RU2556336C1 - Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection - Google Patents
Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556336C1 RU2556336C1 RU2014115326/28A RU2014115326A RU2556336C1 RU 2556336 C1 RU2556336 C1 RU 2556336C1 RU 2014115326/28 A RU2014115326/28 A RU 2014115326/28A RU 2014115326 A RU2014115326 A RU 2014115326A RU 2556336 C1 RU2556336 C1 RU 2556336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact layer
- layer depth
- contact
- prism
- thickness
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано для повышения достоверности ультразвукового контроля различных изделий.The invention relates to the field of acoustic non-destructive testing methods and can be used to increase the reliability of ultrasonic testing of various products.
Акустический контакт между пьезоэлектрическим преобразователем и объектом контроля обеспечивают с помощью тонкого слоя контактной жидкости. В процессе перемещения пьезоэлектрических преобразователей по контролируемому изделию, особенно при значительных скоростях сканирования (например, при контроле рельсов вагоном-дефектоскопом), может возникать отрыв пьезоэлектрического преобразователя от поверхности контролируемого изделия за счет изменения толщины слоя контактной жидкости между рабочей поверхностью пьезоэлектрического преобразователя и контролируемым изделием.Acoustic contact between the piezoelectric transducer and the control object is provided with a thin layer of contact liquid. In the process of moving the piezoelectric transducers through the controlled product, especially at significant scanning speeds (for example, when monitoring the rails with a flaw detector car), the piezoelectric transducer may detach from the surface of the controlled product due to a change in the thickness of the contact liquid layer between the working surface of the piezoelectric transducer and the controlled product.
Для слежения за качеством акустического контакта в процессе сканирования используют различные способы, основанные на анализе донных сигналов, сигналов от конструктивных элементов пьезоэлектрических преобразователей, низкочастотных колебаний, излучаемых дополнительным устройством (авт. свид. №574668, бюл. изобр. №36, 1977 г.), а также учет величины среднего уровня структурных помех (авт. свид. №1753405, бюл. изобр. №28, 1992 г.).To monitor the quality of the acoustic contact during the scanning process, various methods are used based on the analysis of bottom signals, signals from the structural elements of piezoelectric transducers, low-frequency oscillations emitted by an additional device (ed. Certificate No. 574668, bull. Image No. 36, 1977 ), as well as taking into account the magnitude of the average level of structural interference (ed. certificate. No. 1753405, bull. Inventory No. 28, 1992).
Известен способ контроля качества акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии, в котором используют две пьезоэлектрические пластины - основную и дополнительную. Ультразвуковые колебания, излученные основной пластиной преобразователя, зеркально отраженные от рабочей поверхности призмы наклонного преобразователя, принимают дополнительной пластиной. При этом о качестве акустического контакта судят по значению фазы принятых колебаний (пат. RU 2141653).A known method of controlling the quality of acoustic contact during ultrasonic inspection, in which two piezoelectric plates are used - the primary and secondary. Ultrasonic vibrations emitted by the main plate of the transducer, mirrored from the working surface of the prism of the inclined transducer, take an additional plate. Moreover, the quality of the acoustic contact is judged by the phase value of the received oscillations (US Pat. RU 2141653).
Ни в одном из приведенных выше способов не рассмотрен вопрос об измерении толщины контактного слоя жидкости, который, в свою очередь, влияет как на точность измерения координат дефектов [1], так и на чувствительность контроля [1], [2].None of the above methods addressed the issue of measuring the thickness of the liquid contact layer, which, in turn, affects both the accuracy of measuring the coordinates of defects [1] and the sensitivity of the control [1], [2].
Из литературы [1] известно о расчетах временной задержки ультразвуковых волн в контактном слое жидкости, а также об экспериментальном исследовании по измерению времени задержки в контактных слоях, при проведении которого на образец из стали с предварительно отполированной поверхностью устанавливали два одинаковых преобразователя с углом падения 24°. Временную задержку в слое определяли разностью измеренных величин, полученных в результате установки одного из преобразователей на образец, с прокладками известной толщины и без них, обеспечивая при этом неподвижность второго преобразователя. Основным недостатком данного способа измерения является невозможность его применения при перемещении преобразователей относительно объекта контроля непосредственно в процессе проведения ультразвуковой дефектоскопии.From the literature [1] it is known about calculating the time delay of ultrasonic waves in the contact layer of a liquid, as well as about an experimental study on measuring the delay time in contact layers, during which two identical transducers with a dip angle of 24 ° were mounted on a steel sample with a pre-polished surface . The time delay in the layer was determined by the difference between the measured values obtained by installing one of the transducers on the sample, with gaskets of known thickness and without them, while ensuring the immobility of the second transducer. The main disadvantage of this method of measurement is the impossibility of its use when moving the transducers relative to the object of control directly in the process of ultrasonic inspection.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка способа, позволяющего повысить достоверность ультразвукового контроля различных изделий.The problem solved by the present invention is the development of a method to improve the reliability of ultrasonic testing of various products.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, как и в известном [1], излучают в призму наклонного ультразвукового преобразователя пучок ультразвуковых колебаний. Но, в отличие от известного способа [1], в котором используют два статично расположенных преобразователя и регистрируют прошедшие колебания, в предлагаемом способе при помощи дополнительной пластины на призме пьезоэлектрического преобразователя регистрируют отраженные от контактной поверхности контролируемого изделия колебания. Таким образом, предложенный способ возможно применять при перемещении преобразователя относительно объекта контроля в процессе ультразвуковой дефектоскопии.The problem is solved due to the fact that in the proposed method, as well as in the known [1], a beam of ultrasonic vibrations is emitted into the prism of an inclined ultrasonic transducer. But, in contrast to the known method [1], in which two statically located transducers are used and past vibrations are recorded, in the proposed method, vibrations reflected from the contact surface of the controlled article are recorded using an additional plate on the prism of the piezoelectric transducer. Thus, the proposed method can be applied when moving the transducer relative to the control object in the process of ultrasonic inspection.
На фиг. 1 и фиг. 2 (увеличено) представлена схема реализации предлагаемого способа. Данный способ основан на измерении временного смещения сигнала, прямо пропорционально зависящему от толщины контактного слоя 1 жидкости между рабочей поверхностью 2 призмы 3 пьезоэлектрического преобразователя и поверхностью 4 контролируемого изделия. С помощью основной пьезопластины 5, установленной на призме 3 пьезопреобразователя под углом β к рабочей поверхности 2 и возбуждаемой дефектоскопом (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан), излучают пучок импульсных ультразвуковых колебаний, которые через слой 1 контактной жидкости проникают в контролируемое изделие, а часть колебаний, отраженных от поверхности 4 изделия, регистрируют с помощью дополнительной пластины 6.In FIG. 1 and FIG. 2 (enlarged) presents a diagram of the implementation of the proposed method. This method is based on measuring the temporal displacement of the signal, which is directly proportional to the thickness of the
В зависимости от изменения толщины контактного слоя 1 между рабочей поверхностью 2 преобразователя и поверхностью 4 контролируемого изделия, временное смещение сигналов, принятых дополнительной пластиной 6, будет различным, прямо пропорционально зависящим от толщины контактного слоя 1 между рабочей поверхностью 2 призмы 3 преобразователя и поверхностью 4 контролируемого изделия.Depending on the change in the thickness of the
В случае пренебрежимо малой толщины Н слоя 1 контактной жидкости временное смещение Δt сигнала также пренебрежимо мало. Данное смещение определяют и проводят относительно него последующие измерения временного смещения. Временное смещение сигнала возникает за счет прохождения волной расстояния АВ от контактной поверхности 2 призмы 3 до поверхности 4 контролируемого изделия и обратно BD под соответствующим углом α за вычетом сокращения прохождения волной расстояния DC в призме 2 пьезопреобразователя.In the case of a negligible thickness H of the
где: Н - толщина слоя контактирующей жидкости;where: N is the thickness of the layer of contacting liquid;
Δt - временное смещение;Δt is the temporary displacement;
С1 - скорость распространения волны в контактной жидкости;C 1 is the wave propagation velocity in the contact fluid;
С2 - скорость распространения продольной волны в призме преобразователя;C 2 - the propagation velocity of a longitudinal wave in the prism of the transducer;
β - угол призмы;β is the angle of the prism;
α - угол ввода в контактную жидкость.α is the angle of entry into the contact fluid.
Исходя из этого определяют толщину контактного слоя:Based on this, determine the thickness of the contact layer:
Так, например, для призмы из оргстекла (С2=2,67 мм/мкс) с углом β=40° и воды в качестве контактной жидкости (C1=1,59 мм/мкс) при смещении сигнала на 0,2 мкс толщина контактного слоя составит 0,18 мм.So, for example, for a plexiglass prism (C 2 = 2.67 mm / μs) with an angle β = 40 ° and water as a contact liquid (C 1 = 1.59 mm / μs) with a signal bias of 0.2 μs the thickness of the contact layer is 0.18 mm.
С учетом известного влияния толщины слоя контактной жидкости на чувствительность ультразвукового контроля и на точность измерения координат отражателей возможно внесение соответствующей поправки в результаты измерений при проведении ультразвукового контроля, что будет способствовать повышению достоверности результатов контроля.Taking into account the known influence of the thickness of the contact liquid layer on the sensitivity of ultrasonic testing and on the accuracy of measuring the coordinates of the reflectors, it is possible to make appropriate corrections to the measurement results during ultrasonic testing, which will increase the reliability of the control results.
Список литературыBibliography
1. Вайншток И.И., Лернер B.C. Влияние задержки в контактных слоях на точность измерения времени распространения ультразвука. Журнал Дефектоскопия, 1982, №11, с.68-72.1. Weinstock II, Lerner B.C. The effect of delay in contact layers on the accuracy of measuring the propagation time of ultrasound. The journal Defectoscopy, 1982, No. 11, p. 68-72.
2. Могильнер Л.Ю., Сахранов А.В., Урман Н.С. Прохождение ограниченного ультразвукового пучка через плоский слой контактирующей жидкости при наклонном падении и импульсном режиме излучения. Журнал Дефектоскопия, 1986, №1, с.70-80.2. Mogilner L.Yu., Sakhranov A.V., Urman N.S. The passage of a limited ultrasonic beam through a flat layer of contacting liquid with an inclined incidence and a pulsed radiation mode. The journal Defectoscopy, 1986, No. 1, pp. 70-80.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115326/28A RU2556336C1 (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115326/28A RU2556336C1 (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2556336C1 true RU2556336C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014115326/28A RU2556336C1 (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556336C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB703389A (en) * | 1951-07-26 | 1954-02-03 | Sperry Prod Inc | Improvements in or relating to ultrasonic inspection devices |
SU1310710A1 (en) * | 1983-06-01 | 1987-05-15 | Предприятие П/Я А-3700 | Method of quality control of acoustic contact in ultrasonic flaw detection |
RU2141653C1 (en) * | 1998-05-25 | 1999-11-20 | АОЗТ "Техноконт" | Method testing of quality of acoustic contact in process of ultrasonic flaw detection |
US7193617B1 (en) * | 1999-06-30 | 2007-03-20 | Touch Panel Systems | Acoustic contact detecting device |
-
2014
- 2014-04-16 RU RU2014115326/28A patent/RU2556336C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB703389A (en) * | 1951-07-26 | 1954-02-03 | Sperry Prod Inc | Improvements in or relating to ultrasonic inspection devices |
SU1310710A1 (en) * | 1983-06-01 | 1987-05-15 | Предприятие П/Я А-3700 | Method of quality control of acoustic contact in ultrasonic flaw detection |
RU2141653C1 (en) * | 1998-05-25 | 1999-11-20 | АОЗТ "Техноконт" | Method testing of quality of acoustic contact in process of ultrasonic flaw detection |
US7193617B1 (en) * | 1999-06-30 | 2007-03-20 | Touch Panel Systems | Acoustic contact detecting device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Вайншток И.И., Лернер В.С., Влияние задержки в контактных слоях на точность измерения времени распространения ультразвука, Журнал Дефектоскопия, 1982, N 11, с. 68-72. С.И.Коновалов, А.Г.Кузьменко, Влияние демпфера и контактного слоя на длительность акустического импульса, излучаемого в твердую среду, Журнал Дефектоскопия, 2004, N 5, с. 3-8. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107747922B (en) | Method for measuring subsurface defect buried depth based on laser ultrasound | |
Konstantinidis et al. | The temperature stability of guided wave structural health monitoring systems | |
WO2016090589A1 (en) | Nondestructive measurement method and device for residual stress of laser ultrasonic metal material | |
Medina et al. | Elastic constants of a plate from impact-echo resonance and Rayleigh wave velocity | |
RU136576U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING DEFECTS OF THE SAMPLE OF MAIN PIPELINES | |
JP2000241397A (en) | Method and apparatus for detecting surface defect | |
JP4673686B2 (en) | Surface inspection method and surface inspection apparatus | |
RU2613624C1 (en) | Method for nondestructive ultrasonic inspection of water conduits of hydraulic engineering facilities | |
KR101942792B1 (en) | Steel material quality evaluation method and quality evaluation device | |
JP4963087B2 (en) | Drum can inspection method and apparatus | |
JP2009058238A (en) | Method and device for defect inspection | |
RU2556336C1 (en) | Measurement of contact layer depth at ultrasound flaw detection | |
RU2673871C1 (en) | Method of measuring sound surface reflection coefficient | |
RU2451931C1 (en) | Method for ultrasonic inspection of articles with acoustic surface waves | |
JP5061891B2 (en) | Crack depth measurement method | |
RU2714868C1 (en) | Method of detecting pitting corrosion | |
Masserey et al. | IN‐SITU MONITORING OF FATIGUE CRACK GROWTH AT FASTENER HOLES USING RAYLEIGH‐LIKE WAVES | |
JP2006313115A (en) | Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector | |
RU2596242C1 (en) | Method for ultrasonic inspection | |
RU2644438C1 (en) | Method of ultrasonic controlling surface and subsurface defects of metal products and device for its implementation | |
JP2006313110A (en) | Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector | |
RU2690975C1 (en) | Method of determining signal from pipe wall according to power lines statistics pid cd data | |
RU2814130C1 (en) | Ultrasonic method for measuring height of vertically oriented planar defects in quartz ceramics | |
RU2587536C1 (en) | Method of measuring attenuation coefficient of ultrasound | |
RU2760487C1 (en) | Ultrasonic method for measuring the height of vertically oriented planar defects in glass-ceramic materials of aircraft structural elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 19-2015 FOR TAG: (73) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180417 |