RU2635851C2 - Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy - Google Patents

Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy Download PDF

Info

Publication number
RU2635851C2
RU2635851C2 RU2016100713A RU2016100713A RU2635851C2 RU 2635851 C2 RU2635851 C2 RU 2635851C2 RU 2016100713 A RU2016100713 A RU 2016100713A RU 2016100713 A RU2016100713 A RU 2016100713A RU 2635851 C2 RU2635851 C2 RU 2635851C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic wave
depth
electric discharge
contact
Prior art date
Application number
RU2016100713A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016100713A (en
Inventor
Валентин Иванович Барышников
Татьяна Александровна Колесникова
Анатолий Владимирович Иванов
Андрей Павлович Хоменко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2016100713A priority Critical patent/RU2635851C2/en
Publication of RU2016100713A publication Critical patent/RU2016100713A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635851C2 publication Critical patent/RU2635851C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: non-contact excitation of the ultrasonic wave in the object is effected by a powerful nanosecond volumetric electric discharge with a given front and duration and synchronously it is recorded before and after the object passes through the optical device, the signal from which is transmitted to a photodetector connected to a digital oscilloscope. The effective non-contact excitation of the ultrasonic wave in the object is achieved by a powerful nanosecond volumetric electric discharge in the gas flow of hydrogen or helium, which also fills the gas gap between the volumetric electric discharge generator and the object.
EFFECT: providing the possibility of creating a non-contact method of ultrasonic diagnostics, increasing the depth of control.
1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ультразвуковой диагностики, а именно к неконтактному возбуждению и регистрации ультразвуковой (акустической) волны, и может быть использовано в неразрушающем дистанционном контроле различных силовых конструкций и ответственных деталей.The invention relates to the field of ultrasonic diagnostics, namely to non-contact excitation and registration of an ultrasonic (acoustic) wave, and can be used in non-destructive remote control of various power structures and critical parts.

Известен способ [1] бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии, использующий метод зондирования объекта диагностики последовательностью генерируемых ультразвуковых импульсов заданной интенсивности и формы с последующей регистрацией отраженных или прошедших сигналов, в котором в качестве зондирующих и приемных устройств используют источники когерентного электромагнитного излучения (например, лазеры), а для подвода и съема энергии в выбранных точках поверхности объекта диагностики применяют средства волоконной оптики. В данном способе оптико-акустическое преобразование осуществляется непосредственно в объекте исследования. Это дает возможность значительно увеличить мощность ультразвуковой волны в исследуемом объекте и позволяет оптическим методом увеличить чувствительность регистрации отраженной ультразвуковой волны. Вместе с тем, для достижения разрешающей способности групп нитевидных и объемных дефектов с поперечным сечением 10-100 мкм в стальных объектах необходимо ультразвуковое облучение с длиной волны 5-50 мкм. Это соответствует частоте ультразвуковой волны 100-1000 МГц. Акустические волны в этом частотном диапазоне эффективно поглощаются объектом. Поэтому для диагностики таких микродефектов, к примеру, в стальных объектах даже на глубине 2 см мощность ультразвуковой волны на поверхности объекта должна достигать не менее 1-10 МВт. Учитывая, что коэффициент поглощения света обычной поверхностью металлических образцов составляет 20-80%, а кпд преобразования лазерного импульса в акустический не более 0,1%, получим необходимую мощность лазерного импульса порядка 1-10 ГВт. При такой мощности лазерного воздействия исследуемый объект будет термически разрушаться. Это основной недостаток указанного метода.The known method [1] of non-contact ultrasonic inspection, using the method of sensing the diagnostic object by a sequence of generated ultrasonic pulses of a given intensity and shape, followed by registration of reflected or transmitted signals, in which sources of coherent electromagnetic radiation (for example, lasers) are used as probing and receiving devices, and To supply and remove energy at selected points on the surface of the diagnostic object, fiber optics are used. In this method, the optical-acoustic conversion is carried out directly in the object of study. This makes it possible to significantly increase the power of the ultrasonic wave in the studied object and allows the optical method to increase the sensitivity of registration of the reflected ultrasonic wave. At the same time, in order to achieve the resolution of groups of filiform and bulk defects with a cross section of 10-100 μm in steel objects, ultrasonic irradiation with a wavelength of 5-50 μm is necessary. This corresponds to an ultrasonic wave frequency of 100-1000 MHz. Acoustic waves in this frequency range are effectively absorbed by the object. Therefore, for the diagnosis of such microdefects, for example, in steel objects, even at a depth of 2 cm, the power of the ultrasonic wave on the surface of the object should reach at least 1-10 MW. Considering that the coefficient of light absorption by the usual surface of metal samples is 20-80%, and the efficiency of conversion of a laser pulse into an acoustic pulse is not more than 0.1%, we obtain the necessary laser pulse power of about 1-10 GW. With such a laser power, the object under study will be thermally destroyed. This is the main disadvantage of this method.

Известен способ [2] неконтактной ультразвуковой диагностики, использующий для возбуждения ультразвуковой волны в исследуемом объекте мощный объемный импульсный электрический разряд на воздухе, синхронизованный по времени с импульсным источником света системы регистрации ультразвуковых волн в объекте. Это дает возможность значительно увеличить мощность ультразвуковой волны в исследуемом объекте и, как следствие, позволяет при оптической регистрации падающей и отраженных ультразвуковых волн увеличить глубину контроля и разрешение дефектов в объекте. Вместе с тем, при разрешающей способности групп нитевидных и объемных дефектов с поперечным сечением 30-40 мкм в стальных объектах необходимо ультразвуковое облучение с длинной волны 15-20 мкм. При длительности объемного разряда t=4 не это соответствует частоте ультразвуковой волны f=1/t=250 МГц. Акустические волны в этом частотном диапазоне эффективно поглощаются объектом. Поэтому для диагностики таких микродефектов, к примеру, в стальных объектах на глубине 4 см импульсная мощность ультразвуковой волны на поверхности объекта должна достигать не менее 10 МВт. Увеличение глубины регистрации дефектов в объекте с 4 см до 5 см (на 20%) потребует повышения мощности до 170 МВт - в семнадцать раз! При длительности объемного разряда t=0,8 нс (частота ультразвуковой волны f=1/t=1250 МГц) достигается разрешение нитевидных и объемных дефектов поперечным размером до 5 микрон. Но в этом случае достигнутая глубина регистрации не превышает уже 1 см. Таким образом, данный способ неконтактной ультразвуковой диагностики, основанный на возбуждении ультразвуковой волны в исследуемом объекте мощным объемным импульсным электрическим разрядом на воздухе, имеет ограничение регистрации микродефектов по глубине, которое обусловлено сильным поглощением в объекте высокочастотных ультразвуковых волн. Это является недостатком данного метода.A known method [2] of non-contact ultrasound diagnostics, using a powerful volume pulsed electric discharge in air, synchronized in time with a pulsed light source of a system for recording ultrasonic waves in an object, to excite an ultrasonic wave in an object under investigation. This makes it possible to significantly increase the power of the ultrasonic wave in the object under study and, as a result, allows the optical depth of the incident and reflected ultrasonic waves to increase the depth of control and resolution of defects in the object. At the same time, with the resolution of groups of filiform and volume defects with a cross section of 30–40 μm in steel objects, ultrasonic irradiation with a wavelength of 15–20 μm is necessary. When the volume discharge duration t = 4, this does not correspond to the frequency of the ultrasonic wave f = 1 / t = 250 MHz. Acoustic waves in this frequency range are effectively absorbed by the object. Therefore, for the diagnosis of such microdefects, for example, in steel objects at a depth of 4 cm, the pulsed power of the ultrasonic wave on the surface of the object must reach at least 10 MW. Increasing the depth of registration of defects in an object from 4 cm to 5 cm (by 20%) will require increasing power to 170 MW - seventeen times! With a volume discharge duration of t = 0.8 ns (ultrasonic wave frequency f = 1 / t = 1250 MHz), the resolution of filiform and volume defects with a transverse size of up to 5 microns is achieved. But in this case, the achieved detection depth does not exceed 1 cm. Thus, this method of non-contact ultrasound diagnostics, based on the excitation of an ultrasound wave in a test object by a powerful volume pulsed electric discharge in air, has a limitation in the registration of microdefects in depth, which is due to strong absorption object of high-frequency ultrasonic waves. This is a disadvantage of this method.

Наиболее близким техническим решением к предложенному, принятым за прототип, является способ неконтактной импульсной ультразвуковой диагностики [3], включающий неконтактное возбуждение в объекте ультразвуковой волны мощным объемным импульсным электрическим разрядом на воздухе, синхронизованным по времени с импульсным источником света системы регистрации ультразвуковых волн в объекте. Причем для возбуждения ультразвуковой волны в объекте используется мощный объемный импульсный электрический разряд, у которого фронт ультразвукового импульса соответствует частоте с длиной волны меньше размеров дефектов и длительность ультразвукового импульса соответствует частоте ультразвуковой волны, проникающей на всю глубину объекта. Это дает возможность значительно увеличить глубину контроля дефектов при неконтактной ультразвуковой диагностике объектов. Так, с использованием наведенной мощной (10 МВт/см2) ультразвуковой волны объемного газового разряда с фронтом 0,8 нс и длительностью 40 нс в стальном сварном объекте зарегистрированы нитевидные и объемные дефекты поперечным сечением 5 микрон на глубине объекта до 1 см. Данное разрешение обусловлено действием ультразвуковой волны с частотой f=1250 МГц, которая соответствует фронту импульса объемного газового разряда tф=1/f=0,8 нс. С глубины от 1 см и далее на предельную глубину проникновения ультразвуковой волны на всю толщину объекта - 20 см зарегистрированы дефекты диаметром 400-500 микрон. Данное разрешение обусловлено действием ультразвуковой волны с частотой f=25 МГц, которая соответствует длительности импульса объемного газового разряда t=1/f=40 нс. Вместе с тем в данном способе неконтактной ультразвуковой диагностики объектов для увеличения глубины контроля дефектов поверхность контролируемого объекта облучают на расстоянии 1 см ультразвуковым регулируемым по длительности импульсом, который формируется мощным генератором объемного электрического разряда на воздухе. Воздушная среда в промежутке между генератором объемного электрического разряда и объектом эффективно поглощает ультразвук и поэтому передает акустический импульс с генератора на объект со значительными потерями. Таким образом, данный способ неконтактной ультразвуковой диагностики, основанный на возбуждении ультразвуковой волны в исследуемом объекте мощным объемным импульсным электрическим разрядом, имеет ограничение регистрации микродефектов по глубине, которое обусловлено сильным поглощением в объеме воздушного промежутка ультразвуковых волн. Это является недостатком данного метода.The closest technical solution to the proposed one adopted as a prototype is a method of non-contact pulsed ultrasound diagnostics [3], which includes non-contact excitation of an ultrasonic wave in an object by a powerful volume pulsed electric discharge in air, synchronized in time with a pulsed light source of an ultrasonic wave registration system in an object. Moreover, to excite an ultrasonic wave in the object, a powerful volume pulsed electric discharge is used, in which the front of the ultrasonic pulse corresponds to a frequency with a wavelength less than the size of the defects and the duration of the ultrasonic pulse corresponds to the frequency of the ultrasonic wave penetrating the entire depth of the object. This makes it possible to significantly increase the depth of inspection of defects in non-contact ultrasound diagnostics of objects. Thus, using a powerful (10 MW / cm 2 ) induced ultrasonic wave of a volumetric gas discharge with a front of 0.8 ns and a duration of 40 ns, filamentary and volume defects with a cross section of 5 microns at an object depth of up to 1 cm were recorded in a steel welded object. due to the action of an ultrasonic wave with a frequency f = 1250 MHz, which corresponds to the front of the volumetric gas discharge pulse t f = 1 / f = 0.8 ns. From a depth of 1 cm and further to the maximum penetration depth of an ultrasonic wave over the entire thickness of an object - 20 cm, defects with a diameter of 400-500 microns were recorded. This resolution is due to the action of an ultrasonic wave with a frequency f = 25 MHz, which corresponds to a pulse duration of a volumetric gas discharge t = 1 / f = 40 ns. At the same time, in this method of non-contact ultrasonic diagnostics of objects to increase the depth of inspection of defects, the surface of the object being monitored is irradiated at a distance of 1 cm with an ultrasonic pulse with a duration that is formed by a powerful generator of a volume electric discharge in air. The air medium between the volume electric discharge generator and the object effectively absorbs ultrasound and therefore transmits an acoustic pulse from the generator to the object with significant losses. Thus, this method of non-contact ultrasound diagnostics, based on the excitation of an ultrasonic wave in a test object by a powerful volume pulsed electric discharge, has a limitation in the registration of microdefects in depth, which is due to the strong absorption of ultrasonic waves in the volume of the air gap. This is a disadvantage of this method.

Целью данного изобретения является создание способа, позволяющего увеличить глубину контроля дефектов при неконтактной ультразвуковой диагностике объектов.The aim of this invention is to provide a method that allows to increase the depth of inspection of defects in non-contact ultrasound diagnostics of objects.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «новизна».Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "novelty."

Заявителю неизвестно из уровня техники о наличии следующих признаков:The applicant is not known from the prior art about the presence of the following symptoms:

1. Ультразвуковой импульс объемного разряда формируется в газовой среде на основе легких атомов - водорода (Н2) или гелия (Не2).1. An ultrasonic pulse of a volume discharge is formed in a gaseous medium on the basis of light atoms — hydrogen (H 2 ) or helium (He 2 ).

2. Промежуток между генератором объемного электрического разряда и объектом заполняется газообразным водородом или гелием.2. The gap between the volumetric electric discharge generator and the object is filled with gaseous hydrogen or helium.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень». Кроме того, при взаимодействии признаков получается новый технический результат - существенно увеличивается глубина контроля объектов.Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step". In addition, with the interaction of signs, a new technical result is obtained - the depth of control of objects significantly increases.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации данного способа. В табл. 1 показана величина коэффициента ослабления ультразвукового импульса на газовом промежутке между генератором объемного электрического разряда и объектом на частоте 25 МГц.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device for implementing this method. In the table. Figure 1 shows the attenuation coefficient of an ultrasonic pulse in a gas gap between a volume electric discharge generator and an object at a frequency of 25 MHz.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Поверхность контролируемого объекта (0) облучают наносекундным ультразвуковым импульсом, формируемым мощным генератором (1) объемного электрического разряда на газовой среде. Генератор имеет устройство (2) регулировки длительности фронта и импульса объемного разряда, редукторный натекатель газа (3) в разрядную камеру и газовый промежуток между генератором объемного электрического разряда и объектом. Падающие и отраженные от дефектов ультразвуковые импульсы регистрируются информационной оптической системой, которая состоит из импульсного источника света (4), объектива (5), фотоприемника (6). Оптический импульс посредством зеркал (7) подается под углом (фиг. 1) на зашлифованную поверхность исследуемого объекта, отражается и регистрируется быстродействующим фотоприемником (6). Сигнал с фотоприемника (6) поступает на цифровой осциллограф (8). Работа мощного импульсного генератора объемного электрического разряда (плазменного генератора) (1) и импульсного источника света (4) синхронизованы во времени так, что генератор объемной плазмы (1) запускается после выхода импульсного источника света (4) на рабочий режим. При этом оптический импульс имеет длительность не менее времени двойного прохода ультразвуковой волны по глубине сварного шва объекта. Цифровой осциллограф (8) запускается по переднему фронту оптического импульса.The surface of the controlled object (0) is irradiated with a nanosecond ultrasonic pulse formed by a powerful generator (1) of a volume electric discharge in a gas medium. The generator has a device (2) for adjusting the duration of the front and the pulse of the volume discharge, a gear gas leakage (3) into the discharge chamber and a gas gap between the volume electric discharge generator and the object. Ultrasonic pulses incident and reflected from defects are recorded by an information optical system, which consists of a pulsed light source (4), a lens (5), and a photodetector (6). The optical pulse through the mirrors (7) is supplied at an angle (Fig. 1) to the polished surface of the object under study, it is reflected and recorded by a high-speed photodetector (6). The signal from the photodetector (6) is fed to a digital oscilloscope (8). The operation of a powerful pulsed volumetric electric discharge generator (plasma generator) (1) and a pulsed light source (4) are synchronized in time so that the volume plasma generator (1) starts after the pulsed light source (4) enters the operating mode. In this case, the optical pulse has a duration of not less than the time of double passage of the ultrasonic wave along the depth of the weld of the object. The digital oscilloscope (8) is triggered on the leading edge of the optical pulse.

Пример 1. Контролируемый стальной объект толщиной 20 см облучают неконтактно в газовом потоке азота (N2) на расстоянии 1 см в области сварного шва посредством объемного газового разряда с фронтом 0,8 нс и длительностью 40 нс. Регистрацию наведенной в газовом азотном разряде мощной (10 МВт/см2) ультразвуковой волны до и после прохождения сварного соединения в объекте производят фотоприемником с временным разрешением 0,5 нс, на который подается отраженный оптический импульс длительностью 80 мкс от зашлифованной поверхности в области синхронно действующего объемного плазменного удара. В результате, не разрушая объект, зарегистрированы нитевидные и объемные дефекты поперечным сечением 5 микрон на глубине объекта до 1,0 см. С глубины от 1,0 см и далее на глубину проникновения ультразвуковой волны на всю толщину объекта зарегистрированы дефекты диаметром 400-500 микрон. Таким образом, как и в прототипе, при одинаковой мощности газового разряда глубина регистрации микродефектов практически не изменилась - 20 см.Example 1. A controlled steel object with a thickness of 20 cm is irradiated noncontactly in a nitrogen gas stream (N 2 ) at a distance of 1 cm in the weld region by means of a volumetric gas discharge with a front of 0.8 ns and a duration of 40 ns. A powerful (10 MW / cm 2 ) ultrasonic wave induced in a gas nitrogen discharge is recorded before and after the welded joint is passed through the object with a photodetector with a temporal resolution of 0.5 ns, to which a reflected optical pulse with a duration of 80 μs from the ground surface in the synchronously acting region is applied volumetric plasma shock. As a result, without destroying the object, filiform and volume defects were recorded with a cross section of 5 microns at an object depth of 1.0 cm. From a depth of 1.0 cm to the depth of penetration of an ultrasonic wave over the entire thickness of the object, defects with a diameter of 400-500 microns were recorded . Thus, as in the prototype, with the same gas discharge power, the depth of registration of microdefects practically did not change - 20 cm

Пример 2. В вентилируемом помещении контролируемый стальной объект толщиной 26 см облучают неконтактно в газовом потоке водорода (H2) на расстоянии 1 см в области сварного шва посредством объемного газового разряда с фронтом 0,8 нс и длительностью 40 нс. Регистрацию наведенной в газовом водородном разряде мощной (10 МВт/см2) ультразвуковой волны до и после прохождения сварного шва в объекте производят фотоприемником с временным разрешением 0,5 нс, на который подается отраженный оптический импульс длительностью 80 мкс от зашлифованной поверхности сварного шва в области синхронно действующего объемного плазменного удара. По сравнению с прототипом и примером 1 потери ультразвукового импульса в газовом водородном промежутке существенно ниже (табл. 1). В результате, не разрушая объект, зарегистрированы нитевидные и объемные дефекты поперечным сечением 5 микрон на глубине объекта до 1,5 см. С глубины от 1,5 см и на глубину проникновения ультразвуковой волны на всю толщину объекта зарегистрированы дефекты диаметром 400-500 микрон. Таким образом, по сравнению с прототипом и примером 1 при одинаковой мощности газового разряда глубина регистрации микродефектов значительно увеличена - с 20 см до 26 см. Вместе с тем, водород в смеси с воздухом горюч и взрывоопасен. Поэтому, в данном случае, необходимо применять вытяжную вентиляцию.Example 2. In a ventilated room controlled thickness of a steel object 26 cm is irradiated in non-contact gas flow of hydrogen (H 2) at a distance of 1 cm in the weld zone through the bulk of the gas discharge with the front 0.8 ns and 40 ns duration. A powerful (10 MW / cm 2 ) ultrasonic wave induced in a gas hydrogen discharge is recorded before and after the passage of the weld in the object by a photodetector with a time resolution of 0.5 ns, to which a reflected optical pulse with a duration of 80 μs from the polished surface of the weld in the region is applied synchronously acting volumetric plasma shock. Compared with the prototype and example 1, the loss of ultrasonic pulse in the gas hydrogen gap is significantly lower (table. 1). As a result, without destroying the object, filiform and volume defects were recorded with a cross section of 5 microns at an object depth of up to 1.5 cm. Defects with a diameter of 400-500 microns were recorded from a depth of 1.5 cm and to the depth of penetration of an ultrasonic wave over the entire thickness of the object. Thus, in comparison with the prototype and example 1 with the same gas discharge power, the detection depth of microdefects is significantly increased - from 20 cm to 26 cm. At the same time, hydrogen in the mixture with air is combustible and explosive. Therefore, in this case, it is necessary to use exhaust ventilation.

Пример 3. Контролируемый стальной объект толщиной 25 см облучают неконтактно в газовом потоке гелия (He2) на расстоянии 1 см в области сварного шва посредством объемного разряда длительностью 40 нс с фронтом 0,8 нс. Регистрацию наведенной в газовом гелиевом разряде мощной (10 МВт/см2) ультразвуковой волны до и после прохождения сварного соединения в объекте производят фотоприемником с временным разрешением 0,5 нс, на который подается отраженный оптический импульс длительностью 80 мкс от зашлифованной поверхности сварного шва в области синхронно действующего объемного плазменного удара. По сравнению с прототипом и примером 1 потери ультразвукового импульса в промежутке, заполненном гелием, существенно ниже (табл. 1). В результате, не разрушая объект, зарегистрированы нитевидные и объемные дефекты поперечным сечением 5 микрон на глубине объекта до 1,4 см. С глубины от 1,4 см и на глубину проникновения ультразвуковой волны на всю толщину объекта зарегистрированы дефекты диаметром 400-500 микрон. Таким образом, по сравнению с прототипом и примером 1 при одинаковой мощности газового разряда глубина регистрации микродефектов значительно - с 20 см до 25 см. Газообразный гелий безопасен и относится к группе инертных газов.Example 3. A controlled steel object 25 cm thick is irradiated noncontactly in a helium gas stream (He 2 ) at a distance of 1 cm in the weld region by means of a volume discharge of 40 ns duration with a front of 0.8 ns. A powerful (10 MW / cm 2 ) ultrasonic wave induced in a gas helium discharge is recorded before and after the passage of the welded joint in the object by a photodetector with a temporal resolution of 0.5 ns, to which a reflected optical pulse with a duration of 80 μs is supplied from the polished surface of the weld in the region synchronously acting volumetric plasma shock. Compared with the prototype and example 1, the loss of ultrasonic pulse in the gap filled with helium is significantly lower (table. 1). As a result, without destroying the object, filiform and volume defects were recorded with a cross section of 5 microns at an object depth of 1.4 cm. Defects with a diameter of 400-500 microns were recorded from a depth of 1.4 cm and to the depth of penetration of an ultrasonic wave over the entire thickness of the object. Thus, in comparison with the prototype and example 1 with the same gas discharge power, the detection depth of microdefects is significant - from 20 cm to 25 cm. Gaseous helium is safe and belongs to the group of inert gases.

Таким образом, достижение цели изобретения подтверждено экспериментально. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известным изобретением дает следующее преимущество:Thus, the achievement of the objectives of the invention is confirmed experimentally. The use of the invention in comparison with the known invention gives the following advantage:

- увеличение глубины контроля объектов.- increasing the depth of control of objects.

Источники информации Information sources

1. Авторское свидетельство №95109005. Способ бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии и акустическое устройство дистанционной диагностики. От 10.01.1997 г. Кл. G01N 29/04. Братухин А.Б., Градов О.М. и др.1. Copyright certificate No. 95109005. Method of non-contact ultrasonic flaw detection and acoustic device for remote diagnostics. From 01/10/1997, Cl. G01N 29/04. Bratukhin A.B., Gradov O.M. and etc.

2. Патент РФ на изобретение №2337353. Способ неконтактной ультразвуковой диагностики сварных соединений. От 2008 г. Кл. G01N 29/04. В.И. Барышников. Т.А. Колесникова, А.П. Хоменко.2. RF patent for the invention No. 2337353. Method of non-contact ultrasonic diagnostics of welded joints. From 2008, Cl. G01N 29/04. IN AND. Baryshnikov. T.A. Kolesnikova, A.P. Khomenko.

3. Патент РФ на изобретение №2387986. Способ неконтактной импульсной ультразвуковой диагностики. От 27.04.2010 г. Кл. G01N 29/04. В.И. Барышников, Е.В. Воропаев, Т.А. Колесникова, А.П. Хоменко.3. RF patent for the invention No. 2387986. Method of non-contact pulsed ultrasound diagnostics. From 04/27/2010, Cl. G01N 29/04. IN AND. Baryshnikov, E.V. Voropaev, T.A. Kolesnikova, A.P. Khomenko.

Claims (1)

Способ неконтактной импульсной ультразвуковой дефектоскопии, включающий неконтактное возбуждение в объекте ультразвукового импульса мощным объемным импульсным электрическим разрядом, у которого фронт ультразвукового импульса соответствует частоте с длиной волны меньше размеров дефектов и длительность ультразвукового импульса соответствует частоте ультразвуковой волны, проникающей на всю глубину объекта, и регистрацию синхронизованного по времени в режиме отражения или прохождения света импульсного источника системы регистрации ультразвуковых волн, отличающийся тем, что для возбуждения ультразвуковой волны в объекте используется мощный объемный импульсный электрический разряд в потоке газообразного водорода или гелия, который также заполняет промежуток между генератором объемного электрического разряда и объектом.A method of non-contact pulsed ultrasonic flaw detection, which includes non-contact excitation of an ultrasonic pulse in an object with a powerful volume pulsed electric discharge, in which the front of the ultrasonic pulse corresponds to a frequency with a wavelength less than the size of the defects and the duration of the ultrasonic pulse corresponds to the frequency of the ultrasonic wave penetrating the entire depth of the object, and recording synchronized in time in the mode of reflection or transmission of light from a pulsed source of a registration system and ultrasonic waves, characterized in that for the excitation of an ultrasonic wave in the object is used powerful surround pulsed electric discharge in a stream of hydrogen gas or helium, which also fills the gap between the electrical discharge generator volume and the object.
RU2016100713A 2016-01-11 2016-01-11 Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy RU2635851C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100713A RU2635851C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100713A RU2635851C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016100713A RU2016100713A (en) 2017-07-13
RU2635851C2 true RU2635851C2 (en) 2017-11-20

Family

ID=59497067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100713A RU2635851C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635851C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3782177A (en) * 1972-04-20 1974-01-01 Nasa Method and apparatus for non-destructive testing
US5505090A (en) * 1993-11-24 1996-04-09 Holographics Inc. Method and apparatus for non-destructive inspection of composite materials and semi-monocoque structures
RU2337353C1 (en) * 2006-12-27 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) Method for contact-free ultrasonic diagnostics of welded junctions
RU2387986C2 (en) * 2008-06-16 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) Method for noncontact pulse ultrasonic diagnosis
RU2528578C2 (en) * 2009-04-15 2014-09-20 Дитмар ОБЕРХОФ Ultrasound control system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3782177A (en) * 1972-04-20 1974-01-01 Nasa Method and apparatus for non-destructive testing
US5505090A (en) * 1993-11-24 1996-04-09 Holographics Inc. Method and apparatus for non-destructive inspection of composite materials and semi-monocoque structures
US5616865A (en) * 1993-11-24 1997-04-01 Holographics Inc. Acoustic wave generating apparatus
RU2337353C1 (en) * 2006-12-27 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) Method for contact-free ultrasonic diagnostics of welded junctions
RU2387986C2 (en) * 2008-06-16 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) Method for noncontact pulse ultrasonic diagnosis
RU2528578C2 (en) * 2009-04-15 2014-09-20 Дитмар ОБЕРХОФ Ultrasound control system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016100713A (en) 2017-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8210045B2 (en) Continuous laser generation of ultrasound
US20080245964A1 (en) Method and Apparatus for Detecting Surface and Subsurface Properties of Materials
US9110022B2 (en) Acoustic methods and systems for detecting terahertz radiation
JP2008545134A (en) Photoacoustic spectroscope
CN112285027B (en) Photoacoustic photothermal dual-spectrum gas sensing device and method based on single-tone fork detection
Stratoudaki et al. Full matrix capture and the total focusing imaging algorithm using laser induced ultrasonic phased arrays
Hosoya et al. Measurements of S0 mode Lamb waves using a high-speed polarization camera to detect damage in transparent materials during non-contact excitation based on a laser-induced plasma shock wave
Rosencwaig et al. Photoacoustic study of laser damage in thin films
Berthelot Thermoacoustic generation of narrow‐band signals with high repetition rate pulsed lasers
RU2337353C1 (en) Method for contact-free ultrasonic diagnostics of welded junctions
Taylor et al. TEA-CO2 laser generation of ultrasound in non-metals
RU2635851C2 (en) Method of non-contact pulse ultrasonic defectoscopy
RU2387986C2 (en) Method for noncontact pulse ultrasonic diagnosis
Jang et al. Shock wave generation in water by nanosecond pulse laser irradiation with 1064 and 2940 nm wavelengths
RU2653123C1 (en) Method of repetitively-pulsed laser-ultrasonic check of solid materials and a device for its implementation
JP3538516B2 (en) Concentration distribution measuring device
WO2008092129A2 (en) Method and apparatus for detecting surface and subsurface properties of materials
Anastasi et al. Pulse compression techniques for laser generated ultrasound
Sugimoto et al. Long distance measurement over 30m by high-speed noncontact acoustic inspection method using acoustic irradiation induced vibration
Caron et al. Continuous laser generation of ultrasound for nondestructive evaluation
Hayashi Remote imaging of plate-like structures with E-camera
Taylor et al. The CO2 laser-a new ultrasound source
Tournat et al. Probing of crack breathing by pulsed laser-generated acoustic waves
CN214952997U (en) Laser element analysis and nondestructive testing system
Teidj Detection of transverse defect in a railhead based on guided waves generated by radiation laser

Legal Events

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

Effective date: 20190112