the converter, as well as to read the angle on the scale of sample CO2. There is also no need to apply a scale of angles to the CO2 sample. In order to achieve the greatest accuracy of the method, the time Ti and T2 should be measured for equal signal amplitudes (on the screen of the flaw detector). For this, the amplitudes are equalized by the attenuator at the input of the flaw detector.
НИИ/дополнительно измер ют врем прихода максимальных сигналов криволинейной поверхности первого образца и от отверсти второго образца, а угол ввода D определ ют из формулы:SRI / additionally measure the time of arrival of the maximum signals of the curved surface of the first sample and from the hole of the second sample, and the input angle D is determined from the formula:
а arccos{H/ d/2 + са-Ог - Ti + 2 Ј- ),and arccos (H / d / 2 + ca-Og - Ti + 2 Ј-),
С1C1
где п - радиус криволинейной поверхности первого образца;where n is the radius of the curved surface of the first sample;
d - диаметр отверсти во втором образце;d is the diameter of the hole in the second sample;
d, C2 - скорости звука соответственно 8 первом и втором образцах;d, C2 — sound velocities respectively in the first and second samples;
Ti. Т2 - врем прихода максимального сигнала соответственно в первом и втором образцах;Ti. T2 is the arrival time of the maximum signal, respectively, in the first and second samples;
Н - рассто ние до оси отверсти от рабочей поверхности второго образца.H is the distance to the axis of the hole from the working surface of the second sample.
фиг. 1FIG. 1
Фиг. 2FIG. 2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914908831A RU1793365C (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Method of determining ultrasonic transducer input angle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914908831A RU1793365C (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Method of determining ultrasonic transducer input angle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1793365C true RU1793365C (en) | 1993-02-07 |
Family
ID=21559193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914908831A RU1793365C (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Method of determining ultrasonic transducer input angle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1793365C (en) |
-
1991
- 1991-02-07 RU SU914908831A patent/RU1793365C/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO1983003470A1 (en) | Method of measuring contact stress of contacting solid surfaces with ultrasonic waves | |
RU2604562C2 (en) | Method of resilient properties ultrasonic measurement | |
RU1793365C (en) | Method of determining ultrasonic transducer input angle | |
US3592052A (en) | Ultrasonic crack depth measurement | |
US3854325A (en) | Method and means for determining fatigue damage and surface stress | |
CN112484836B (en) | Ultrasonic probe device and workpiece sound velocity measurement method | |
WO1990013024A1 (en) | Calibration standard for measuring surface cracks by ultrasound and method | |
JPH02296147A (en) | Method and apparatus for measuring acoustic anisotropy | |
SU1004866A1 (en) | Acoustic load specimen for measuring tilted converter direction pattern | |
SU1690223A1 (en) | Device for determination of wave parameters of flaw detector ultrasonic converters | |
SU1714491A1 (en) | Sample for measuring parameters of inclined ultrasonic transducer | |
JPH068728B2 (en) | Measuring method of ultrasonic wave propagation distance | |
SU1364971A1 (en) | Specimen for ultrasonic check | |
SU682816A1 (en) | Device for measuring sound reflection factor | |
SU913242A1 (en) | Method of flaw localization | |
RU2018815C1 (en) | Ultrasonic method for measuring internal mechanical stresses | |
Evsiukov et al. | Attenuation of Transverse Ultrasonic Waves in Rolled Aluminum and Aluminum Alloy Sheet.(Translation) | |
RU1778586C (en) | Method for graduating pressure gradient receivers | |
JPH0729447Y2 (en) | Ultrasonic measuring device | |
JPS606858A (en) | Measuring method of sonic velocity and attenuation of surface acoustic wave | |
SU750285A1 (en) | Method of measuring ultrasound velocity in solid bodies | |
RU28394U1 (en) | Device for ultrasonic non-destructive testing of metal products (standard sample) | |
JPH0394109A (en) | Ultrasonic measuring device | |
JPS63175712A (en) | Ultrasonic thickness meter | |
JPS61184454A (en) | Ultrasonic probe with reference reflector |