SU1185220A1

SU1185220A1 - Method of ultrasound structural analysis of material

Info

Publication number: SU1185220A1
Application number: SU833599880A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Федоров; Валентин Васильевич Летуновский
Original assignee: Красноярский Политехнический Институт
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1985-10-15

Abstract

СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СТРУКТУРНОГО АНАЛЮА МАТЕРИАЛА, заключающийс в том, что в образце из исследуемого материала на определенной частоте возбуждают импульс ультразвуковой плоской волны, принимают этот импульс после прохождени образца, измер ют амплитуду прин того сигнала и по измеренной амплитуде определ ют коэффициент затухани ультразвуковых волн, отличающийс тем, что, с целыо повышени точности структурного анализа, возбуждают в образце на той же частоте импульс ультразвуковой сферической волны, измер ют сигнал реверберации упругих волн в образце, по величине i которого определ ют коэффициент поглощени ультразвуковой волны, (Л и по разности коэффициентов затухани и поглощени определ ют структуру исследуемого материала.METHOD FOR ULTRASONIC STRUCTURAL ANALYUA MATERIAL, comprising, in a sample of the test material at a specific frequency of the exciting pulses of ultrasound plane waves, receiving this pulse after passage of the sample was measured amplitude of the received signal and the measured amplitude is determined by an attenuation factor of ultrasonic waves, wherein In order to increase the accuracy of structural analysis, excite a pulse of an ultrasonic spherical wave in a sample at the same frequency beratsii elastic waves in a sample, the magnitude of which is determined i of the ultrasonic wave absorption factor (A and by the difference of attenuation and absorption coefficients determined by the structure of the material.

Description

00 ел00 ate

NDND

SDSD

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл ультразвукового контрол структуры материалов, например среднего размера зерна.The invention relates to non-destructive testing and can be used for ultrasonic testing of the structure of materials, for example average grain size.

Целью изобретени вл етс повышение точности структурного анализаThe aim of the invention is to improve the accuracy of structural analysis.

Способ ультразвукового структурного анализа материала осуществ;:1 ют следующим образом.The method of ultrasonic structural analysis of the material is carried out: 1 as follows.

В образце из исследуемого материала на определенной частоте возбуждают импульс ультразвуковой плоской волны Принимают этот импульс после прохождени образца и измер ют амплитуду прин того сигнала . По измеренной амплитуде определ ют коэффициент затухани ультразвуковых волн, например, методом сравнени экспоненты с огибающей эхоимпульсов на экране осциллографа Затухание импульса плоской волны обусловлено геометрическим рассе нием и поглощением. Коэффициент затухани в этом случае определ етс мелиу плоскопараллельными поверхност ми в начальный период времени прихода эхоимпульсов, когда геометрически рассе нные волны в виде структурньк помех не оказывают существенного вли ни на амплитуду пр н тых эхоимпульсов. Затем в том же образце на той же частоте возбуждают импульс ультразвуковой сферической волны, например, фокусирующи или рассеивающим преобразователем. Измер ют сигнал реверберации упругих волн в образце, по которому определ ют коэффициенты поглощени ультразвуковой волны. КоэффициентIn a sample of the material under study, a pulse of an ultrasonic plane wave is excited at a certain frequency. This pulse is taken after the sample passes, and the amplitude of the received signal is measured. Using the measured amplitude, the attenuation coefficient of the ultrasonic waves is determined, for example, by comparing the exponent with the envelope of the echo pulses on the oscilloscope screen. The attenuation of a plane wave pulse is due to geometric scattering and absorption. The attenuation coefficient in this case is determined by the meliuum-plane-parallel surfaces in the initial period of arrival of the echo pulses, when geometrically scattered waves in the form of structural interference do not have a significant effect on the amplitude of the direct echo pulses. Then, in the same sample, a pulse of an ultrasonic spherical wave is excited at the same frequency, for example, with a focusing or scattering transducer. The reverberation signal of the elastic waves in the sample is measured, from which the absorption coefficients of the ultrasonic wave are determined. Coefficient

852202852202

поглощени по сигналу сплошной реверберации определ ют методом совмещени экспоненты с огибающей сигналов на экране осциллографа. В случае определени коэффициента поглощени сферической волны, рассе нные на внутренних дефектах структурные волны (структурна ревербераци ), совместно с многократно отраженными от всех граничных поверхностей объекта (объемна ревербераци ), образуют единый непрерывный сигнал реверберации, затухание которого обусловлено только поглощением. Определ емый коэффициент поглощени вл етс усредненной характеристикой всего.объема объекта. Вычита из коэффициента затухани плоской волны коэффициент поглощени сферической волны, получают коэффициент рассе ни , который характеризует структуру материала издели . По построенному тарировочному графику зависимости коэффициента рассе ни от структуры материала объекта (среднего размера зерна, карбидных неоднородностей и т.д.) и измеренному коэффициенту рассе ни определ ют структуру исследуемого материала.Absorption from the solid reverb signal is determined by combining the exponent with the envelope of the signals on the oscilloscope screen. In the case of determining the absorption coefficient of a spherical wave, the structural waves (structural reverberation) scattered on internal defects, together with the multiple reflections from all the boundary surfaces of the object (volume reverberation), form a single continuous reverberation signal, the damping of which is due only to absorption. The determined absorption coefficient is an average characteristic of the total volume of the object. Subtracting the absorption coefficient of a spherical wave from the plane wave attenuation coefficient, we obtain the scattering coefficient, which characterizes the structure of the material of the product. The structure of the material under investigation is determined from the calibration curve constructed for the dependence of the scattering coefficient on the structure of the material of the object (average grain size, carbide inhomogeneities, etc.) and the measured scattering coefficient.

Способ ультразвукового структурного анализа материала позвол ет повысить точность изменени ,поскольку коэффициент рассе ни , определенный как разность коэффициента затухани и коэффициента поглощени ультразвуковых волн при замере на одной частоте, наиболее точно характеризует структуру материала.The method of ultrasonic structural analysis of a material allows an increase in the accuracy of change, since the scattering coefficient, defined as the difference between the attenuation coefficient and the absorption coefficient of ultrasonic waves when measured at one frequency, most accurately characterizes the structure of the material.

Claims

METHOD OF ULTRASONIC STRUCTURAL ANALYSIS OF THE MATERIAL, which consists in the fact that an ultrasonic plane wave pulse is excited at a certain frequency in a sample of the material being studied, this pulse is received after the sample has passed, the amplitude of the received signal is measured, and the attenuation coefficient of ultrasonic waves is determined by the that, in order to increase the accuracy of structural analysis, an ultrasonic spherical wave pulse is excited in a sample at the same frequency, the reverberation signal is measured and elastic waves in the sample, the magnitude of which determines the absorption coefficient of the ultrasonic wave, and the difference in the attenuation and absorption coefficients determines the structure of the material under study.

1 and