RU2179313C2

RU2179313C2 - Ultrasonic process of test of articles and materials

Info

Publication number: RU2179313C2
Application number: RU99115325A
Authority: RU
Inventors: В.Т. Пронякин; М.Ю. Васильев; Ю.Н. Панченко
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2002-02-10

Abstract

FIELD: ultrasonic flaw detection in articles and materials used in various branches of industry to evaluate quality of products. SUBSTANCE: increased velocity of determination of sizes of flaws and simplification of test process are achieved thanks to scanning of profile of article by ultrasonic converter, to recording of amplitude and coordinates of echo signals which are processed by computer and to generation of two-dimensional images of B and C scanning on display. Three images as minimum forming group generated by B scanning are summed up into single image and if flaw is found all ultrasonic images of this group are scanned image by image to evaluate size of flaw. EFFECT: increased velocity of determination of sizes of flaws. 1 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий и материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для определения качества продукции при контроле. The invention relates to ultrasonic inspection of products and materials and can be used in various industries to determine the quality of products under control.

Известен способ контроля изделий по ультразвуковым изображениям при B и C сканировании (патент РФ N 2011194, G 01 N 29/04, Бюл. изоб. N 7, 15.04.94). Контроль по этому способу осуществляют следующим образом: объект контроля помещают под ультразвуковым преобразователем, анализируют форму сигнала, выбирают конкретную процедуру получения изображения, по которой оценивают качество объекта контроля. A known method of monitoring products by ultrasound images during B and C scanning (RF patent N 2011194, G 01 N 29/04, Bull. Isob. N 7, 04/15/94). Control by this method is carried out as follows: the control object is placed under an ultrasonic transducer, the waveform is analyzed, a specific image acquisition procedure is selected, according to which the quality of the control object is evaluated.

Недостатком этого устройства является то, что при нахождении максимальных размеров дефекта по изображениям, полученным при В сканировании, приходится перенастраивать режим контроля. При таком способе на измерение размера дефекта затрачивается от 3 до 7 минут, что недопустимо для 100% контроля серийных изделий. The disadvantage of this device is that when finding the maximum size of the defect in the images obtained during the B scan, you have to reconfigure the control mode. With this method, it takes 3 to 7 minutes to measure the size of the defect, which is unacceptable for 100% control of serial products.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому ультразвуковому способу контроля является выбранный в качестве прототипа "Способ ультразвукового измерения ширины сварного шва изделий с концевыми деталями" (патент РФ N 2115921, G 01 N 29/04, Бюл. изоб. N 20, 20.07.98). Контроль по этому способу осуществляют по эхо-методу. Ультразвуковые колебания вводятся и принимаются совмещенным преобразователем, который сканирует по профилю изделия поперек сварного шва, регистрируют эхо-сигналы и координаты, обрабатывают данные на компьютере и получают B и C ультразвуковые изображения, по которым определяют ширину сварного шва. The closest in technical essence to the proposed ultrasonic control method is selected as a prototype "Method of ultrasonic measurement of the width of the weld of products with end parts" (RF patent N 2115921, G 01 N 29/04, Bull. Fig. N 20, 20.07.98 ) Control by this method is carried out by the echo method. Ultrasonic vibrations are introduced and received by a combined transducer that scans the product profile across the weld, records echo signals and coordinates, processes the data on a computer and obtain B and C ultrasound images, which determine the width of the weld.

Существенным недостатком этого способа является относительная сложность нахождения и измерения максимальных размеров дефектов по изображениям, получаемым при B сканировании, так как в этом случае приходится последовательно просматривать несколько изображений сечений изделия, получение которых связано с установкой преобразователя в точку отсчета. Время, затрачиваемое на эти операции, может быть 2 - 4 минуты. A significant drawback of this method is the relative complexity of finding and measuring the maximum size of defects from images obtained during B scanning, since in this case it is necessary to sequentially view several images of product sections, the receipt of which is associated with the installation of the converter at the reference point. The time spent on these operations can be 2 to 4 minutes.

Основной технической задачей предлагаемого изобретения является повышение скорости контроля размеров дефектов по двумерным ультразвуковым изображениям, получаемым при В сканировании, а также значительном упрощении способа контроля. Поставленная задача решается тем, что не менее трех изображений, образующих группу, получаемую при В сканировании, суммируют в одно изображение и при наличии в нем дефекта, "полистно" просматривают все ультразвуковые изображения этой группы, по которым оценивают размеры дефекта. The main technical task of the invention is to increase the speed of inspection of the size of defects in two-dimensional ultrasound images obtained during the scanning, as well as a significant simplification of the control method. The problem is solved in that at least three images forming the group obtained by B scanning are summed into one image and, if there is a defect in it, they “look through” all the ultrasound images of this group “by sheet”, by which the size of the defect is estimated.

Совместное использование в предлагаемом ультразвуковом способе контроля изделий и материалов по ультразвуковым изображениям известных и отличительных признаков позволяет получить новый технический результат, заключающийся в повышении скорости контроля и упрощении способа контроля. Joint use in the proposed ultrasonic method of monitoring products and materials from ultrasound images of known and distinctive features allows to obtain a new technical result, which consists in increasing the speed of control and simplifying the control method.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ соответствует критерию "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method meets the criterion of "novelty."

Функциональная блок-схема способа контроля может быть реализована, например, путем сканирования сварного шва по схеме, приведенной на чертеже, где 1 - контролируемое изделие; 2 - ванна; 3 - генератор; 4 - совмещенный ультразвуковой преобразователь; 5 - сварной шов; 6 - шаговые двигатели; 7 - блок управления; 8 - усилитель; 9 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 10 - блок накопления и обработки информации; 11 - дисплей. The functional block diagram of the control method can be implemented, for example, by scanning a weld according to the scheme shown in the drawing, where 1 is a controlled product; 2 - bath; 3 - generator; 4 - combined ultrasonic transducer; 5 - weld; 6 - stepper motors; 7 - control unit; 8 - amplifier; 9 - analog-to-digital Converter (ADC); 10 - block accumulation and processing of information; 11 - display.

Ультразвуковой способ контроля изделий и материалов по ультразвуковым изображениям осуществляется следующим образом: контролируемое изделие 1 помещают в ванну с водой 2, электрические импульсы с генератора 3 поступают на преобразователь 4, совершающий возвратно-поступательное движение поперек сварного шва 5 от шагового двигателя 6 по командам с блока управления 7. Ультразвуковые импульсы с преобразователя 4 попадают на поверхность изделия 1, в котором возбуждаются упругие колебания, отражающиеся от наружной и внутренней поверхностей изделия, а также от различных неоднородностей. Изделие перемещается от шагового двигателя 6. Принятые сигналы и координаты отражателей через усилитель 8 и АЦП 9 подаются на блок управления 7, с которого поступают на блок накопления и обработки информации 10, где формируются ультразвуковые изображения, получаемые при B и C сканировании. Просмотр изображений проводится на дисплее 11. С целью ускорения контроля изображения, получаемые при B сканировании, суммируются группами в одно, которое просматривает дефектоскопист. Только при наличии дефекта на одном суммарном изображении дефектоскопист просматривает "полистно" все изображения в этой одной группе. Время, затрачиваемое на нахождение изображения с максимальными размерами дефекта, при таком способе контроля сокращается на 0,5 ÷ 3 минуты (по сравнению с прототипом). The ultrasonic method of controlling products and materials by ultrasound images is as follows: the controlled product 1 is placed in a bath of water 2, the electrical pulses from the generator 3 are fed to the transducer 4, reciprocating across the weld 5 from the stepper motor 6 by commands from the block control 7. Ultrasonic pulses from the transducer 4 fall on the surface of the product 1, in which elastic vibrations are excited, reflected from the outer and inner surfaces of the product spruce, as well as from various heterogeneities. The product moves from the stepper motor 6. The received signals and the coordinates of the reflectors through the amplifier 8 and the ADC 9 are fed to the control unit 7, from which they are fed to the information storage and processing unit 10, where ultrasound images are obtained obtained by B and C scanning. Viewing of images is carried out on the display 11. In order to speed up the control, the images obtained during B scanning are summarized in groups into one that the flaw detectorist is viewing. Only if there is a defect in one total image, the flaw detector will look through all the images in this one group "sheet". The time spent on finding the image with the maximum size of the defect, with this method of control is reduced by 0.5 ÷ 3 minutes (compared with the prototype).

Предложенный способ проверен на контактно-стыковых швах плоских деталей толщиной 5 мм. Суммирование десяти ультразвуковых изображений в одно показало, что искусственный дефект в виде сверления диаметром 2 мм четко виден на суммарном изображении. Максимальные размеры сверления были измерены по четвертому изображению в этой группе. Измеренная глубина сверления по ультразвуковому изображению составила 2,6 мм, что соответствовало прямым измерениям индикатором часового типа. The proposed method is tested on the contact-butt seams of flat parts with a thickness of 5 mm. Summing up ten ultrasound images into one showed that the artificial defect in the form of drilling with a diameter of 2 mm is clearly visible in the total image. The maximum drilling sizes were measured from the fourth image in this group. The measured drilling depth in the ultrasound image was 2.6 mm, which corresponded to direct measurements with a dial gauge.

Таким образом, использование предлагаемого ультразвукового способа контроля по ультразвуковым изображениям обеспечивает по сравнению с существующим способом контроля новый технический результат, состоящий в:
а) ускорении процесса контроля на 0,5÷3 минуты, что особенно важно при 100% контроле серийных изделий, где цикл контроля не должен превышать (30-50) сек.Thus, the use of the proposed ultrasonic control method for ultrasound images provides a new technical result, compared to the existing control method, consisting in:
a) speeding up the control process by 0.5 ÷ 3 minutes, which is especially important with 100% control of serial products, where the control cycle should not exceed (30-50) seconds.

б) упрощается способ контроля изделий при оценке размеров дефектов по ультразвуковым изображениям сечений контролируемых изделий. b) the method of product inspection is simplified when assessing the size of defects according to ultrasound images of sections of controlled products.

Claims

The ultrasonic method of monitoring products and materials, which consists in scanning the ultrasound transducer along the product profile, recording the amplitudes and coordinates of the echo signals, processing the data on a computer and receiving on the display two-dimensional ultrasound images during B and C scanning, characterized in that at least of three images forming the group obtained by the B scan, summarized in one image and, if there is a defect on it, "leaf" look through all the ultrasound images of this group, by eye estimate the size of the defect.