RU2732102C2 - Ultrasonic probe and ultrasonic test system - Google Patents

Ultrasonic probe and ultrasonic test system Download PDF

Info

Publication number
RU2732102C2
RU2732102C2 RU2018136368A RU2018136368A RU2732102C2 RU 2732102 C2 RU2732102 C2 RU 2732102C2 RU 2018136368 A RU2018136368 A RU 2018136368A RU 2018136368 A RU2018136368 A RU 2018136368A RU 2732102 C2 RU2732102 C2 RU 2732102C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
probe
testing
transceiver units
transceiver
transmitting
Prior art date
Application number
RU2018136368A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018136368A (en
RU2018136368A3 (en
Inventor
Михель ШМАЙССЕР
Михель КРОНЕНБИТТЕР
Original Assignee
Институт Др. Фёрстер Гмбх Унд Ко. Кг
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 Институт Др. Фёрстер Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Институт Др. Фёрстер Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of RU2018136368A publication Critical patent/RU2018136368A/en
Publication of RU2018136368A3 publication Critical patent/RU2018136368A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2732102C2 publication Critical patent/RU2732102C2/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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/221Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
    • 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
    • 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225Supports, positioning or alignment in moving situation
    • 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2437Piezoelectric probes
    • 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/27Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the material relative to a stationary sensor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/105Number of transducers two or more emitters, two or more receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/106Number of transducers one or more transducer arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: monitoring and measuring equipment.
SUBSTANCE: probe (100) for ultrasonic system for nondestructive testing of material in process of relative movement of tested object and probe in testing direction comprises housing (110), which sets the longitudinal direction (L), which coincides with the testing direction, and the transverse direction (Q), perpendicular to the testing direction. Probe also includes a group of transceiving units (150-1, 150-2, 150-3). Each transceiving unit comprises transmitting component (T1, T2, T3) and corresponding receiving component (R1, R2, R3) and sets effective width (PB1, PB2, PB3) of testing in transverse direction (Q) with provision, in process of relative movement of tested object and probe in testing direction, possibility of testing track with width, equal to effective width of testing. Transceiving units form at least two rows (155-1, 155-2) located in longitudinal direction (L) one after another and having length in transverse direction (Q). Transceiving units from different rows are mutually shifted in transverse direction (Q) so that receiving components (R1, R2, R3) of mutually shifted transceiving units are located with mutual overlap in coverage area (U1-2, U2-3), so that the set of transceiving units provides a common effective scanning width (RRB) by means of a probe having no gaps. All transceiving units are located in probe housing (110). All transmitting components (T1, T2, T3) are electrically connected to common terminal transmitting component (AT) of the probe.
EFFECT: proposed are ultrasonic probe and ultrasonic test system.
12 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnology area

[0001] Изобретение относится к зонду для ультразвуковой системы неразрушающего контроля (тестирования) материала в процессе относительного движения тестируемого объекта и зонда в направлении тестирования.[0001] The invention relates to a probe for an ultrasonic system for non-destructive testing (testing) of a material in the process of relative movement of the test object and the probe in the direction of testing.

Уровень техникиState of the art

[0002] Ультразвуковое тестирование - это акустический процесс, осуществляемый для обнаружения, посредством ультразвука, структурных дефектов материала (именуемых неоднородностями) и для определения их размеров. Подобное тестирование относят к методам неразрушающего тестирования. В процессе неразрушающего тестирования материала с применением ультразвука (УЗ) звуковая волна проходит от зонда к тестируемому объекту через связывающую среду, например через пленку жидкости. Передача ультразвуковых волн, несущих информацию о состоянии тестируемого материала, от тестируемого объекта к приемному зонду обычно происходит через ту же связывающую среду. Для испускания и приема ультразвуковых волн или ультразвуковых импульсов могут использоваться отдельные передающие и приемные зонды. В контексте изобретения под зондом понимается переносной прибор, в котором используются один или более ультразвуковых преобразователей. Ультразвуковой преобразователь представляет собой компонент, который преобразует электрический сигнал в звуковой (акустический) сигнал или звуковой сигнал в электрический сигнал. Обычно излучающие и приемные ультразвуковые преобразователи объединяют в один зонд. В случае использования отдельных передатчиков и приемников они также рассматриваются как приемопередающие зонды (зонды-трансиверы). Такие зонды являются предпочтительными, например, если требуется высокое разрешение в ближнем поле. Если одни и те же ультразвуковые преобразователи используются и для передачи, и для приема, они именуются импульсными эхо-зондами.[0002] Ultrasonic testing is an acoustic process performed to detect, by means of ultrasound, structural defects in a material (called discontinuities) and to determine their dimensions. Such testing is referred to as non-destructive testing methods. In the process of non-destructive testing of a material using ultrasound (US), a sound wave travels from the probe to the test object through a bonding medium, such as a liquid film. The transmission of ultrasonic waves carrying information about the state of the material under test from the test object to the receiving probe usually occurs through the same binding medium. Separate transmitting and receiving probes can be used to emit and receive ultrasonic waves or ultrasonic pulses. In the context of the invention, a probe is understood to mean a portable device using one or more ultrasonic transducers. An ultrasonic transducer is a component that converts an electrical signal into an audio (acoustic) signal or an audio signal into an electrical signal. Typically, emitting and receiving ultrasonic transducers are combined into one probe. Where separate transmitters and receivers are used, they are also considered transceiver probes (transceiver probes). Such probes are preferred, for example, when high resolution in the near field is required. When the same ultrasonic transducers are used for both transmitting and receiving, they are referred to as pulse echo probes.

[0003] Приемопередающие зонды (зонды-трансиверы) используются, например, при ультразвуковом контроле (тестировании) металлических плит. В типичном случае эти плиты имеют ширину 1-5 м, длину 3-30 м и толщину 5-150 мм. В работе A. Weber et al. "Betriebliche Erfahrungen mit einer neuen

Figure 00000001
" [Опыт работы с ультразвуковой системой тестирования, имеющей цельное основание], DGZfP Annual Conference 2013 - DL2.B.2, Seiten 1-8, описана ультразвуковая система тестирования, установленная на прокатном стане непосредственно за холодильником, на входе в секцию резки. В данной ультразвуковой системе тестирования имеются 76 держателей зонда с индивидуальными пневмоприводами. При этом используются зонды-трансиверы с номинальной частотой 5 МГц. Использованные осцилляторы шириной 50 мм разделены по 4 каналам, т.е. всего имеется 304 тест-канала, требующие индивидуальной обработки результатов. Держатели зондов размещены на двух каретках для тестирования поверхности, установленных одна за другой в направлении тестирования, и взаимно смещены в поперечном направлении на ширину зонда. В результате, как отмечено в работе, обеспечивается тестирование всей поверхности (стопроцентное тестирование).[0003] Transceiver probes (transceiver probes) are used, for example, in ultrasonic testing (testing) of metal plates. Typically these slabs are 1-5 m wide, 3-30 m long, and 5-150 mm thick. A. Weber et al. "Betriebliche Erfahrungen mit einer neuen
Figure 00000001
"[Experience with a Solid Base Ultrasonic Testing System], DGZfP Annual Conference 2013 - DL2.B.2, Seiten 1-8, describes an ultrasonic testing system installed on a rolling mill directly behind a cooler at the entrance to the cutting section. This ultrasonic testing system has 76 individual pneumatic probe holders using transceiver probes with a nominal frequency of 5 MHz.The used oscillators with a width of 50 mm are divided into 4 channels, that is, there are 304 test channels in total, requiring individual processing of results. The probe holders are placed on two surface test carriages, one after the other in the test direction, and are mutually offset in the transverse direction by the width of the probe. As noted in the work, testing of the entire surface is ensured (100% testing).

[0004] Известный зонд-трансивер, разделенный на четыре части (четыре канала), содержит расположенные в ряд внутри прямоугольного (в поперечном сечении) корпуса четыре приемных компонента, следующие непосредственно один за другим, и единственный передающий компонент, имеющий протяженность по всей ширине зоны, перекрываемой приемными компонентами. Такое выполнение позволяет, например, детектировать, с высокой степенью надежности, стандартные референтные дефекты типа плоскодонных отверстий (Flat Bottom Hole, FBH) класса FBH-3 (FBH с диаметром 3 мм). Однако в случае тестирования, например, металлических плит, существует растущая потребность в детектировании, с высокой степенью надежности, также и более мелких дефектов, например эквивалентных FBH-2 или FBH-1,2.[0004] The known transceiver probe, divided into four parts (four channels), contains four receiving components arranged in a row inside a rectangular (in cross-section) housing, following immediately one after the other, and a single transmitting component having a length over the entire width of the zone covered by receiving components. This design makes it possible, for example, to detect, with a high degree of reliability, standard reference defects such as flat bottom holes (Flat Bottom Hole, FBH) of the FBH-3 class (FBH with a diameter of 3 mm). However, in the case of testing, for example, metal plates, there is a growing need to detect, with a high degree of reliability, also smaller defects, for example the equivalent FBH-2 or FBH-1,2.

[0005] В выложенной патентной заявке DE 19533466 А1 описан ультразвуковой зонд для неразрушающего тестирования материала, содержащий группу эхо-импульсных ультразвуковых преобразователей, передающие/приемные поверхности которых расположены в первой плоскости по меньшей мере двумя параллельными рядами и отделены одна от другой зазорами таким образом, что каждый зазор между ультразвуковыми преобразователями, находящимися в одном ряду, перекрыт ультразвуковым преобразователем из другого ряда. Это позволяет получить зонд с большой шириной тестирования, который имеет, по существу, постоянную чувствительность по всей ширине тестирования.[0005] Patent Application Laid-open DE 19533466 A1 discloses an ultrasonic probe for non-destructive testing of material comprising a group of pulse-echo ultrasonic transducers, the transmitting / receiving surfaces of which are arranged in a first plane by at least two parallel rows and are separated from one another by gaps thus that each gap between ultrasonic transducers located in one row is covered by an ultrasonic transducer from another row. This allows a probe with a large test width to be obtained that has a substantially constant sensitivity over the entire test width.

[0006] В выложенной патентной заявке DE 3442751 А1 представлена система тестирования металлических листов, использующая ультразвук и содержащая группу зондов, которые могут устанавливаться на лист и которые расположены в виде последовательных рядов, ориентированных поперечно относительно направления подачи листа с взаимным перекрытием рядов в направлении подачи. Каждый зонд содержит передатчик и приемник.[0006] DE 3442751 A1 discloses a metal sheet testing system using ultrasound and comprising a group of probes that can be mounted on a sheet and which are arranged in successive rows oriented transversely to the sheet feeding direction with overlapping rows in the feeding direction. Each probe contains a transmitter and a receiver.

[0007] В выложенной патентной заявке DE 19642072А1 описаны комбинированные зондирующие устройства, которые содержат множество приемных осцилляторов, расположенных в шахматном порядке по обе стороны от общего передающего осциллятора. Передающий и приемные осцилляторы используют общую пьезоэлектрическую пластину, причем один из их электродов выполнен разделенным. Приемные осцилляторы из различных рядов расположены с частичным перекрытием в поперечном направлении, так что тестирование без каких-либо разрывов возможно по всей длине, которая перекрыта передающим осциллятором.[0007] In the laid-open patent application DE 19642072A1 described combined probing devices, which contain a plurality of receiving oscillators staggered on either side of a common transmitting oscillator. The transmitting and receiving oscillators use a common piezoelectric plate, one of their electrodes being separated. Receiving oscillators from different rows are located with partial overlap in the lateral direction, so that testing without any breaks is possible along the entire length that is covered by the transmitting oscillator.

[0008] В выложенной патентной заявке DE 102008002859 А1 представлено устройство для неразрушающего тестирования листовых изделий посредством ультразвука, использующее матричную фазированную решетку зондов.[0008] In the laid-open patent application DE 102008002859 A1 presents a device for non-destructive testing of sheet products by means of ultrasound, using an array phased array of probes.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

[0009] Изобретение решает задачу создания зонда, который пригоден, например, для применения в ультразвуковой системе контроля (тестирования) металлических плит и который, являясь удобным в обращении и легко монтируемым в системе тестирования, обеспечивает большую ширину тестирования без каких-либо зазоров и с высокой надежностью даже для малых дефектов в тестируемом объекте.[0009] The invention solves the problem of creating a probe that is suitable, for example, for use in an ultrasonic inspection system (testing) of metal plates and which, being easy to use and easily mounted in the testing system, provides a large testing width without any gaps and with high reliability even for small defects in the tested object.

[0010] Для решения этой задачи изобретение предлагает зонд, обладающий признаками, включенными в п. 1 прилагаемой формулы. Полезные усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах. Содержание всех пунктов формулы поясняется в данном описании.[0010] To solve this problem, the invention provides a probe having the features included in claim 1 of the appended claims. Useful improvements are disclosed in the dependent clauses. The content of all claims is explained in this description.

[0011] Зонд содержит корпус, который задает продольное направление и ортогональное ему поперечное направление. Продольное направление параллельно, насколько это возможно, направлению тестирования в процессе функционирования зонда. Соответственно, поперечное направление, перпендикулярное продольному направлению, ориентировано перпендикулярно, насколько это возможно, указанному направлению тестирования. Зонд содержит группу приемопередающих блоков, так что представляет собой ультразвуковой мультизонд. Каждый из приемопередающих блоков содержит передающий компонент и соответствующий ему приемный компонент. При этом эффективная ширина тестирования в поперечном направлении задается таким образом, что в процессе относительного движения тестируемого объекта и зонда в направлении тестирования приемопередающий блок способен тестировать трек с эффективной шириной тестирования. Размер эффективной ширины тестирования несколько меньше, чем физическая протяженность приемопередающего блока в поперечном направлении, поскольку чувствительность такого блока обычно резко падает вблизи его поперечных краев, так что эффективное тестирование может осуществляться только в пределах немного меньшей ширины. Приемопередающие блоки образуют по меньшей мере два ряда, расположенных друг за другом в продольном направлении и имеющих протяженность в поперечном направлении. Приемопередающие блоки из различных рядов взаимно смещены в поперечном направлении таким образом, что приемные компоненты взаимно смещенных приемопередающих блоков расположены с взаимным перекрытием в зоне перекрытия. В результате совокупность приемопередающих блоков обеспечивает общую эффективную ширину тестирования посредством зонда, не имеющую зазоров. Все приемопередающие блоки размещены в корпусе зонда.[0011] The probe includes a housing that defines a longitudinal direction and a lateral direction orthogonal thereto. The longitudinal direction is parallel, as far as possible, with the test direction during the operation of the probe. Accordingly, the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction is oriented perpendicular as far as possible to the indicated test direction. The probe contains a group of transceiver units, so that it is an ultrasonic multi-probe. Each of the transceiver units contains a transmitting component and a corresponding receiving component. In this case, the effective test width in the transverse direction is set in such a way that in the process of relative movement of the test object and the probe in the test direction, the transceiver unit is able to test the track with the effective test width. The size of the effective test width is somewhat smaller than the physical extent of the transceiver unit in the transverse direction, since the sensitivity of such a unit usually drops sharply near its transverse edges, so that effective testing can only be carried out within a slightly smaller width. The transceiver units form at least two rows located one after the other in the longitudinal direction and having an extension in the lateral direction. The transceiver units from different rows are mutually offset in the lateral direction so that the receiving components of the mutually offset transceiver units are located with mutual overlap in the overlapping area. As a result, the plurality of transceiver units provides an overall effective probe test width without gaps. All transceiver units are located in the probe body.

[0012] Все передающие компоненты электрически подсоединены к общему терминальному передающему компоненту зонда. Передающие компоненты электрически соединены последовательно и могут быть легко синхронно активированы посредством общего сигнала. Таким образом, синхронность сигналов обеспечивается конструкцией зонда и не требует применения сложной электроники.[0012] All transmitting components are electrically connected to a common terminal transmitting component of the probe. The transmitting components are electrically connected in series and can be easily synchronously activated by means of a common signal. Thus, the signal synchronization is ensured by the probe design and does not require the use of complex electronics.

[0013] Хотя можно использовать более двух рядов с одним или более приемопередающих блоков в каждом ряду, приемопередающие блоки предпочтительно разместить в два ряда, расположенных в продольном направлении друг за другом.[0013] Although more than two rows can be used with one or more transceiver units in each row, the transceiver units are preferably arranged in two rows longitudinally one behind the other.

[0014] Поскольку все приемопередающие блоки должны находиться в одной зоне корпуса зонда, обеспечена возможность разместить эти блоки в процессе изготовления зонда внутри корпуса зонда точно в предназначенных для них положениях и, соответственно, точно обеспечить взаимное позиционирование приемопередающих блоков. Заданная геометрическая конфигурация совокупности приемопередающих блоков в корпусе зонда, как правило, обеспечивается с помощью несущих элементов, причем она является постоянно фиксированной и защищенной от проникновения связывающей среды с помощью подходящего заливочного компаунда, такого как, например, эпоксидная смола.[0014] Since all the transceiver units must be located in the same region of the probe body, it is possible to place these blocks in the process of manufacturing the probe inside the probe body exactly in their intended positions and, accordingly, to accurately ensure the mutual positioning of the transceiver units. The predetermined geometric configuration of the plurality of transceiver units in the probe body is usually provided by means of supporting elements, and it is permanently fixed and protected from penetration of a bonding medium by means of a suitable potting compound such as, for example, epoxy resin.

[0015] Взаимное наложение эффективных ширин тестирования индивидуальных приемопередающих блоков фактически могло бы быть достигнуто также путем помещения приемопередающих блоков в корпус зонда по отдельности с размещением сформированных таким образом индивидуальных зондов в держателе зонда в виде двух или более взаимно смещенных рядов. Однако соответствующие тесты показали, что в случае такой комбинации индивидуальных зондов может оказаться затруднительным обеспечить, с требуемой точностью, желательный связывающий зазор по отдельности для каждого зонда в держателе. Если же все приемопередающие блоки находятся в одном и том же корпусе зонда, взаимное расположение приемопередающих блоков может быть точно зафиксировано в процессе изготовления зонда, так что задание связывающего зазора может быть осуществлено быстро и прецизионно одновременно для всех приемопередающих блоков, когда зонд будет установлен в держателе. В результате достигается возможность прямого сопоставления амплитуд сигналов от референтных дефектов для всех приемопередающих блоков зонда.[0015] Overlapping effective test widths of the individual transceiver units could in fact also be achieved by placing the transceiver units individually in the probe body, placing the individual probes thus formed in the probe holder in two or more mutually offset rows. However, relevant tests have shown that with such a combination of individual probes it can be difficult to provide, with the required accuracy, the desired bonding gap separately for each probe in the holder. If all the sender / receiver units are located in the same probe body, the relative position of the sender / receiver units can be precisely fixed during the manufacture of the probe, so that the setting of the bonding gap can be carried out quickly and precisely simultaneously for all sender / receiver units when the probe is installed in the holder. ... As a result, it is possible to directly compare the amplitudes of signals from reference defects for all transceiver units of the probe.

[0016] Путем взаимного перекрытия приемопередающих блоков, которые смещены в поперечном направлении относительно друг друга в перекрывающиеся зоны, можно достичь того, что каждый приемопередающий блок использует только ту область теоретически доступной ширины тестирования, в которой обеспечивается достаточно высокая чувствительность. Ширина зоны взаимного наложения в этом случае предпочтительно выбирается таким образом, что зоны падения чувствительности в непосредственной близости к поперечным краям приемопередающих блоков накладываются одна на другую так, что заметное падение чувствительности между приемопередающими блоками, смежными в поперечном направлении, исключается или существенно уменьшается по сравнению с известной группой осцилляторов, расположенных только в один ряд. В некоторых предлагаемых вариантах зоны перекрытия имеют ширину, составляющую по меньшей мере 10% эффективной ширины тестирования для индивидуальных приемопередающих блоков и предпочтительно лежащую в интервале от 20% до 30% эффективной ширины тестирования. Выполнение этих условий, с одной стороны, гарантирует, что перекрытие является достаточным для предотвращения существенных падений чувствительности в зонах перекрытия. С другой стороны, не делая зоны перекрытия слишком широкими, можно достичь эффекта, состоящего в обеспечении требуемой эффективной ширины тестирования посредством зонда с использованием относительно небольшого количества индивидуальных приемопередающих блоков.[0016] By overlapping transceiver units that are laterally offset from each other in overlapping areas, it is possible to achieve that each transceiver unit uses only that region of the theoretically available test width in which a sufficiently high sensitivity is provided. In this case, the width of the overlapping zone is preferably chosen in such a way that the zones of sensitivity drop in the immediate vicinity of the transverse edges of the transceiver units overlap one another so that a noticeable drop in sensitivity between transceiver units adjacent in the transverse direction is excluded or significantly reduced compared to a well-known group of oscillators located only in one row. In some embodiments, the overlap zones have a width that is at least 10% of the effective test width for individual transceiver units, and preferably ranges from 20% to 30% of the effective test width. The fulfillment of these conditions, on the one hand, ensures that the overlap is sufficient to prevent significant drops in sensitivity in the overlapping areas. On the other hand, without making the overlap areas too wide, the effect of providing the required effective test width with the probe using a relatively small number of individual transceiver units can be achieved.

[0017] В некоторых вариантах конфигурация выбрана такой, что расстояние между смежными приемопередающими блоками в одном ряду превышает 30% или 50% эффективной ширины тестирования приемопередающего блока. Тем самым можно гарантировать, что не происходит "потери" возможной, в принципе, ширины тестирования или эта "потеря" мала.[0017] In some embodiments, the configuration is chosen such that the distance between adjacent transceiver units in the same row exceeds 30% or 50% of the effective test width of the transceiver unit. This ensures that there is no "loss" of the possible, in principle, test width or this "loss" is small.

[0018] Каждый из передающих и приемных компонентов предпочтительно снабжен пластиной (например прямоугольной) из пьезоэлектрического материала, которая в случае передающего компонента действует как излучающий ультразвуковой преобразователь, а в случае приемного компонента - как приемный ультразвуковой преобразователь. Эти пластины выполнены отдельно одна от другой и снабжены электрическими контактами. В предпочтительных вариантах данные пластины расположены наклонно по отношению одна к другой, так что формируется двускатная конфигурация ("крыша"), зеркально симметричная относительно плоскости, разделяющей пластины. Разделяющая плоскость имеет протяженность в поперечном направлении. Угол "крыши" может составлять, например, 6°, хотя возможны также большие или меньшие значения.[0018] Each of the transmitting and receiving components is preferably provided with a plate (eg, rectangular) of piezoelectric material, which in the case of the transmitting component acts as an emitting ultrasonic transducer and in the case of a receiving component as an ultrasonic receiving transducer. These plates are made separately from one another and provided with electrical contacts. In preferred embodiments, these plates are disposed obliquely with respect to one another, so that a gable configuration ("roof") is formed that is mirror-symmetrical about the plane dividing the plates. The dividing plane has a lateral extension. The "roof" angle can be 6 °, for example, although higher or lower values are also possible.

[0019] Между ультразвуковыми преобразователями, в разделяющей их плоскости (плоскости симметрии конфигурации в форме крыши), предпочтительно установлена перегородка из материала, поглощающего ультразвук. Одно из назначений перегородки заключается в акустическом развязывании передающего и приемного компонентов приемопередающего блока, так что передача звука может иметь место только непрямым путем, через материал тестируемого объекта, который в процессе тестирования связан с данными компонентами. Перегородка может также служить для электрического развязывания ультразвуковых преобразователей на передающей стороне и на приемной стороне.[0019] Between the ultrasonic transducers, in the plane separating them (the plane of symmetry of the roof-shaped configuration), a partition made of ultrasound-absorbing material is preferably installed. One of the purposes of the baffle is to acoustically decouple the transmitting and receiving components of the transmitting / receiving unit, so that sound transmission can only take place indirectly, through the material of the tested object, which is connected with these components during testing. The baffle can also serve to electrically decouple the ultrasonic transducers on the transmitting side and on the receiving side.

[0020] Преимущества новой концепции могут быть реализованы, даже если используются только два приемопередающих блока, находящихся в одном ряду с взаимным смещением в поперечном направлении, а в корпусе зонда установлены только два ряда таких блоков, взаимно смещенных в продольном направлении. Однако можно использовать и значительно большие количества приемопередающих блоков, например от пяти до десяти. Вместе с тем, в предпочтительных вариантах в корпусе зонда находятся, конкретно, три, четыре или пять приемопередающих блоков. При этом первый и третий приемопередающие блоки расположены смежно в первом ряду, а второй приемопередающий блок расположен во втором ряду со смещением вдоль ряда, симметричным относительно первого и третьего приемопередающих блоков. В случае использования четырех приемопередающих блоков четвертый приемопередающий блок предпочтительно устанавливается во втором ряду на расстоянии, в поперечном направлении, от второго приемопередающего блока. При наличии пятого приемопередающего блока он может быть помещен в первый ряд.[0020] The advantages of the new concept can be realized even if only two transceiver units are used in the same row with mutual offset in the transverse direction, and only two rows of such units are installed in the probe body, mutually offset in the longitudinal direction. However, it is possible to use significantly larger numbers of transceiver units, for example from five to ten. However, in preferred embodiments, there are specifically three, four or five transceiver units in the probe housing. In this case, the first and third transceiver units are located adjacent in the first row, and the second transceiver unit is located in the second row with an offset along the row, symmetric relative to the first and third transceiver units. In the case of using four transceiver units, the fourth transceiver unit is preferably installed in the second row at a distance in the lateral direction from the second transceiver unit. If there is a fifth transceiver unit, it can be placed in the first row.

[0021] При оптимизации количества, размеров и распределения приемопередающих блоков следует учитывать, с одной стороны, что индивидуальная амплитуда сигнала приемника в случае дефекта определенного размера будет тем выше, чем меньше эффективная ширина тестирования или чем больше отношение размера дефекта к эффективной ширине тестирования. Соответственно, для получения большой амплитуды сигналов желательно увеличить количество приемопередающих блоков, например до 6-10 или более. С другой стороны, при увеличении количества приемопередающих блоков возрастают и технологические трудности, которые нужно преодолеть, чтобы правильно позиционировать их, а также провести соответствующее тестирование и оценку электроники. Если же, по контрасту, имеются только два приемопередающих блока, размещенные двумя взаимно смещенными рядами, требуемая индивидуальная эффективная ширина тестирования может оказаться относительно большой, так что амплитуда сигнала может оказаться недостаточно высокой, особенно в случае мелких дефектов. Поэтому количество приемопередающих блоков в зонде, составляющее именно три, четыре или пять, представляется в настоящее время предпочтительным.[0021] When optimizing the number, size and distribution of transceiver units, one should take into account, on the one hand, that the individual receiver signal amplitude in case of a defect of a certain size will be the higher, the smaller the effective test width or the greater the ratio of the defect size to the effective test width. Accordingly, in order to obtain a large signal amplitude, it is desirable to increase the number of transceiver units, for example, to 6-10 or more. On the other hand, with an increase in the number of transceiver units, the technological difficulties that must be overcome in order to correctly position them, as well as to conduct appropriate testing and evaluation of the electronics, also increase. If, by contrast, there are only two transceiver units located in two mutually offset rows, the required individual effective test width may be relatively large, so that the signal amplitude may not be high enough, especially in the case of small defects. Therefore, the number of transceiver units in the probe, exactly three, four or five, seems to be currently preferred.

[0022] Все приемопередающие блоки, находящиеся в различных рядах, могут иметь одинаковую ориентацию их передающих и приемных компонентов относительно продольного направления (направления тестирования). Таким образом, все передающие компоненты могут излучать в одном направлении, например наклонно вперед или наклонно назад (вдоль направления тестирования). По контрасту, в некоторых вариантах предусматривается, что приемопередающие блоки зонда распределены между первым рядом и вторым рядом, причем передающие компоненты приемопередающих блоков, находящиеся в различных рядах, обращены один к другому и расположены в срединной (относительно продольного направления) области зонда. Благодаря использованию двускатной конфигурации пластины передающих компонентов расположены наклонно по отношению одна к другой таким образом, что передающие компоненты излучают изнутри наружу в направлениях, расходящихся, как следствие наличия угла крыши, под углом одно к другому. В результате лучшее акустическое развязывание приемопередающих блоков, находящихся в различных рядах, может быть достигнуто просто благодаря тому, что главные направления излучения являются расходящимися. В принципе имеется возможность сконструировать корпус зонда таким образом, чтобы для взаимно смещенных приемопередающих блоков в корпусе зонда имелись соответственно адаптированные секции, в которые их можно было вставить. В результате мог бы потребоваться корпус зонда со сложным контуром, имеющим наружные и внутренние углы. Однако корпус зонда предпочтительно имеет прямоугольное поперечное сечение. В частности, размеры и конструкция корпуса зонда могут быть выбраны такими, чтобы он соответствовал поперечному сечению и размерам корпусов зондов, использующих множество разделенных осцилляторов, так что зонды согласно изобретению могут легко заменять в процессе модернизации известные зонды с множеством осцилляторов.[0022] All transceiver units located in different rows may have the same orientation of their transmitting and receiving components with respect to the longitudinal direction (test direction). Thus, all transmitting components can radiate in the same direction, for example obliquely forward or obliquely backward (along the test direction). In contrast, in some embodiments, it is envisaged that the transmitter / receiver units of the probe are distributed between the first row and the second row, with the transmitting components of the transceiver units located in different rows facing each other and located in the median (relative to the longitudinal direction) region of the probe. Due to the use of a gable configuration, the plates of the transmitting components are inclined with respect to one another so that the transmitting components radiate from the inside out in directions that diverge, due to the presence of the roof angle, at an angle to one another. As a result, better acoustic decoupling of transceiver units located in different rows can be achieved simply by the fact that the main directions of radiation are diverging. In principle, it is possible to design the probe body in such a way that for mutually offset transceiver units, the probe body has correspondingly adapted sections into which they can be inserted. As a result, a complexly contoured probe body with outer and inner corners might be required. However, the probe body preferably has a rectangular cross section. In particular, the dimensions and design of the probe body can be selected to match the cross-section and dimensions of the probe bodies using a plurality of separated oscillators, so that the probes of the invention can easily replace known multi-oscillator probes during retrofitting.

[0023] Имеется также возможность электрически соединить некоторые или все приемные компоненты и подсоединить их к общему терминальному приемному компоненту. Однако желательно электрически соединить каждый из приемных компонентов с отдельным терминальным приемным компонентом зонда. Как следствие, становится возможной точная привязка индивидуальных сигналов о дефектах к локализации дефекта или к узкому треку в поперечном направлении, позволяющая повысить точность локализации дефектов в поперечном направлении.[0023] It is also possible to electrically connect some or all of the receiving components and connect them to a common terminal receiving component. However, it is desirable to electrically connect each of the receiver components to a separate terminal receiver component of the probe. As a result, it becomes possible to accurately link individual signals about defects to the localization of a defect or to a narrow track in the transverse direction, which makes it possible to increase the accuracy of localization of defects in the transverse direction.

[0024] Терминальный передающий компонент и терминальные приемные компоненты могут быть размещены в общем коннекторном блоке. Это обеспечивает легкое электрическое подключение зонда после его установки в держатель. Более того, применение данного зонда в существующих системах тестирования, возможно, не потребует никакой адаптации электрических кабелей.[0024] The terminal transmitting component and terminal receiving components can be located in a common connector block. This allows easy electrical connection of the probe once it is inserted into the holder. Moreover, the use of this probe in existing test systems may not require any adaptation of electrical cables.

[0025] Между передающим и приемным компонентами предпочтительно помещается, для их акустического развязывания, перегородка (акустический экран) из материала, поглощающего ультразвук, например из пробки, пенопласта и т.д. В некоторых вариантах с этой же целью, альтернативно или дополнительно, между приемопередающими блоками, расположенными смежно в одном ряду, установлена по меньшей мере одна перегородка из материала, поглощающего ультразвук, например из пробки. В результате могут быть существенно уменьшены или исключены перекрестные наводки в поперечном направлении. Если имеются два или более приемопередающих блока, расположенных друг за другом, они могут иметь общую перегородку, обеспечивающую акустическое развязывание передающих и приемных компонентов в составе приемопередающих блоков. Такое решение уменьшает производственные затраты, необходимые для акустического развязывания.[0025] Between the transmitting and receiving components is preferably placed, in order to acoustically decouple them, a partition (acoustic shield) made of a material that absorbs ultrasound, such as cork, foam, etc. In some embodiments, for the same purpose, alternatively or additionally, at least one partition made of an ultrasound absorbing material, for example, a plug, is installed between the transceiver units located adjacent in one row. As a result, cross-talk in the transverse direction can be significantly reduced or eliminated. If there are two or more transceiver units located one behind the other, they can have a common partition that provides acoustic decoupling of the transmitting and receiving components in the transceiver units. This solution reduces the manufacturing costs required for acoustic decoupling.

[0026] С целью акустической оптимизации зонда каждый приемопередающий блок может быть снабжен звукопоглощающим элементом, расположенным на стороне зонда, противоположной той его стороне, которая должна приводиться в акустический контакт с поверхностью тестируемого объекта. Хотя каждый приемопередающий блок может быть снабжен собственным звукопоглощающим элементом, корпус зонда предпочтительно содержит единственный звукопоглощающий элемент, который действует как звукопоглощающий элемент для всех приемопередающих блоков. Одним из результатов такого выполнения является упрощение изготовления.[0026] For the purpose of acoustic optimization of the probe, each transceiver unit can be equipped with a sound-absorbing element located on the side of the probe opposite to the side that is to be brought into acoustic contact with the surface of the test object. Although each transceiver unit may be provided with its own sound absorbing element, the probe body preferably contains a single sound absorbing element that acts as a sound absorbing element for all transceiver units. One of the results of this implementation is the simplification of manufacture.

[0027] Изобретение относится также к ультразвуковой системе неразрушающего тестирования объекта в процессе относительного движения тестируемого объекта и зонда в направлении тестирования, которая содержит один или более зондов согласно изобретению. Данная система может являться, в частности, ультразвуковой системой тестирования металлических плит.[0027] The invention also relates to an ultrasonic system for non-destructive testing of an object in the process of relative movement of the test object and the probe in the direction of testing, which contains one or more probes according to the invention. This system can be, in particular, an ultrasonic testing system for metal plates.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

[0028] Другие преимущества и свойства изобретения станут ясны из прилагаемой формулы и нижеследующего описания предпочтительных вариантов изобретения, рассматриваемых со ссылками на прилагаемые чертежи.[0028] Other advantages and properties of the invention will become apparent from the appended claims and the following description of the preferred embodiments of the invention, taken with reference to the accompanying drawings.

На фиг. 1 представлен, на виде в плане, с его активной стороны, ультразвуковой зонд согласно варианту изобретения.FIG. 1 shows, in plan view, from its active side, an ultrasonic probe according to an embodiment of the invention.

На фиг. 2 показан, в разрезе, зонд по фиг. 1, установленный в держатель зонда.FIG. 2 shows, in section, the probe of FIG. 1 installed in the probe holder.

На фиг. 3 схематично, на виде в плане, представлен вариант с другим расположением звукопоглощающих перегородок.FIG. 3 is a schematic plan view of a variant with a different arrangement of sound-absorbing baffles.

На фиг. 4 схематично, на виде в плане, представлен еще один вариант с другим расположением звукопоглощающих перегородок.FIG. 4 schematically, in a plan view, another variant with a different arrangement of sound-absorbing partitions is shown.

На фиг. 5 показан, в разрезе, зонд по фиг. 2 с другой последовательностью передающих и приемных компонентов.FIG. 5 shows, in section, the probe of FIG. 2 with a different sequence of transmitting and receiving components.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

[0029] На фиг. 1 схематично изображен, на виде в плане, зонд 100 согласно одному из вариантов изобретения. Зонд показан со своей активной стороны, т.е. со стороны, которой он подводится к поверхности объекта, подлежащего тестированию. На фиг. 2 тот же зонд показан в разрезе вертикальной плоскостью. Данный зонд предназначен для использования в полностью автоматической ультразвуковой системе тестирования металлических плит, в которой используется группа номинально идентичных зондов. Зонд предпочтительно функционирует на номинальной частоте около 4 или 5 МГц и в представленном варианте использует комбинацию из трех излучающих и трех приемных ультразвуковых преобразователей, т.е. представляет приемопередающий зонд (зонд-трансивер).[0029] FIG. 1 is a schematic plan view of a probe 100 according to one embodiment of the invention. The probe is shown from its active side, i.e. from the side with which it is brought to the surface of the object to be tested. FIG. 2, the same probe is shown in section in a vertical plane. This probe is intended for use in a fully automatic ultrasonic metal plate testing system that uses a group of nominally identical probes. The probe preferably operates at a nominal frequency of about 4 or 5 MHz and in the illustrated embodiment uses a combination of three transmitting and three receiving ultrasonic transducers, i.e. represents a transceiver probe (transceiver probe).

[0030] Зонд предпочтительно использует фрезерованный металлический корпус 110, который имеет в сечении, как показано на фиг. 1, по существу, прямоугольную форму с шириной (измеряемой в поперечном направлении Q), более чем вдвое превышающей длину (измеряемую в продольном направлении L). Как пример, ширина корпуса составляет около 65 мм, тогда как его длина (измеряемая в направлении, перпендикулярном ширине) составляет 24-25 мм. Корпус зонда открыт со стороны активной поверхности 120 (см. фиг. 2). На задней стороне, противоположной активной поверхности, корпус зонда является закрытым, за исключением проходов для вывода электрических линий.[0030] The probe preferably uses a milled metal body 110 that has a cross-section as shown in FIG. 1 is substantially rectangular in shape with a width (measured in the transverse direction Q) more than twice the length (measured in the longitudinal direction L). As an example, the width of the case is about 65 mm, while its length (measured in a direction perpendicular to the width) is 24-25 mm. The probe body is open from the side of the active surface 120 (see Fig. 2). On the rear side opposite the active surface, the probe body is closed, except for the conduits for the electrical lines.

[0031] Как схематично проиллюстрировано на фиг. 2, в процессе установки и настройки системы тестирования зонд 100 вводится в держатель 200, который вместе с группой других, номинально идентичных, держателей зондов закреплен на поверхности тестирующей каретки в составе системы тестирования. На нижней стороне держателя 200, обращенной к тестируемому объекту 290, закреплена так называемая износостойкая подложка 210 (wear sole) в виде пластины из износостойкого материала, например из высококачественной стали с твердыми металлическими включениями или из закаленной стали. Для проведения тестирования держатели зондов подводятся к тестируемому объекту 290 так, чтобы износостойкие подложки пришли в контакт с поверхностью 292 тестируемого объекта и скользили по ней, если тестируемый объект движется относительно держателя зонда в направлении 295 тестирования. Зонд в этом случае устанавливается в держатель зонда таким образом, чтобы продольное направление L зонда, насколько это возможно, было параллельно направлению 295 тестирования. Соответственно, направление Н по высоте, ортогональное по отношению к продольному и поперечному направлениям, будет отходить от поверхности объекта, насколько это возможно, в вертикальном направлении. Типичная скорость движения в процессе тестирования после подведения всех держателей зондов составляет, например, 0,5-1 м/с.[0031] As schematically illustrated in FIG. 2, during the installation and setup of the testing system, the probe 100 is inserted into the holder 200, which, together with a group of other nominally identical probe holders, is fixed to the surface of the testing carriage as part of the testing system. On the underside of the holder 200, facing the test object 290, is a so-called wear sole 210 in the form of a plate made of wear-resistant material such as stainless steel with hard metal parts or hardened steel. For testing, the probe holders are brought to the test object 290 so that the wear-resistant substrates come in contact with the surface of the test object 292 and slide over it if the test object moves relative to the probe holder in the direction of testing 295. In this case, the probe is installed in the probe holder in such a way that the longitudinal direction L of the probe is, as far as possible, parallel to the testing direction 295. Accordingly, the height direction H, orthogonal to the longitudinal and lateral directions, will move away from the surface of the object as far as possible in the vertical direction. The typical travel speed during testing after all probe holders have been connected is, for example, 0.5-1 m / s.

[0032] Износостойкая подложка 210 имеет прямоугольный вырез или просвет 215, который отходит от ее контактной поверхности 212 к внутренней стороне и имеет такие размеры в продольном направлении L и в поперечном направлении Q, что зонд 100 может быть введен через него с малым зазором относительно держателя зонда. На заднем конце зонда, т.е. на стороне, обращенной от активной поверхности 120, имеется несущая пластина 220, которая служит для закрепления и настройки вертикального положения зонда в держателе 200 зонда. Зонд, установленный в держатель, расположен таким образом, что между планарной активной поверхностью 120 зонда и плоскостью, образованной контактной поверхностью 212 износостойкой подложки 210, остается так называемый связывающий зазор (coupling gap) SP, толщина D которого является постоянной, насколько это возможно, по ширине зонда и часто составляет примерно 0,25-0,35 мм. В процессе тестирования этот зазор заполняют связывающей жидкостью, обычно водой. Точное выдерживание не имеющего клиновидности связывающего зазора, особенно в продольном направлении, является существенным предварительным условием для надежного ультразвукового тестирования.[0032] Wear-resistant substrate 210 has a rectangular notch or lumen 215 that extends from its contact surface 212 to the inner side and is dimensioned in the longitudinal direction L and in the transverse direction Q that the probe 100 can be inserted therethrough with a small clearance relative to the holder probe. At the rear end of the probe, i.e. on the side facing away from the active surface 120, there is a carrier plate 220 which serves to secure and adjust the vertical position of the probe in the probe holder 200. The probe, installed in the holder, is located in such a way that between the planar active surface 120 of the probe and the plane formed by the contact surface 212 of the wear-resistant substrate 210, a so-called coupling gap SP remains, the thickness D of which is constant, as far as possible, along width of the probe and is often about 0.25-0.35 mm. During testing, this gap is filled with a bonding liquid, usually water. Accurate maintenance of the wedge-free bonding gap, especially in the longitudinal direction, is an essential precondition for reliable ultrasonic testing.

[0033] Зонд 100 сконструирован таким образом, что он обладает относительно однородной высокой чувствительностью без каких-либо значительных локальных падений чувствительности по всей эффективной ширине РКРВ тестирования посредством зонда. С этой целью в рассматриваемом примере во внутреннем объеме корпуса зонда установлены три номинально идентичных приемопередающих блока, т.е. первый, второй и третий приемопередающие блоки 150-1, 150-2, 150-3. Каждый из приемопередающих блоков содержит единственный передающий компонент Т1, Т2, Т3 и единственный приемный компонент R1, R2, R3, соответствующий передающему компоненту в том же блоке. Каждый из передающих и приемных компонентов снабжен тонкой прямоугольной пластиной из пьезоэлектрического материала, которая в случае передающего компонента действует как излучающий ультразвуковой преобразователь, а в случае приемного компонента - как приемный ультразвуковой преобразователь. На передней и задней сторонах пластины имеются неизображенные контакты. Прямоугольные пластины ориентированы параллельно одна другой в поперечном направлении Q и имеют взаимный наклон в продольном направлении, так что образуется двускатная конфигурация (конфигурация в форме крыши), зеркально симметричная относительно разделяющей плоскости, например, с углом 6° (фиг. 2). В разделяющей плоскости (в плоскости симметрии конфигурации в форме крыши) между ультразвуковыми преобразователями введена разделяющая стенка (перегородка) 152-1 из материала, поглощающего ультразвук. Перегородка, предпочтительно выполненная из пробкового материала, служит для акустического развязывания передающего и приемного компонентов приемопередающего блока, так что передача звука может происходить только непрямым путем, через материал тестируемого объекта, который связан с данным блоком в процессе тестирования. Перегородка служит также для электрического развязывания ультразвуковых преобразователей на передающей и приемной сторонах.[0033] The probe 100 is designed such that it has a relatively uniform high sensitivity without any significant local drops in sensitivity over the entire effective width of the RRC probe testing. For this purpose, in the example under consideration, three nominally identical transceiver units are installed in the internal volume of the probe body, i.e. the first, second and third transceiver units 150-1, 150-2, 150-3. Each of the transceiver units contains a single transmitting component T1, T2, T3 and a single receiving component R1, R2, R3 corresponding to a transmitting component in the same unit. Each of the transmitting and receiving components is provided with a thin rectangular plate of piezoelectric material, which in the case of the transmitting component acts as an emitting ultrasonic transducer, and in the case of the receiving component as an ultrasonic receiving transducer. There are pins not shown on the front and back of the plate. The rectangular plates are oriented parallel to one another in the transverse direction Q and have a mutual inclination in the longitudinal direction, so that a gable configuration (roof-shaped configuration) is formed, mirror-symmetrical about the dividing plane, for example, with an angle of 6 ° (Fig. 2). In the dividing plane (in the plane of symmetry of the configuration in the form of a roof) between the ultrasonic transducers, a dividing wall (partition) 152-1 of a material that absorbs ultrasound is introduced. The partition, preferably made of cork material, serves to acoustically decouple the transmitting and receiving components of the transmitting / receiving unit, so that sound transmission can only take place indirectly, through the material of the test object, which is connected to this unit during testing. The partition also serves to electrically decouple the ultrasonic transducers on the transmitting and receiving sides.

[0034] Представленный порядок расположения передающего и приемного компонентов приемопередающего блока в направлении тестирования может быть изменен на обратный. Соответствующие примеры обсуждаются со ссылками на фиг. 5.[0034] The presented arrangement of the transmitting and receiving components of the transceiver unit in the test direction can be reversed. Corresponding examples are discussed with reference to FIG. five.

[0035] Над приемопередающими компонентами во внутреннем объеме корпуса 110, закрытого на своей задней стороне, помещен единственный звукопоглощающий элемент 260, который служит для подавления распространяющихся назад звуковых волн от всех приемопередающих блоков. Свободные пространства внутри корпуса между передающими компонентами, приемными компонентами и перегородками заполняют заливочным компаундом из пластика до уровня активной поверхности 120. Тем самым обеспечивается водонепроницаемая герметизация электрических компонентов зонда.[0035] Above the transceiver components in the inner volume of the housing 110, closed on its rear side, a single sound-absorbing element 260 is placed, which serves to suppress the propagating sound waves from all transceiver units. The free spaces inside the housing between the transmitting components, the receiving components and the baffles are filled with a plastic potting compound to the level of the active surface 120. This ensures a watertight seal for the electrical components of the probe.

[0036] Каждый из приемопередающих блоков имеет эффективную ширину РВ тестирования, которая измеряется в поперечном направлении и которая несколько (примерно на 10%-20%) меньше, чем физическая протяженность передающего компонента Т1 и приемного компонента R1 в том же направлении. Чтобы пояснить понятие эффективной ширины РВ1 тестирования для первого приемопередающего блока 150-1, на фиг. 1 представлена кривая Е1, которая иллюстрирует типичный профиль амплитуды сигнала по длине компонента (измеренной в поперечном направлении Q) применительно к референтному дефекту FBH-2. Амплитуда сигнала является мерой чувствительности. Данный профиль чувствительности характеризуется наличием довольно широкого плато, симметричного относительно середины приемопередающего блока, довольно высокой наблюдаемой амплитудой сигнала с пологим локальным падением чувствительности в середине компонента, двумя локальными максимумами М1, М2, смещенными к наружным краям компонента, а также резким падением чувствительности в непосредственной близости к поперечным краям компонента. Эффективная ширина РВ1 тестирования может быть определена, например, таким образом, что она соответствует области, в которой амплитуда сигнала меньше, чем в локальных максимумах, не более, например, чем на 4 дБ. Каждый из остальных приемопередающих блоков имеет эффективную ширину РВ2 и РВ3 тестирования соответственно. Значения эффективной ширины тестирования могут составлять, например, 20 мм или более. В процессе движения тестируемого объекта 290 относительно зонда в направлении 295 тестирования каждый из приемопередающих блоков сканирует тестируемый трек с шириной (в поперечном направлении), которая соответствует эффективной ширине тестирования для этого приемопередающего блока.[0036] Each of the transceiver units has an effective test width PB, which is measured in the lateral direction and which is somewhat (about 10% -20%) less than the physical extent of the transmitting component T1 and the receiving component R1 in the same direction. To clarify the concept of the effective test width PB1 for the first transceiver unit 150-1, FIG. 1 is a curve E1 that illustrates a typical signal amplitude profile along the component length (measured in the transverse direction Q) for the reference defect FBH-2. Signal amplitude is a measure of sensitivity. This sensitivity profile is characterized by the presence of a rather wide plateau symmetric with respect to the middle of the transceiver unit, a rather high observed signal amplitude with a gentle local drop in sensitivity in the middle of the component, two local maxima М1, М2, shifted to the outer edges of the component, as well as a sharp drop in sensitivity in the immediate vicinity. to the lateral edges of the component. The effective test width PB1 can be determined, for example, in such a way that it corresponds to a region in which the signal amplitude is less than at the local maxima, for example, by no more than 4 dB. Each of the other transceiver units has an effective test width PB2 and PB3, respectively. Effective test widths can be, for example, 20 mm or more. As the test object 290 moves relative to the probe in the test direction 295, each of the transceiver units scans the test track with a width (in the lateral direction) that corresponds to the effective test width for that transceiver unit.

[0037] Приемопередающие блоки расположены относительно друг друга таким образом, что имеет место частичное наложение в поперечном направлении между их эффективными ширинами тестирования и между тремя тестируемыми треками, которые сканируются приемопередающими блоками. В результате сканирование может производиться с высокой чувствительностью по всей суммарной ширине тестирования, обеспечиваемой зондом. С этой целью приемопередающие блоки установлены двумя прямыми рядами 155-1, 155-2, расположенными друг за другом в продольном направлении L и ориентированными в поперечном направлении Q. В этом варианте первый и третий приемопередающие блоки 150-1, 150-3 находятся в первом ряду 155-1 с расстоянием (зазором) между ними в поперечном направлении Q, равным DQ. При этом разделяющие плоскости между передающими компонентами Т1, Т3 и приемными компонентами R1, R3 соответственно совпадают одна с другой. Расстояние DQ между двумя приемопередающими блоками одного ряда (измеряемое в поперечном направлении) составляет от 40% до 60% размера приемопередающих блоков в этом направлении (т.е. от их ширины).[0037] The transceiver units are positioned relative to each other in such a way that there is a partial overlap in the lateral direction between their effective test widths and between the three test tracks that are scanned by the transceiver units. As a result, scanning can be performed with high sensitivity over the entire total testing width provided by the probe. For this purpose, the transceiver units are installed in two straight rows 155-1, 155-2, located one after the other in the longitudinal direction L and oriented in the transverse direction Q. In this embodiment, the first and third transceiver units 150-1, 150-3 are located in the first row 155-1 with a distance (gap) between them in the transverse direction Q equal to DQ. In this case, the dividing planes between the transmitting components T1, T3 and the receiving components R1, R3, respectively, coincide with one another. The distance DQ between two transceiver units of the same row (measured in the transverse direction) is between 40% and 60% of the size of the transceiver units in that direction (i.e., of their width).

[0038] Второй приемопередающий блок 150-2 находится во втором ряду 155-2, т.е. он смещен в продольном направлении относительно первого и третьего приемопередающих блоков. Этот блок расположен симметрично относительно других приемопередающих блоков таким образом, что зазор между приемопередающими блоками первого ряда полностью перекрыт.Второй приемопередающий блок 150-2 расположен в поперечном направлении по обе стороны от средней плоскости так, что на виде вдоль продольного направления наружные части этого блока находятся позади соответствующих наружных частей приемопередающих блоков, расположенных в первом ряду. В результате приемопередающие блоки из различных (т.е. из первого и второго) рядов взаимно смещены в поперечном направлении Q таким образом, что приемные компоненты приемопередающих блоков, смещенные друг относительно друга, а также тестируемые треки, сканируемые этими приемопередающими блоками, имеют взаимное наложение в зоне U1-2 или U2-3. Как следствие, приемопередающие блоки совместно перекрывают суммарную эффективную ширину РКРВ тестирования без каких-либо зазоров и без существенного падения чувствительности. Ширина зон U1-2 и U2-3 взаимного наложения, измеряемая в поперечном направлении Q, составляет примерно 15-20% каждой эффективной ширины РВ1, РВ2, РВ3 тестирования, обеспечиваемой соответствующими индивидуальными приемопередающими блоками. Тем самым гарантируется, во-первых, что тестирование с высокой чувствительностью обеспечивается также в зоне тестируемого объекта, соответствующей указанному наложению, и, во-вторых, что полная эффективная ширина тестирования посредством зонда может быть обеспечена относительно небольшим количеством (только тремя) приемопередающими блоками.[0038] The second transceiver unit 150-2 is in the second row 155-2, i. E. it is offset longitudinally relative to the first and third transceiver units. This unit is located symmetrically with respect to other transceiver units in such a way that the gap between the transceiver units of the first row is completely bridged. The second transceiver unit 150-2 is located in the transverse direction on both sides of the median plane so that when viewed along the longitudinal direction, the outer parts of this unit are behind the corresponding outer parts of the sender / receiver units located in the first row. As a result, the transceiver units from different (i.e., from the first and second) rows are mutually displaced in the transverse direction Q in such a way that the receiving components of the transceiver units are offset relative to each other, as well as the test tracks scanned by these transceiver units, have an overlapping in zone U1-2 or U2-3. As a consequence, the transceiver units collectively cover the total effective width of the RRC test without any gaps and without a significant drop in sensitivity. The width of the overlapping zones U1-2 and U2-3, measured in the transverse direction Q, is approximately 15-20% of each effective test width PB1, PB2, PB3 provided by the respective individual transceiver units. This ensures, firstly, that testing with high sensitivity is also provided in the area of the tested object corresponding to the specified overlap, and, secondly, that the total effective testing width by means of the probe can be provided by a relatively small number (only three) transceiver units.

[0039] На фиг. 1 наглядно показано, что все передающие компоненты Т1, Т2 и Т3 зонда 100 подсоединены к общему терминальному передающему компоненту AT зонда. От каждого приемного компонента R1, R2, R3 проложена отдельная электрическая линия к отдельному терминальному приемному компоненту AR1, AR2, AR3. Терминальный передающий компонент AT и терминальные приемные компоненты AR1, AR2 и AR3 находятся в общем коннекторном блоке, так что зонд может быть удобным образом подсоединен к электронике ультразвуковой системы тестирования путем подключения к соответствующей розетке.[0039] FIG. 1 clearly shows that all transmitter components T1, T2 and T3 of the probe 100 are connected to a common terminal transmitter component AT of the probe. A separate electric line is laid from each receiving component R1, R2, R3 to a separate terminal receiving component AR1, AR2, AR3. The terminal transmitting component AT and the terminal receiving components AR1, AR2 and AR3 are located in a common connector block, so that the probe can be conveniently connected to the electronics of the ultrasonic testing system by plugging it into the corresponding socket.

[0040] Существуют различные возможности для акустического и электрического развязывания передающих и приемных компонентов. В варианте по фиг. 1 и 2 каждый приемопередающий блок имеет перегородку 152-1, установленную между передающим и приемным компонентами. Перегородки не соединены одна с другой. В варианте зонда 300 по фиг. 3 используется перегородка 352, общая для двух приемопередающих блоков, находящихся в одном (первом) ряду. Этим можно упростить изготовление зонда. В варианте зонда 400 по фиг. 4 используется перегородка 452, ориентированная в поперечном направлении и расположенная между приемопередающими блоками первого ряда и приемопередающим блоком второго ряда. Имеются также другие перегородки, ориентированные в продольном направлении и находящиеся на узких сторонах приемопередающего блока. Более конкретно, перегородки находятся на обращенных одна к другой сторонах приемопередающих блоков первого ряда. Это обеспечивает лучшее подавление перекрестных наводок в зонде, чем в вариантах, не имеющих таких перегородок.[0040] There are various possibilities for acoustically and electrically decoupling the transmitting and receiving components. In the embodiment of FIG. 1 and 2, each transceiver unit has a baffle 152-1 installed between the transmitting and receiving components. The partitions are not connected to one another. In the embodiment of probe 300 of FIG. 3, a partition 352 is used, which is common to two transceiver units in the same (first) row. This can simplify the manufacture of the probe. In the embodiment of probe 400 of FIG. 4, a transversely oriented baffle 452 is used and is located between the first-row transceiver units and the second-row transceiver unit. There are also other longitudinally oriented baffles on the narrow sides of the sender / receiver unit. More specifically, the partitions are located on the facing sides of the first row of transceiver units. This provides better rejection of crosstalk in the probe than without cross-barriers.

[0041] В вариантах по фиг. 1-4 передающие компоненты Т1, Т2 и др. в составе различных приемопередающих блоков расположены таким образом, что все передающие компоненты находятся во взаимно параллельных плоскостях, под углом к плоскости L-Q, благодаря чему все передающие компоненты из рядов, расположенных последовательно в продольном направлении L, излучают в одном направлении. Следовательно, в варианте по фиг. 1 три передающих компонента Т1, Т2 и Т3 в процессе движения зонда в продольном направлении L будут излучать в направлении наклонно вперед.[0041] In the embodiments of FIGS. 1-4 transmitting components T1, T2, etc. in the composition of various transmitting-receiving units are arranged in such a way that all transmitting components are in mutually parallel planes, at an angle to the LQ plane, due to which all transmitting components from rows arranged in series in the longitudinal direction L radiate in one direction. Therefore, in the embodiment of FIG. 1, three transmitting components T1, T2 and T3 will radiate in the direction obliquely forward during the movement of the probe in the longitudinal direction L.

[0042] На фиг. 5 представлена, в разрезе, аналогичном использованному на фиг. 2, модификация варианта по фиг. 1, 2. Для большей понятности используются те же обозначения. Единственное различие по сравнению с вариантом по фиг. 2 состоит в том, что передающие компоненты Т1 и Т2 приемопередающих блоков, расположенных друг за другом во взаимно параллельных рядах, не находятся во взаимно параллельных плоскостях, а установлены под углом друг к другу. Аналогичным образом расположены приемные компоненты R1, R2. Один из эффектов такого расположения состоит в том, что излучающие поверхности передающих компонентов Т1, Т2 в составе приемопередающих блоков, расположенных в продольном направлении непосредственно друг за другом, развернуты одна относительно другой и стыкуются в зоне взаимного наложения в продольном направлении. В результате такого взаимно развернутого положения главные направления излучения (отмеченные косыми стрелками) ориентированы таким образом, что передающие компоненты излучают ультразвук в направлении изнутри наружу. Следовательно, главные направления излучения имеют в продольной плоскости противоположно направленные компоненты. Как результат, по сравнению с ориентацией, представленной на фиг. 1, может быть обеспечено улучшенное акустическое развязывание передающих компонентов, находящихся в различных рядах. Таким образом, в вариантах с двухрядным расположением, использующих указанный разворот, можно установить передающие компоненты, взаимно смещенные в продольном направлении, в срединной области зонда и, благодаря их развернутому положению, испускать звуковые волны в направлениях наружу, от продольной оси.[0042] FIG. 5 is a cross-section similar to that used in FIG. 2, a modification of the embodiment of FIG. 1, 2. For better clarity, the same designations are used. The only difference compared to the embodiment of FIG. 2 consists in the fact that the transmitting components T1 and T2 of the transmitting / receiving units located one after another in mutually parallel rows are not in mutually parallel planes, but are installed at an angle to each other. Receiving components R1, R2 are arranged in a similar way. One of the effects of this arrangement is that the emitting surfaces of the transmitting components T1, T2 in the composition of the transceiver units located in the longitudinal direction immediately one after the other, are deployed relative to one another and are joined in the zone of mutual overlap in the longitudinal direction. As a result of this mutually deployed position, the main directions of radiation (marked with oblique arrows) are oriented in such a way that the transmitting components emit ultrasound from the inside out. Consequently, the main directions of radiation have oppositely directed components in the longitudinal plane. As a result, compared to the orientation shown in FIG. 1, improved acoustical decoupling of transmitting components in different rows can be provided. Thus, in two-row versions using this reversal, it is possible to install the transmitting components, mutually offset in the longitudinal direction, in the middle region of the probe and, due to their unfolded position, emit sound waves outward from the longitudinal axis.

[0043] Соответствующие модификации возможны также в отношении вариантов по фиг. 3 и 4. Например, применительно к варианту по фиг. 3 расположение передающих компонентов Т2 и приемных компонентов R2 можно изменить так, чтобы передающий компонент Т2 непосредственно примыкал к передающим компонентам Т1 и Т3 двух приемопередающих блоков из другого ряда. Применительно к варианту по фиг. 4 соответствующая модификация может состоять в том, что передающий компонент Т2 непосредственно примыкает к перегородке 452, тогда как приемный компонент R2 смещен в наружном направлении, т.е. находится вблизи корпуса зонда.[0043] Corresponding modifications are also possible with respect to the embodiments of FIG. 3 and 4. For example, in relation to the embodiment of FIG. 3, the arrangement of the transmitting components T2 and the receiving components R2 can be changed so that the transmitting component T2 is directly adjacent to the transmitting components T1 and T3 of two transmit / receive units from another row. For the embodiment of FIG. 4, a corresponding modification can be that the transmitting component T2 is directly adjacent to the partition 452, while the receiving component R2 is displaced outwardly, i.e. located near the probe body.

[0044] Как известно, ультразвуковое тестирование основано на различии в уровнях звуковых волн, распространяющихся в различных средах. Так, эти волны испытывают частичное отражение на границах сред, имеющих различное волновое сопротивление. С ростом разности волновых сопротивлений возрастает также отраженная компонента. Изменение акустических свойств на границе в зоне дефекта или неоднородности внутри тестируемого объекта приводит к отражению звуковых импульсов, испущенных передающим компонентом, которые поступают к приемному компоненту в составе зонда. Под дефектами (неоднородностями) понимаются, например, полости, включения, трещины или другие разрывы микроструктуры. В эхо-импульсном методе измеряется время, прошедшее между передачей и приемом импульса, причем выходной сигнал может генерироваться по результатам измерений указанного времени. При этом положение и размер дефекта (неоднородности) могут быть определены путем сравнения таких сигналов с сигналами от эквивалентного отражателя (например от стандартного плоскодонного отверстия, FBH), канавки или поперечного канала. В случае автоматических систем тестирования информация сохраняется, соотносится с тестируемым объектом и документируется, в различных вариантах, немедленно или с задержкой.[0044] As you know, ultrasound testing is based on the difference in the levels of sound waves propagating in different environments. So, these waves experience partial reflection at the boundaries of media with different wave impedances. As the difference in wave impedances increases, the reflected component also increases. A change in acoustic properties at the boundary in a defect or inhomogeneity zone within the test object results in a reflection of the sound pulses emitted by the transmitting component, which arrive at the receiving component as part of the probe. Defects (inhomogeneities) are understood as, for example, cavities, inclusions, cracks or other breaks in the microstructure. The pulse echo method measures the time elapsed between the transmission and reception of a pulse, and the output signal can be generated from measurements of the specified time. In this case, the position and size of the defect (discontinuity) can be determined by comparing such signals with signals from an equivalent reflector (for example, from a standard flat-bottomed hole, FBH), groove or lateral channel. In the case of automated test systems, the information is stored, correlated with the tested object and documented, in various ways, immediately or with delay.

[0045] Тестирования посредством обычных приемопередающих зондов, разделенных на 4 канала, показали, что эти зонды имеют достаточную чувствительность по всей эффективной ширине тестирования для эквивалентных отражателей вплоть до класса FBH-3 (плоскодонное отверстие с диаметром 3 мм). Было, однако, обнаружено, что детектировать референтные дефекты класса FBH-2 или более мелкие с достаточной воспроизводимостью часто оказывается невозможно. Одна из причин, со ссылкой на которую объясняют указанное ограничение чувствительности, состоит в наличии зон пониженной чувствительности на стыках между смежными приемными компонентами в одном ряду. Предложенное новое расположение приемопередающих блоков в зонде с взаимным наложением тестируемых треков, т.е. с эффективной шириной тестирования согласно рассмотренным вариантам изобретения, позволяет детектировать, с высокой воспроизводимостью, референтные дефекты класса FBH-2 или более мелкие (например, вплоть до FBH-1.2 или FBH-1 или еще более мелкие).[0045] Tests with conventional 4-channel transceiver probes have shown that these probes have sufficient sensitivity across the entire effective test width for equivalent reflectors up to class FBH-3 (3mm flat bottom hole). However, it has been found that it is often impossible to detect FBH-2 or smaller reference defects with sufficient reproducibility. One of the reasons, with reference to which this limitation of sensitivity is explained, is the presence of zones of reduced sensitivity at the junctions between adjacent receiving components in the same row. The proposed new arrangement of the transceiver units in the probe with overlapping of the tested tracks, i.e. with an effective testing width in accordance with the considered variants of the invention, allows to detect, with high reproducibility, reference defects of the FBH-2 class or smaller (for example, down to FBH-1.2 or FBH-1 or even smaller).

Claims (18)

1. Зонд (100) для ультразвуковой системы неразрушающего тестирования материала при движении тестируемого объекта (290) относительно зонда в направлении (295) тестирования, содержащий:1. Probe (100) for an ultrasonic system for non-destructive testing of material when the tested object (290) moves relative to the probe in the direction (295) of testing, containing: корпус (110), который задает продольное направление (L), совпадающее с направлением тестирования, и поперечное направление (Q), перпендикулярное к направлению тестирования, иa housing (110), which defines a longitudinal direction (L) coinciding with the testing direction and a transverse direction (Q) perpendicular to the testing direction, and группу приемопередающих блоков (150-1, 150-2, 150-3), каждый из которых содержит передающий компонент (Т1, Т2, Т3) и соответствующий ему отдельный приемный компонент (R1, R2, R3) и задает в поперечном направлении (Q) эффективную ширину (РВ1, РВ2, РВ3) тестирования с обеспечением, в процессе относительного движения тестируемого объекта и зонда в направлении тестирования, возможности тестирования трека с шириной, равной эффективной ширине тестирования, при этом:a group of transceiver units (150-1, 150-2, 150-3), each of which contains a transmitting component (T1, T2, T3) and its corresponding separate receiving component (R1, R2, R3) and sets in the transverse direction (Q ) the effective width (PB1, PB2, PB3) of testing with the provision, in the process of relative movement of the tested object and the probe in the direction of testing, the possibility of testing a track with a width equal to the effective testing width, while: приемопередающие блоки образуют по меньшей мере два ряда (155-1, 155-2), расположенные в продольном направлении (L) друг за другом и имеющие протяженность в поперечном направлении (Q);the transceiver units form at least two rows (155-1, 155-2) located in the longitudinal direction (L) one after the other and having an extension in the lateral direction (Q); приемопередающие блоки из различных рядов взаимно смещены в поперечном направлении (Q) таким образом, что приемные компоненты (R1, R2, R3) взаимно смещенных приемопередающих блоков расположены с взаимным перекрытием в зоне (U1-2, U2-3) перекрытия, так что совокупность приемопередающих блоков обеспечивает общую эффективную ширину (PKPB) тестирования посредством зонда, не имеющую зазоров;transceiver units from different rows are mutually displaced in the lateral direction (Q) in such a way that the receiving components (R1, R2, R3) of mutually offset transceiver units are located with mutual overlap in the overlap zone (U1-2, U2-3), so that the set transceiver blocks provide total effective width (PKPB) for probe testing without gaps; все приемопередающие блоки размещены в корпусе (110) зонда, причем каждый из передающих компонентов (Т1, Т2, Т3) и приемных компонентов (R1, R2, R3) снабжен пластиной из пьезоэлектрического материала и пластины в составе одного приемопередающего блока расположены наклонно по отношению одна к другой с формированием двускатной конфигурации, зеркально симметричной относительно разделяющей их плоскости, иall transceiver units are located in the probe body (110), and each of the transmitting components (T1, T2, T3) and receiving components (R1, R2, R3) is equipped with a plate of piezoelectric material and the plates in one transceiver unit are located obliquely with respect to one to another with the formation of a gable configuration, mirror-symmetric relative to the plane separating them, and все передающие компоненты (Т1, Т2, Т3) электрически подсоединены к общему терминальному передающему компоненту (AT) зонда.all transmitting components (T1, T2, T3) are electrically connected to the common terminal transmitting component (AT) of the probe. 2. Зонд по п. 1, отличающийся тем, что зоны (U1-2, U2-3) перекрытия имеют в поперечном направлении ширину, составляющую по меньшей мере 10%, предпочтительно от 20% до 30%, эффективной ширины (РВ1, РВ2, РВ3) тестирования.2. A probe according to claim 1, characterized in that the overlap zones (U1-2, U2-3) have a lateral width of at least 10%, preferably 20% to 30%, of the effective width (PB1, PB2 , PB3) testing. 3. Зонд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что смежные приемопередающие блоки (150-1, 150-2), находящиеся в одном ряду (155-1), разделены расстоянием (DQ), превышающим 30% эффективной ширины (РВ1, РВ2, РВ3) тестирования для приемопередающего блока.3. A probe according to claim 1 or 2, characterized in that adjacent transceiver units (150-1, 150-2) located in the same row (155-1) are separated by a distance (DQ) exceeding 30% of the effective width (PB1 , PB2, PB3) testing for the transceiver unit. 4. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что между пластинами, в разделяющей их плоскости, предпочтительно установлена перегородка (152-1) из материала, поглощающего ультразвук.4. A probe according to any one of the preceding claims, characterized in that between the plates, in a plane separating them, a baffle (152-1) of material that absorbs ultrasound is preferably installed. 5. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в корпусе (110) зонда размещены три или четыре приемопередающих блока (150-1, 150-2, 150-3), причем первый и третий приемопередающие блоки расположены смежно в первом ряду (155-1), а второй приемопередающий блок (150-2) расположен во втором ряду (155-2) со смещением вдоль ряда, симметричным относительно первого и третьего приемопередающих блоков.5. A probe according to any of the previous claims, characterized in that three or four transceiver units (150-1, 150-2, 150-3) are placed in the probe body (110), and the first and third transceiver units are located adjacent to the first row (155-1), and the second transceiver unit (150-2) is located in the second row (155-2) with an offset along the row symmetrical with respect to the first and third transceiver units. 6. Зонд по п. 4 или 5, отличающийся тем, что приемопередающие блоки (150-1, 150-2, 150-3) распределены между первым рядом (155-1) и вторым рядом (155-2), при этом передающие компоненты приемопередающих блоков, находящиеся в различных рядах, обращены один к другому и расположены в срединной области зонда, а пластины указанных компонентов, входящие в состав двускатной конструкции, расположены наклонно по отношению одна к другой так, что передающие компоненты способны, при их активации, излучать в направлениях, расходящихся под углом одно к другому.6. The probe according to claim 4 or 5, characterized in that the transceiver units (150-1, 150-2, 150-3) are distributed between the first row (155-1) and the second row (155-2), while the transmitting components of the transceiver units located in different rows are facing one another and are located in the middle region of the probe, and the plates of these components, which are part of the gable structure, are located obliquely relative to each other so that the transmitting components are able, when activated, to emit in directions diverging at an angle to one another. 7. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что его корпус (110) имеет в поперечном сечении прямоугольную форму.7. A probe according to any one of the preceding claims, characterized in that its body (110) has a rectangular cross-section. 8. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из приемных компонентов (R1, R2, R3) электрически подсоединен к отдельному терминальному приемному компоненту (AR1, AR2, AR3) зонда.8. A probe according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the receiving components (R1, R2, R3) is electrically connected to a separate terminal receiving component (AR1, AR2, AR3) of the probe. 9. Зонд по п. 8, отличающийся тем, что терминальный передающий компонент (AT) и терминальные приемные компоненты (AR1, AR2, AR3) размещены в общем коннекторном блоке.9. The probe according to claim 8, characterized in that the terminal transmitting component (AT) and the terminal receiving components (AR1, AR2, AR3) are located in a common connector block. 10. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внутри корпуса (110) зонда имеется единственный звукопоглощающий элемент (260), функционирующий как звукопоглощающий элемент для всех приемопередающих блоков.10. A probe according to any of the preceding claims, characterized in that there is a single sound absorbing element (260) inside the probe body (110), which functions as a sound absorbing element for all transceiver units. 11. Зонд по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что снабжен по меньшей мере одной перегородкой из материала, поглощающего ультразвук, которая расположена между смежными приемопередающими блоками одного ряда.11. A probe according to any one of the preceding claims, characterized in that it is provided with at least one partition made of ultrasound-absorbing material, which is located between adjacent transceiver units of the same row. 12. Ультразвуковая система неразрушающего тестирования объекта в процессе относительного движения тестируемого объекта и зонда в направлении тестирования, которая содержит один или более зондов, выполненных согласно любому из предыдущих пунктов.12. Ultrasonic system for non-destructive testing of an object in the process of relative movement of the test object and the probe in the direction of testing, which contains one or more probes made according to any of the previous paragraphs.
RU2018136368A 2016-04-04 2017-03-27 Ultrasonic probe and ultrasonic test system RU2732102C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016205548.8A DE102016205548A1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 Ultrasonic testing head and ultrasonic testing system
DE102016205548.8 2016-04-04
PCT/EP2017/057227 WO2017174391A1 (en) 2016-04-04 2017-03-27 Ultrasonic probe and ultrasonic inspection system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018136368A RU2018136368A (en) 2020-05-12
RU2018136368A3 RU2018136368A3 (en) 2020-05-12
RU2732102C2 true RU2732102C2 (en) 2020-09-11

Family

ID=58448525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136368A RU2732102C2 (en) 2016-04-04 2017-03-27 Ultrasonic probe and ultrasonic test system

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3440458A1 (en)
JP (1) JP7122973B2 (en)
KR (1) KR102339444B1 (en)
CN (1) CN109196349A (en)
DE (1) DE102016205548A1 (en)
RU (1) RU2732102C2 (en)
WO (1) WO2017174391A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019211479A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Test head arrangement for a test system and test system
KR20210086323A (en) 2019-12-31 2021-07-08 주식회사 에스아이웨어 Device for inspecting defects using nondestructive method
KR102437221B1 (en) 2020-08-26 2022-08-29 한국표준과학연구원 Portable plate material internal crack imaging device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2421429A1 (en) * 1974-05-03 1975-11-13 Krautkraemer Gmbh Non-destructive material testing using ultrasonics - involves several send-receive units with different resonance surfaces in one housing
DE3442751A1 (en) * 1984-11-23 1986-06-05 Gerhard Dipl.-Ing. 3352 Einbeck Meurer Ultrasonic test system for sheets of varying width conveyed lying flat on a roller conveyor
US20060048577A1 (en) * 2004-08-19 2006-03-09 Haque Md M Ultrasonic sensor system for web-guiding apparatus
RU2472142C1 (en) * 2008-11-14 2013-01-10 Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. Ndt testing method and device
RU2548581C2 (en) * 2009-07-02 2015-04-20 Снекма Device of non-destructive control of part

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE521715A (en) * 1952-07-25
JPS547998Y2 (en) * 1974-05-10 1979-04-13
JPS52137390A (en) * 1976-05-12 1977-11-16 Nippon Steel Corp Compound searching contacter
JPS598189Y2 (en) * 1979-06-19 1984-03-13 三菱電機株式会社 Ultrasonic probe unit
DE3048710A1 (en) * 1980-12-23 1982-07-15 GAO Gesellschaft für Automation und Organisation mbH, 8000 München "METHOD FOR TESTING THE WEIGHT OF THICK MATERIAL"
DE3720574A1 (en) * 1987-06-22 1989-01-05 Deutsch Pruef Messgeraete Ultrasonic multiple probe
JPH0467857A (en) * 1990-07-06 1992-03-03 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device
DE19533466A1 (en) * 1995-09-11 1996-09-12 Siemens Ag Ultrasonic testing head for non-destructive materials testing e.g in test guides
JP3282472B2 (en) * 1995-11-27 2002-05-13 三菱電機株式会社 Composite probe device
US6666825B2 (en) * 2001-07-05 2003-12-23 General Electric Company Ultrasound transducer for improving resolution in imaging system
JP2007047092A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Non-Destructive Inspection Co Ltd Ultrasonic probe, ultrasonic testing device having the same, and ultrasonic test method using the same
CN2938089Y (en) * 2006-07-28 2007-08-22 卢明熙 Double-crystal straight probe special for ultrasonic detecting of medium plate
DE102008002859A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Ge Inspection Technologies Gmbh Apparatus and method for non-destructive testing of articles by ultrasound and use of matrix phased array probes
CN101413927A (en) * 2008-09-02 2009-04-22 周南岐 Double-inclined transducer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2421429A1 (en) * 1974-05-03 1975-11-13 Krautkraemer Gmbh Non-destructive material testing using ultrasonics - involves several send-receive units with different resonance surfaces in one housing
DE3442751A1 (en) * 1984-11-23 1986-06-05 Gerhard Dipl.-Ing. 3352 Einbeck Meurer Ultrasonic test system for sheets of varying width conveyed lying flat on a roller conveyor
US20060048577A1 (en) * 2004-08-19 2006-03-09 Haque Md M Ultrasonic sensor system for web-guiding apparatus
RU2472142C1 (en) * 2008-11-14 2013-01-10 Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. Ndt testing method and device
RU2548581C2 (en) * 2009-07-02 2015-04-20 Снекма Device of non-destructive control of part

Also Published As

Publication number Publication date
CN109196349A (en) 2019-01-11
KR20180128053A (en) 2018-11-30
KR102339444B1 (en) 2021-12-15
WO2017174391A1 (en) 2017-10-12
RU2018136368A (en) 2020-05-12
JP7122973B2 (en) 2022-08-22
RU2018136368A3 (en) 2020-05-12
DE102016205548A1 (en) 2017-10-05
JP2019516093A (en) 2019-06-13
EP3440458A1 (en) 2019-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6725721B2 (en) Ultrasonic multi-element transducers and methods for testing
CA2608483C (en) Ultrasonic inspection method
US9091638B2 (en) Apparatus and method for non-destructive testing using ultrasonic phased array
RU2732102C2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic test system
US3895685A (en) Method and apparatus for ultrasonic inspection of weldments
EP2425205B1 (en) Apparatus and method for measuring material thickness
JPS61283864A (en) Ultrasonic measurement method and detector for defect in metallic medium
KR101936001B1 (en) Phased Array Ultrasonic Transducer for Defects at Rail
ES2901473T3 (en) Ultrasonic inspection of a structure with a ramp
JPH08502585A (en) Ultrasonic inspection head and operating method thereof
CN102084246B (en) Improved non-destructive ultrasonic testing with coupling check
EP2728347B1 (en) Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic array probe
RU2433397C1 (en) Method for complete ultrasonic inspection of rail bases
KR101113095B1 (en) Ultrasonic measuring apparatus for nondestructive inspection
JP2014211398A (en) Tubular structure defect inspection method and device
KR20120015027A (en) Longitudinal wave transducer wedge to maintain couplant layer and longitudinal wave transducer using the same
US3166930A (en) Ultrasonic testing
Loveday et al. Feasibility of detecting cracks in rail track at long range using guided wave ultrasound
RU2436080C1 (en) Method for rail base ultrasonic control
CN210155087U (en) Device for measuring system zero sound of nonmetal ultrasonic detector
CN108362776B (en) Multi-offset ultrasonic image detection method
SU1290157A1 (en) Device for performing ultrasonic checking of articles
SU1228007A1 (en) Method of article ultrasonic inspection
RU37832U1 (en) MEANS FOR ULTRASONIC DEFECTOSCOPY
KR20240114181A (en) Device for ultrasonic deffect detection