SU1147974A1

SU1147974A1 - Finder for flaw detector

Info

Publication number: SU1147974A1
Application number: SU833648017A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Дивинский; Виктор Андреевич Колясников; Евгений Алексеевич Бабушкин; Ирина Николаевна Суменкова; Валентин Александрович Пепеляев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1504
Priority date: 1983-10-05
Filing date: 1983-10-05
Publication date: 1985-03-30

Abstract

ИСКАТЕЛЬ К ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащий излучающую и приемную головки, кажда из которых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной, отличающи, йс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей и повышени чувствительности искател , кажда головка снабжена звукорадиопрозрачной мембраной, установленной в основании корпуса, и второй электромагнитной антенной, отделенной от первой поглощающей нагрузкой , антенны расположены между звукорадиопрозрачной мембраной и согласующим слоем перпендикул рно оси пьезопреобразовател , согласующий слой вьтолнен четвертьволновым , а мембрана - в виде дифракционной решетки. (Л :i :$ ; S KSS8S jMK со м A DEFECTOR SCREENER containing radiating and receiving heads, each of which contains a housing with a piezotransducer installed in it with a matching layer of radiotransparent material and an electromagnetic antenna, distinguished by the fact that, in order to expand the functionality and increase the sensitivity of the searcher, each head is equipped with radiophilic membrane installed at the base of the body, and a second electromagnetic antenna, separated from the first absorbing load, antenna enes zvukoradioprozrachnoy between the membrane and the matching layer perpendicularly to the axis of the piezoelectric transducer, a matching layer of quarter-vtolnen and the membrane - in the form of a diffraction grating. (L: i: $; S KSS8S jMK with m

Description

Изобретение относитс к неразрушаюшему контролю и может быть использовано при контроле слоистых материалов и изделий.The invention relates to non-destructive testing and can be used to control laminated materials and products.

Известна искательна головка к дефектоскопу, содержаща ультразвуковой пьезопреобразрватель,установленный с возможностью вращени вокруг своей оси протектор, закрепленный по периметру пьезопрё образовател , и электромагнитную антенну, котора размещена над пьезопреобразователем Щ . ,A known searching head for a flaw detector, comprising an ultrasonic piezo transducer, a protector mounted rotatably around its axis, fixed around the perimeter of the piezo-transducer, and an electromagnetic antenna, which is located above the piezo transducer U. ,

Недостатками этой искательной головки вл ютс значительные дифрационные потери энергии электромагнитных волн в пьезокерамике и невозможность проведени непрерывного контрол при наличии на поверхности издели конструктивных элементов (кронштейнов, наплывов и т.п.) .The disadvantages of this search head are significant diffraction energy losses of electromagnetic waves in piezoelectric ceramics and the inability to conduct continuous monitoring if there are structural elements on the surface of the product (brackets, sagging, etc.).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс искатель к дефектоскопу, содержащий излучающую и приемную головки, кажда из ко торых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной 2 .The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a detector for a flaw detector containing radiating and receiving heads, each of which contains a housing with a piezoelectric transducer installed in it with a matching layer of radiotransparent material and an electromagnetic antenna 2.

Недостатком данного искател вл етс невозможность контрол сложных полимерных композиций, а также изделий, имеющих на поверхности конструктивные выступы и технологические неровности, которые нарушают акустический контакт.Кроме Того, такой искатель обладает низкой чувствительностью. Обусловленной вли нием на электромагнитную антенну согласующего сло , расположенного между антенной и изделием .The disadvantage of this searcher is the inability to control complex polymer compositions, as well as products that have structural protrusions and technological irregularities on the surface, which break the acoustic contact. In addition, such a searcher has a low sensitivity. The resulting effect on the electromagnetic antenna of the matching layer, located between the antenna and the product.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет осуществлени бесконтактногр контрол и повышение чувствительности искател .The purpose of the invention is to expand the functionality by implementing non-contact control and increasing the sensitivity of the searcher.

Поставленна цель достигаетс тем, что в искателе к дефектоскопу, содержащем излучающую и приемные головки, кажда из которых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной, кажда головка снабжена звукорадиопрозрачной мембраной, установленной в основании корпуса, и второй электромагнитной- антенной, отделенной JDT первой поглощающей нагрузкой, антенны расположены между звукорадиопрозрачной мембраной и согласующим слоем перпендикул рно оси пъезопреобразовател , согласующий слойThe goal is achieved by the fact that in the searcher for a flaw detector containing radiating and receiving heads, each of which contains a housing with a piezoelectric transducer installed in it with a matching layer of sound-transparent material and an electromagnetic antenna, each head is equipped with a sound-radio transparent membrane installed in the base of the housing and the second an electromagnetic antenna separated by a JDT first absorbing load, the antennas are located between the radiotransparent membrane and the matching layer perpendicular Phase transducer axis matching layer

выполнен четвертьволновым, а мембрана - в виде дифракционной решетки .made quarter-wave, and the membrane - in the form of a diffraction grating.

На чертеже изображена схема искател в составе комбинированного дефектоскопа.The drawing shows a diagram of the seeker in the composition of the combined flaw detector.

Схема содержит источник 1 питани с подключенными к нему генератором 2 возбуждени ультразвуковых колебаний и генераторами 3 и 4 возбуждени электромагнитных колебаний , аттенюаторы 5 и б, излучающую и приемную головки, которые состо т соответственно из корпусов 7 и 8, пьезопреобразователей 9 и 10, 5 согласующих четвертьволновых слоев 11 и 12, передающих электромагнитных антенн 13 и 14,приемных электромагнитных антенн 15 и 16,поглощающих нагрузок 17 и 18 мембран, выполQ ненных в виде дифракционных решеток 19 и 20, а также усилители 21 и 22 и регистрирующий прибор 23. Устройство работает следующим образом.The circuit contains a power source 1 with ultrasonic oscillator excitation generator 2 and electromagnetic oscillation oscillators 3 and 4 connected to it, attenuators 5 and b, emitting and receiving heads, which consist respectively of housings 7 and 8, piezo transducers 9 and 10, 5 matching quarter-wave layers 11 and 12, transmitting electromagnetic antennas 13 and 14, receiving electromagnetic antennas 15 and 16, absorbing loads 17 and 18 of membranes made in the form of diffraction gratings 19 and 20, as well as amplifiers 21 and 22 and recording device 23. The device operates as follows.

5 Генератором 2 возбуждаютс ультразвуковые колебани в пьезопреобразователе 9, а генератором 3 через аттенюатор 5 - электромагнитные колебани в передающей антенне 13. Ультразвуковые сигналы, излучаемые пьезопреобразователем 9, через согласующий четвертьволновый слой 11, дифракционную решетку 19 и воздушный промежуток ввод тс нормально в изделие 24. Дифракционна решетка повышает эффективность ультразвукового преобразовател и одновременно формирует электромагнитный волновой пучок, направленный под углом к поверхности издели .5 Generator 2 excites ultrasonic vibrations in the piezoelectric transducer 9, and generator 3 excites electromagnetic attenuators in the transmitting antenna 13 via attenuator 5. Ultrasonic signals emitted by the piezoelectric transducer 9 through the matching quarter-wave layer 11, the diffraction grating 19 and the air gap are entered normally into the product 24. The diffraction grating increases the efficiency of the ultrasonic transducer and simultaneously forms an electromagnetic wave beam directed at an angle to the surface of the product.

0 . Угол ввода электромагнитного пучка зависит от параметров дифракционной решетки (периода, ширины щелей), которые рассчитываютс на определенную глубину контрол . В общем случае, когда требуетс проводить зондирование по всей толщине сло , частота генератора электромагнитных колебаний непрерывно измен етс в полосе, обеспечивающей отклонение g луча в заданных пределах.0 The input angle of the electromagnetic beam depends on the parameters of the diffraction grating (period, width of the slits), which are calculated at a certain depth of control. In the general case, when probing is required over the entire thickness of the layer, the frequency of the electromagnetic oscillator varies continuously in the band providing the deflection g of the beam within the specified limits.

Отраженный от дефектов и модулированные ими электромагнитный пучок принимаетс дифракционной решеткой 19, преобразуетс в антенне 15 в электрический сигнал, который через усилитель 22 поступает на регистрирующий прибор 23, Дл разв зки передающей и приемной антенн друг от друга между ними введена поглощаю0 ца нагрузка 17, Ультразвуковые колебани , прошедшие изделие 24, воздушный промежуток, дифракционную решетку 20, четвертьволновой слой 12; принимаютс с помощью пьезопре . образователч 10 и через усилительAn electromagnetic beam reflected from defects and modulated by them is received by diffraction grating 19, converted into an antenna 15 into an electrical signal, which is fed through an amplifier 22 to a recording device 23. An absorbing load 17 is inserted between the transmitting and receiving antennas from each other, Ultrasonic oscillations that have passed the product 24, the air gap, the diffraction grating 20, the quarter-wave layer 12; are adopted using a piezo. educator 10 and through amplifier

21 поступают на регистрирующий прибор 23. Дл контрол издели с обратной стороны в приемной головке может быть использован электромагнитный канал, включающий источник Г питани , генератор 4 электромагнитных колебаний, аттенюатор б, передающую антенну 14, дифракционную решетку 20/ приемную антенну 16, усилитель 22 и регистрирующий прибор 23.21 are fed to a recording device 23. An electromagnetic channel can be used to control the product from the back side in the receiving head, including a power supply G, an oscillator 4, an attenuator b, a transmitting antenna 14, a diffraction grating 20 / receiving antenna 16, an amplifier 22 and recording device 23.

Если в контролируемом изделии отсутствуют дефекты (инородные включени , расслоени и т.п.), то интенсивность и фаза прошедшего через изделие УЗ-сигнала и отраженного электромагнитного сигнала неизменны .If there are no defects in the controlled product (foreign inclusions, delamination, etc.), then the intensity and phase of the ultrasonic signal passed through the product and the reflected electromagnetic signal are unchanged.

Неоднородности материала измен ют эти параметры. Глубина залегани дефектов определ етс по значению частоты генератора, cooTBeTCTByщему экстремуму прин того электромагнитного сигнала.Material inhomogeneities change these parameters. The depth of the defects is determined by the frequency of the generator, cooTBTCTBy to the extremum of the received electromagnetic signal.

В р де случаев в зависимости от типа контролируемой композиции и поставленной задачи возможны и другие варианты использовани искател .In a number of cases, depending on the type of controlled composition and the task, other options for using the searcher are possible.

Например, в одной из головок используетс только УЗ-канал, электромагнитный отключен.For example, in one of the heads only the ultrasonic channel is used, the electromagnetic is switched off.

Или УЗ и электромагнитный каналы искател работают в теневом режиме, при этом передающа антенна однойголовки действует в паре с приемной антенной другой головки.Or ultrasonic and electromagnetic channels of the searcher operate in the shadow mode, while the transmitting antenna of the one head operates in tandem with the receiving antenna of the other head.

Таким образом, наличие в искателе согласующего четверть-волнового сло и звукорадиопрозрачноП мембраны , выполненной в виде дифракционной решетки, позвол ет осуществить ввод-прием ультразвука бесконтактным способом, что исключает зависимость результатов дефектоскопии от качества акустического контакта и значительно расшир ет примен емость искател за счет возможности контрол изделий, имеющих на поверхности конструктивные выступы и технологические неровности .Thus, the presence in the finder of a matching quarter-wave layer and a sound-radiolucent membrane made in the form of a diffraction grating makes it possible to enter and receive ultrasound in a non-contact manner, which eliminates the dependence of the results of the flaw detection on the quality of the acoustic contact and greatly expands the applicability of the searcher due to the possibility control of products with structural protrusions and technological irregularities on the surface.

Совмещение функций мембраны УЗ бесконтактного преобразовател и дифракционной решетки электромагнитных антенн в одном элементе искател позвол ет повысить и чувствительност электромагнитного канала за счет исключени промежуточных импедансных слоев между антеннами и изделием, рассеивающих электромагнитное излучение .Combining the functions of an ultrasonic transducer with a non-contact transducer and a diffraction grating of electromagnetic antennas in one element of the searcher increases the sensitivity of the electromagnetic channel by eliminating intermediate impedance layers between the antennas and the product that scatter electromagnetic radiation.

Введение в приемную и излу ающую головки второй электромагнитной антены и расположение антенн перпендикул рно оси пьезопреобразовахел под согласующим слоем позвол ет реализовать зеркально-теневой метод электромагнитного контрол безизменений в расположении головок и тем самым определ ть глубину залегани дефектов .The introduction of a second electromagnetic antenna into the receiving and radiating heads and the location of the antennas perpendicular to the axis of the piezotransformation beneath the matching layer makes it possible to implement the mirror-shadow method of electromagnetic control without changes in the arrangement of the heads and thereby determine the depth of defects.

Claims

FINDER FOR A DEFECTOSCOPE, containing a radiating and receiving head, each of which contains a housing with a piezo transducer installed in it with a matching layer of sound-transparent material and an electromagnetic antenna, characterized in that, in order to expand the functionality and increase the sensitivity of the finder, each the head is equipped with a sound-transparent membrane installed in the base of the housing, and a second electromagnetic antenna, separated from the first absorbing load, the antennas are located I am waiting for a sound-translucent membrane and a matching layer perpendicular to the axis of the piezoelectric transducer, the matching layer is made quarter-wave, and the membrane is in the form of a diffraction grating.

SU ... 1147974