RU2372615C1 - Method of detecting acoustic emission signals in metals - Google Patents

Method of detecting acoustic emission signals in metals Download PDF

Info

Publication number
RU2372615C1
RU2372615C1 RU2008130466/28A RU2008130466A RU2372615C1 RU 2372615 C1 RU2372615 C1 RU 2372615C1 RU 2008130466/28 A RU2008130466/28 A RU 2008130466/28A RU 2008130466 A RU2008130466 A RU 2008130466A RU 2372615 C1 RU2372615 C1 RU 2372615C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
acoustic emission
product
wave
metals
Prior art date
Application number
RU2008130466/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Горбунов (RU)
Владимир Иванович Горбунов
Владимир Анатольевич Суторихин (RU)
Владимир Анатольевич Суторихин
Борис Федорович Устинов (RU)
Борис Федорович Устинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Дистанционные индикаторы активных дефектов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Дистанционные индикаторы активных дефектов" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Дистанционные индикаторы активных дефектов"
Priority to RU2008130466/28A priority Critical patent/RU2372615C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2372615C1 publication Critical patent/RU2372615C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: coherent polarised microwave is emitted to the surface of the analysed metal object which is under tension. The reflected diffracted electromagnetic wave is received and acoustic emission parametres are determined from parametres of the received wave. Exposure of the object to the electromagnetic wave is done simultaneously with exposure to an ultrasonic wave.
EFFECT: increased sensitivity and technological effectiveness of detecting acoustic emission signals in metals.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области обнаружения локальных дефектов в проводниках с использованием акустической эмиссии и может найти применение для выявления скрытых локальных дефектов в различных металлических конструктивных элементах, находящихся в статическом состоянии или в процессе движения.The invention relates to the field of detection of local defects in conductors using acoustic emission and can be used to detect hidden local defects in various metal structural elements that are in a static state or in motion.

Известен способ регистрации сигналов акустической эмиссии (АС №1578636, опубл. в БИ №26, 1990 г., МПК G01N 29/4. Прототип). Сущность способа заключается в следующем. Генерируют когерентную поляризованную электромагнитную волну СВЧ диапазона. Эту волну излучают на поверхность контролируемого металлического изделия, находящегося в напряженном состоянии. Принимают отраженную от поверхности изделия электромагнитную волну и по ее параметрам, изменившимся на периодической дифракционной картине поперечных упругих волн, рожденных акустической эмиссией (АЭ), судят о параметрах сигналов АЭ.A known method of recording acoustic emission signals (AS No. 1578636, published in BI No. 26, 1990, IPC G01N 29/4. Prototype). The essence of the method is as follows. A coherent polarized electromagnetic wave of the microwave range is generated. This wave is emitted on the surface of a controlled metal product in tension. An electromagnetic wave reflected from the surface of the article is received and its parameters, which have changed in the periodic diffraction pattern of transverse elastic waves generated by acoustic emission (AE), are judged on the parameters of AE signals.

Недостатки изобретения по АС №1578636:The disadvantages of the invention according to AS No. 1578636:

- низкая чувствительность,- low sensitivity

- низкая технологичность,- low manufacturability,

- ограниченные технические возможности способа.- limited technical capabilities of the method.

Указанные недостатки прототипа обусловлены рядом факторов и объясняются следующим. Амплитуда механических поперечных колебаний поверхности металлического изделия сигналов акустической эмиссии обычно составляет 50-70 Ангстрем, т.е. настолько мала, что для ее регистрации необходимо использовать СВЧ-поле частот инфракрасного диапазона (длина волны 1000-2000 Ангстрем, частота 200-300 ГГц). При этом следует учесть, что дифракционная картина поперечных волн быстро затухает, поскольку единичные импульсы АЭ имеют длительность сотни наносекунд, причем не повторяются. Поэтому следует принимать в расчет лишь первые 2 экстремума дифракционной картины, отдельные дифракционные максимумы СВЧ-поля складываются лишь от пары экстремумов дифракционной картины.These disadvantages of the prototype are due to a number of factors and are explained by the following. The amplitude of the mechanical transverse vibrations of the surface of a metal product of acoustic emission signals is usually 50-70 Angstroms, i.e. so small that for its registration it is necessary to use the microwave field of infrared frequencies (wavelength 1000-2000 Angstroms, frequency 200-300 GHz). It should be borne in mind that the diffraction pattern of shear waves attenuates rapidly, since single AE pulses have a duration of hundreds of nanoseconds and do not repeat. Therefore, it is necessary to take into account only the first 2 extrema of the diffraction pattern, individual diffraction maxima of the microwave field add up only from a pair of extrema of the diffraction pattern.

Причем следует жестко фиксировать расстояние и угол между СВЧ-сенсором, СВЧ-передатчиком и поверхностью изделия, поскольку люфт между этими объектами в пределах сотни Ангстрем воспринимается как огромный сигнал.Moreover, the distance and the angle between the microwave sensor, the microwave transmitter and the surface of the product should be firmly fixed, since the play between these objects within hundreds of angstroms is perceived as a huge signal.

Если же металлическое изделие находится в движении, то чистота его поверхности должна превышать 14 класс точности (неровности 240-350 Ангстрем), иначе полезный сигнал будет сильно искажен. Это означает, что поверхность изделия должна быть зеркальной. Однако даже в этом случае амплитуда полезного сигнала будет на порядок меньше амплитуды мешающего сигнала неровностей поверхности.If the metal product is in motion, then the cleanliness of its surface must exceed class 14 accuracy (bumps 240-350 Angstroms), otherwise the useful signal will be greatly distorted. This means that the surface of the product must be mirrored. However, even in this case, the amplitude of the useful signal will be an order of magnitude smaller than the amplitude of the interfering signal of surface irregularities.

Кроме того, спектральный состав сигналов АЭ составляет единицы мегагерц, а следовательно, для их регистрации при температуре 300 градусов Кельвина (27 градусов Цельсия) потребуется аппаратура с динамическим диапазоном не хуже 140 дБ/(Вт·МГц), в то время как предельное значение, физически реализуемое при данной температуре (формула Найквиста), составляет 144 дБ/(Вт·МГц). Таким образом, полезный сигнал, полученный в этом случае (при коэффициенте шума устройства 2-3 дБ), превышает шум всего лишь на 1-2 дБ даже в случае использования зеркальной поверхности и жестко зафиксированного объекта (люфт составляет менее сотни Ангстрем), причем устройство обработки информации должно выявить этот сигнал на фоне мешающих, превышающих полезный по крайней мере на два порядка, т.е. не менее 20 дБ, что требует дополнительного времени обработки.In addition, the spectral composition of AE signals is units of megahertz, and therefore, for their registration at a temperature of 300 degrees Kelvin (27 degrees Celsius), equipment with a dynamic range of no worse than 140 dB / (W · MHz) will be required, while the limiting value physically realized at a given temperature (Nyquist formula) is 144 dB / (W · MHz). Thus, the useful signal obtained in this case (with a device noise figure of 2-3 dB) exceeds the noise by only 1-2 dB even in the case of using a mirror surface and a rigidly fixed object (backlash is less than a hundred Angstroms), and the device information processing should identify this signal against the background of interfering, exceeding useful by at least two orders of magnitude, i.e. not less than 20 dB, which requires additional processing time.

В связи с вышеизложенным поставлена задача увеличить чувствительность, повысить технологичность и расширить технические возможности способа.In connection with the foregoing, the task is to increase sensitivity, improve manufacturability and expand the technical capabilities of the method.

Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом способ регистрации сигналов акустической эмиссии в металлах заключается в том, что на поверхность контролируемого металлического изделия, находящегося в напряженном состоянии, излучают когерентную поляризованную электромагнитную волну СВЧ-диапазона, принимают отраженную от поверхности изделия электромагнитную волну и по ее параметрам судят о параметрах сигналов АЭ. Согласно изобретению одновременно с облучением поверхности металлического изделия электромагнитной волной изделие подвергается воздействию ультразвуковой волной.This problem is solved as follows. In accordance with the prototype, a method for recording acoustic emission signals in metals is that a coherent polarized microwave electromagnetic wave is emitted onto the surface of a controlled metal product in a stressed state, an electromagnetic wave reflected from the surface of the product is received and its parameters are judged by its parameters AE signals. According to the invention, simultaneously with the irradiation of the surface of the metal product with an electromagnetic wave, the product is exposed to an ultrasonic wave.

Сущность предложенного способа состоит в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Контролируемое металлическое изделие подвергается предварительному нагружению известными способами: механическим (растяжение, сжатие, кручение) или тепловым градиентом (сварка), в результате чего в изделии возникают механические локальные напряжения. При наличии в изделии дефектов, характерных для АЭ, они концентрируют напряжения и производят единичные акты АЭ. В конечном счете, в изделии появляются ультразвуковые волны малого уровня мощности, приводящие к механическому колебанию поверхности в пределах десятков Ангстрем. Причем измерение этих ультразвуковых сигналов, традиционно называемых сигналами АЭ, производят пьезоэлектрическими сенсорами, прижатыми к поверхности. Сами измерения проводят после очередного акта нагружения, чтобы не принять за полезный сигнал те импульсы ультразвука, которые появляются при работе нагружающего механизма.The controlled metal product is subjected to preliminary loading by known methods: mechanical (tension, compression, torsion) or thermal gradient (welding), as a result of which local mechanical stresses arise in the product. In the presence of defects characteristic of AE in the product, they concentrate stresses and produce isolated AE acts. Ultimately, ultrasonic waves of a low power level appear in the product, leading to mechanical oscillation of the surface within tens of Angstroms. Moreover, the measurement of these ultrasonic signals, traditionally called AE signals, is carried out by piezoelectric sensors pressed to the surface. The measurements themselves are carried out after the next act of loading, so as not to take for a useful signal those ultrasound pulses that appear during the operation of the loading mechanism.

В предлагаемом изобретении для того чтобы увеличить мощность сигналов АЭ, придать им заданный период повторения, контролируемое металлическое изделие подвергают воздействию ультразвуковой волны от постороннего источника ультразвуковых колебаний небольшой мощности, в частности от пьезоэлектрического преобразователя.In the present invention, in order to increase the power of AE signals, to give them a predetermined repetition period, the controlled metal product is exposed to an ultrasonic wave from an external source of ultrasonic vibrations of low power, in particular from a piezoelectric transducer.

Эти ультразвуковые колебания или волны (обозначим их рабочими) создают дополнительные механические напряжения, в том числе и в локальных точках, содержащих источники АЭ. В результате чего процесс АЭ интенсифицируется (становится вынужденным). Здесь необходимо отметить следующее:These ultrasonic vibrations or waves (we designate them as working waves) create additional mechanical stresses, including at local points containing AE sources. As a result, the AE process intensifies (becomes forced). The following should be noted here:

- в результате наложения рабочих ультразвуковых волн на области локального напряжения, содержащие источники АЭ, происходит синхронное срабатывание источников, находящихся в одном слое с фронтом рабочей ультразвуковой волны. Общий сигнал от нескольких источников АЭ (10-20) становится больше, чем от единичного акта АЭ (с учетом к.п.д. сложения 0,8 увеличение составит 7-14 дБ);- as a result of superposition of the working ultrasonic waves on the local voltage region, containing AE sources, synchronous operation of sources located in the same layer as the front of the working ultrasonic wave occurs. The total signal from several AE sources (10-20) becomes larger than from a single AE act (taking into account the addition efficiency of 0.8, the increase will be 7-14 dB);

- до прихода очередного фронта рабочей ультразвуковой волны часть источников АЭ восстанавливается, с ее приходом процесс повторяется. В результате происходит периодическое повторение суммарных актов АЭ, что позволяет значительно сократить полосу частот регистрации полезного сигнала (с единиц мегагерц до сотен герц, на 38-40 дБ), соответственно увеличить чувствительность способа на эту величину.- before the arrival of the next front of the working ultrasonic wave, part of the AE sources is restored, with its arrival the process is repeated. The result is a periodic repetition of the total acts of AE, which can significantly reduce the frequency band of the registration of the useful signal (from units of megahertz to hundreds of hertz, by 38-40 dB), respectively, to increase the sensitivity of the method by this value.

Кроме того, в отличие от известного способа, при котором параметры отраженной электромагнитной волны СВЧ-диапазона, дифрагированной на поверхности металла, содержат информацию о параметрах АЭ, в нашем случае информация содержится в динамическом изменении проводимости скин-слоя.In addition, in contrast to the known method, in which the parameters of the reflected electromagnetic wave of the microwave range, diffracted on the metal surface, contain information about the AE parameters, in our case, the information is contained in a dynamic change in the conductivity of the skin layer.

Здесь необходимо остановиться на следующем. Теоретическими и экспериментальными исследованиями в конце 90-х годов было установлено явление, которое заключается в том, что при неоднородных деформациях металла (внутри или на поверхности) скин-слой испытывает динамические изменения. Сущность этого явления состоит в том, что при наличии в металле зоны с достаточно высоким градиентом деформации на поверхности металла регистрируется появление соответствующего дополнительного электрического заряда, величина которого прямо пропорциональна этому градиенту. Очевидно, что дополнительный поверхностный заряд приводит к изменению поверхностной проводимости скин-слоя, и если градиент деформации имеет периодический характер, то и проводимость скин-слоя станет периодически меняться, будет динамической.Here it is necessary to dwell on the following. Theoretical and experimental studies at the end of the 90s established the phenomenon, which consists in the fact that when inhomogeneous metal deformations (inside or on the surface) the skin layer undergoes dynamic changes. The essence of this phenomenon is that in the presence of a zone with a sufficiently high strain gradient in the metal, the appearance of a corresponding additional electric charge is detected on the metal surface, the magnitude of which is directly proportional to this gradient. Obviously, the additional surface charge leads to a change in the surface conductivity of the skin layer, and if the deformation gradient is periodic, then the conductivity of the skin layer will periodically change, it will be dynamic.

(Источники информации: В.Васильев и В.Л.Любошитц. Теорема вириала и некоторые свойства электронного газа в металлах. Успехи Физических Наук, 4(164), с.367-374, 1994 г. В.И.Горбунов, В.А.Суторихин. Возможности контроля предела упругих деформаций СВЧ-методом. Дефектоскопия, №7, с.75-80, 1999 г).(Sources of information: V. Vasiliev and V. L. Lyuboshitts. The virial theorem and some properties of electron gas in metals. Achievements of Physical Sciences, 4 (164), p. 367-374, 1994 V.I. Gorbunov, V. A. Sutorikhin. Possibilities of controlling the limit of elastic deformations by the microwave method. Flaw detection, No. 7, pp. 75-80, 1999).

Эту динамическую составляющую поверхностного состояния можно регистрировать, используя СВЧ-поле сравнительно «низкой» частоты (10-40 ГГц), поскольку скорость распространения изменения проводимости скин-слоя равна скорости света. Поэтому ее регистрация возможна практически в любой точке исследуемого изделия.This dynamic component of the surface state can be detected using a microwave field of a relatively “low” frequency (10–40 GHz), since the propagation velocity of a change in the conductivity of the skin layer is equal to the speed of light. Therefore, its registration is possible at almost any point in the test product.

Это дополнительное качество динамических свойств скин-слоя позволяет не только «мгновенно» регистрировать наличие или отсутствие дефектов в исследуемом изделии, но и со 100% надежностью регистрировать только дефекты, относящееся к механическим микроразрушениям (имеющим значительный градиент деформации). Как известно, в прототипе возникновение дифракционной картины происходит со скоростью ультразвука (ниже скорости света на 50 дБ), причем любой мешающий ультразвуковой сигнал, порождающий соответствующую дифракционную решетку, может быть принят как полезный сигнал.This additional quality of the dynamic properties of the skin layer allows not only “instantly” to detect the presence or absence of defects in the test product, but also with 100% reliability to register only defects related to mechanical micro-fractures (having a significant deformation gradient). As you know, in the prototype the occurrence of the diffraction pattern occurs at the speed of ultrasound (lower than the speed of light by 50 dB), and any interfering ultrasonic signal generating the corresponding diffraction grating can be adopted as a useful signal.

Очевидно, что регистрация динамических свойств скин-слоя в прототипе тоже возможна, но из-за малой чувствительности, связанной с единичными актами АЭ и широкой полосой регистрации, чувствительность прототипа ниже, чем в изобретении, не менее чем на 45 дБ. Следовательно, такое предположение влечет за собой низкую чувствительность и проблемы с обнаружением дефектов при нормальной температуре.Obviously, the registration of the dynamic properties of the skin layer in the prototype is also possible, but due to the low sensitivity associated with single AE acts and a wide recording band, the sensitivity of the prototype is lower than by the invention by no less than 45 dB. Therefore, this assumption entails low sensitivity and problems with the detection of defects at normal temperature.

Выбор частоты СВЧ-поля, служащего для дистанционного определения параметров динамики поверхностной проводимости по спектру и амплитуде, определяется исходя из:The choice of the frequency of the microwave field, which serves to remotely determine the parameters of the dynamics of surface conductivity from the spectrum and amplitude, is determined based on:

- размеров исследуемого изделия (длина волны СВЧ должна быть в 8-10 раз меньше размеров изделия),- dimensions of the investigated product (microwave wavelength should be 8-10 times less than the size of the product),

- приемлемой чувствительности аппаратуры, СВЧ-сенсора (чувствительность СВЧ-сенсора обратно пропорциональна квадратному корню из длины волны СВЧ),- acceptable sensitivity of the equipment, the microwave sensor (the sensitivity of the microwave sensor is inversely proportional to the square root of the microwave wavelength),

- допустимого люфта устройства крепления относительно исследуемой поверхности (люфт не должен превышать 1/10 длины волны СВЧ).- permissible backlash of the mounting device relative to the surface under study (the backlash should not exceed 1/10 of the microwave wavelength).

Выбор частоты дополнительных (или рабочих) ультразвуковых волн определяется допустимым затуханием ультразвука соответствующей частоты в исследуемом изделии (чем выше частота ультразвука, тем быстрее затухает соответствующая волна). Однако частота ультразвуковой волны не должна быть слишком низкой, поскольку СВЧ-генераторы обладают повышенной мощностью шума вблизи основной гармоники. Этот шумовой сигнал не должен мешать, накладываясь на боковые спектральные составляющие, регистрирующие ультразвуковой сигнал с поверхности. По этой причине частота ультразвуковых волн должна составлять от нескольких десятков до нескольких сотен кГц.The choice of the frequency of additional (or working) ultrasonic waves is determined by the allowable attenuation of ultrasound of the corresponding frequency in the test product (the higher the frequency of ultrasound, the faster the corresponding wave attenuates). However, the frequency of the ultrasonic wave should not be too low, since microwave generators have an increased noise power near the fundamental. This noise signal should not interfere, superimposed on the side spectral components that register the ultrasonic signal from the surface. For this reason, the frequency of ultrasonic waves should be from several tens to several hundred kHz.

Аппаратура, регистрирующая полезный сигнал, может работать на принципе:The equipment that registers the useful signal can operate on the principle of:

- измерения спектральных составляющих (по частоте и амплитуде),- measurements of spectral components (in frequency and amplitude),

- измерения задержки фазы между падающим и отраженным СВЧ-полем,- measuring the phase delay between the incident and reflected microwave field,

- на принципе, объединяющем вышеназванные.- on the principle uniting the above.

Однако в любом случае способ предполагает получение полезной информации не от механических «вибраций» поверхности, но от переменной составляющей проводимости скин-слоя изделия.However, in any case, the method involves obtaining useful information not from mechanical "vibrations" of the surface, but from the variable component of the conductivity of the skin layer of the product.

Преимущества предложенного способа заключаются в следующем:The advantages of the proposed method are as follows:

- увеличивается чувствительность способа за счет сложения мощности отдельных актов АЭ и за счет сокращения полосы регистрации сигнала с единиц мегагерц до сотен Герц,- the sensitivity of the method increases by adding the power of individual AE acts and by reducing the signal recording band from units of megahertz to hundreds of hertz,

- повышается технологичность способа за счет использования поверхности без очистки и полирования до 14 класса чистоты, существенного снижения частоты волн СВЧ с 200-300 ГГц до 10-40 ГГц,- increases the manufacturability of the method due to the use of the surface without cleaning and polishing up to 14 class of purity, a significant reduction in the frequency of microwave waves from 200-300 GHz to 10-40 GHz,

- способ позволяет контролировать изделия, находящиеся не только в статическом состоянии, но и в процессе движения, что обеспечивается за счет увеличения люфта до 2-3 мм, возможности определения дефектов при условии существования мешающих ультразвуковых сигналов, а также дистанционности в определении дефектов вместе со 100% надежностью и «мгновенностью» определения.- the method allows you to control products that are not only in a static state, but also in the process of movement, which is ensured by increasing the play to 2-3 mm, the possibility of defect detection provided that there are interfering ultrasonic signals, as well as the distance in defect detection together with 100 % reliability and "instantness" of determination.

Предложенный способ осуществляется с помощью устройства, схема которого изображена на чертеже, приложенном к описанию изобретения. Это устройство содержит генератор когерентных поляризованных электромагнитных волн СВЧ-диапазона (генератор СВЧ) 1 с излучающей антенной 2, циркулятор СВЧ 3 с нагрузкой 4, приемник отраженных когерентных поляризованных электромагнитных волн СВЧ-диапазона (приемник СВЧ) 5 с приемной антенной 6, смеситель СВЧ 7, анализатор спектра СВЧ-диапазона (анализатор спектра) 8, устройство обработки информации 9, кроме того, устройство содержит генератор ультразвуковых волн (генератор УЗВ) 10. При этом выход генератора СВЧ 1 соединен со входом циркулятора СВЧ 3, выход циркулятора СВЧ 3 соединен с одним из входов смесителя СВЧ 7, второй вход смесителя СВЧ 7 соединен с выходом приемника СВЧ 5, второй выход генератора СВЧ 1 соединен со входом передающей антенны 2, вход приемника СВЧ 5 соединен с выходом приемной антенны 6, выход смесителя СВЧ 7 соединен со входом анализатора спектра 8, выход анализатора спектра 8 соединен со входом устройства обработки информации 9.The proposed method is carried out using a device, a diagram of which is shown in the drawing, attached to the description of the invention. This device contains a generator of coherent polarized electromagnetic waves of the microwave range (microwave generator) 1 with a radiating antenna 2, a microwave circulator 3 with a load of 4, a receiver of reflected coherent polarized electromagnetic waves of the microwave range (microwave receiver) 5 with a receiving antenna 6, a microwave mixer 7 , a microwave spectrum analyzer (spectrum analyzer) 8, an information processing device 9, in addition, the device includes an ultrasonic wave generator (ultrasonic generator) 10. The output of the microwave generator 1 is connected to the input of the circulator C RF 3, the output of the microwave circulator 3 is connected to one of the inputs of the microwave mixer 7, the second input of the microwave mixer 7 is connected to the output of the microwave receiver 5, the second output of the microwave generator 1 is connected to the input of the transmitting antenna 2, the input of the microwave receiver 5 is connected to the output of the receiving antenna 6 , the output of the microwave mixer 7 is connected to the input of the spectrum analyzer 8, the output of the spectrum analyzer 8 is connected to the input of the information processing device 9.

Устройство работает следующим образом. Генератором СВЧ 1 облучают поверхность контролируемого изделия 11. На изделие 11 воздействуют ультразвуковыми волнами от генератора УЗВ 10. Одновременно изделие 11 нагружают механическим или тепловым способом. Под воздействием этой нагрузки и ультразвуковых волн в изделии 11 возникают механические напряжения. При наличии в изделии 11 локального дефекта 12, в частности трещины, самые напряженные области дефекта 12 генерируют волны акустической эмиссии и меняют проводимость скин-слоя поверхности изделия 11. Процесс повторяется с частотой ультразвуковых волн. Когерентная поляризованная электромагнитная волна от генератора СВЧ 1 излучается передающей антенной 2 на поверхность изделия 11, испытывает воздействие переменной проводимости скин-слоя, становится отраженной когерентной поляризованной электромагнитной волной СВЧ и поступает на вход приемной антенны 6 приемника СВЧ 5, с его выхода на вход смесителя СВЧ 7 подается принятая отраженная волна, на второй вход смесителя СВЧ 7 подается СВЧ-волна со второго выхода генератора СВЧ 1, которая прошла циркулятор СВЧ 3 и с его выхода поступила на второй вход смесителя СВЧ 7. Полезный сигнал с выхода смесителя СВЧ 7 подается на вход анализатора спектра 8 для визуального наблюдения наличия полезного сигнала. С выхода анализатора спектра 8 полезный сигнал поступает на устройство обработки информации 9. Устройство обработки информации запоминает время поступления полезного сигнала, его интенсивность, определяет степень опасности. Нагрузка 4 подключается в балластному выходу циркулятора СВЧ для обеспечения развязки.The device operates as follows. The microwave generator 1 irradiates the surface of the controlled product 11. The product 11 is affected by ultrasonic waves from the ultrasonic generator 10. At the same time, the product 11 is loaded mechanically or thermally. Under the influence of this load and ultrasonic waves in the product 11, mechanical stresses occur. If the product 11 has a local defect 12, in particular a crack, the most stressed regions of the defect 12 generate acoustic emission waves and change the conductivity of the skin layer of the surface of the product 11. The process repeats with the frequency of ultrasonic waves. A coherent polarized electromagnetic wave from the microwave generator 1 is emitted by the transmitting antenna 2 to the surface of the product 11, it is exposed to the variable conductivity of the skin layer, it becomes reflected by the coherent polarized electromagnetic wave of the microwave and goes to the input of the receiving antenna 6 of the microwave receiver 5, from its output to the input of the microwave mixer 7, the received reflected wave is supplied, the microwave input from the second output of the microwave generator 1, which has passed the microwave circulator 3, and from its output, is fed to the second input of the microwave mixer 7 the input of the microwave mixer 7. The useful signal from the output of the microwave mixer 7 is fed to the input of the spectrum analyzer 8 for visual observation of the presence of the useful signal. From the output of the spectrum analyzer 8, the useful signal is fed to the information processing device 9. The information processing device remembers the time of arrival of the useful signal, its intensity, determines the degree of danger. The load 4 is connected to the ballast output of the microwave circulator to ensure isolation.

Технический результат изобретения - повышение чувствительности, технологичности и технических возможностей способа.The technical result of the invention is to increase the sensitivity, manufacturability and technical capabilities of the method.

Claims (1)

Способ регистрации сигналов акустической эмиссии в металлах, заключающийся в том, что на поверхность контролируемого металлического изделия, находящегося в напряженном состоянии, излучают когерентную поляризованную электромагнитную волну СВЧ, принимают отраженную дифрагированную электромагнитную волну и по ее параметрам судят о параметрах акустической эмиссии, отличающийся тем, что одновременно с облучением электромагнитной волной изделие подвергают воздействию ультразвуковой волны. The method of recording acoustic emission signals in metals, which consists in the fact that a coherent polarized electromagnetic microwave wave is emitted onto the surface of a controlled metal product in a stressed state, a reflected diffracted electromagnetic wave is received, and acoustic emission parameters are judged by its parameters, characterized in that simultaneously with irradiation with an electromagnetic wave, the product is exposed to an ultrasonic wave.
RU2008130466/28A 2008-07-22 2008-07-22 Method of detecting acoustic emission signals in metals RU2372615C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130466/28A RU2372615C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of detecting acoustic emission signals in metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008130466/28A RU2372615C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of detecting acoustic emission signals in metals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2372615C1 true RU2372615C1 (en) 2009-11-10

Family

ID=41354820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008130466/28A RU2372615C1 (en) 2008-07-22 2008-07-22 Method of detecting acoustic emission signals in metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2372615C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532414C1 (en) * 2013-12-30 2014-11-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Flaw detection method of heat-protective and heat-insulating coatings of items
RU2555506C1 (en) * 2014-03-26 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of registration of acoustic signal emission

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532414C1 (en) * 2013-12-30 2014-11-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Flaw detection method of heat-protective and heat-insulating coatings of items
RU2555506C1 (en) * 2014-03-26 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Method of registration of acoustic signal emission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7262861B1 (en) Ultrasound single-element non-contacting inspection system
US7387027B2 (en) Characterization of materials with optically shaped acoustic waveforms
Duquennoy et al. Ultrasonic characterization of residual stresses in steel rods using a laser line source and piezoelectric transducers
EP1444496B1 (en) Method and apparatus for generating specific frequency response for ultrasound testing
JP4386709B2 (en) Material nondestructive inspection method and apparatus by laser ultrasonic wave
US8675204B2 (en) Interferometric material sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods
Gao et al. Defect detection using the phased-array laser ultrasonic crack diffraction enhancement method
JP5580426B2 (en) Metal structure and material measuring device and measuring method
KR101242888B1 (en) Measuring Method and Measruting Apparatus of Poisson's Ratio
Stratoudaki et al. Full matrix capture and the total focusing imaging algorithm using laser induced ultrasonic phased arrays
Kim et al. Non-contact measurement of elastic modulus by using laser ultrasound
US8675203B2 (en) Interferometric biological sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods
He et al. Laser ultrasonic imaging of submillimeter defect in a thick waveguide using entropy-polarized bilateral filtering and minimum variance beamforming
US8842289B2 (en) Interferometric biometric sensing apparatus including adjustable coupling and associated methods
KR101180151B1 (en) Measuring method of poisson's ratio and measuring apparatus thereof
RU2372615C1 (en) Method of detecting acoustic emission signals in metals
Murfin et al. Estimation of wall thinning in mild steel using laser ultrasound Lamb waves and a non-steady-state photo-emf detector
Shimizu et al. Pulse compression of guided wave by airborne ultrasound excitation for improving defect detection accuracy in concrete
US10247659B2 (en) Device for characterizing an interface of a structure and corresponding device
JP5419677B2 (en) Poisson's ratio measuring method and measuring device
RU81577U1 (en) DEVICE FOR DETECTING ACTIVE DEFECTS IN METAL PRODUCTS
JPH11271281A (en) Laser ultrasonic inspection device and method
KR100733539B1 (en) Apparatus and method of laser-ultrasonic measurement for hot object
Imano Detection of Unbonded Defect under Surface of Material Using Phase Information of Rayleigh and A0 Mode Lamb Waves.
RU2640956C1 (en) Device of ultrasonic controlling state of products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100723