SU1467461A1 - Method of ultrasonic check of article - Google Patents
Method of ultrasonic check of article Download PDFInfo
- Publication number
- SU1467461A1 SU1467461A1 SU874173007A SU4173007A SU1467461A1 SU 1467461 A1 SU1467461 A1 SU 1467461A1 SU 874173007 A SU874173007 A SU 874173007A SU 4173007 A SU4173007 A SU 4173007A SU 1467461 A1 SU1467461 A1 SU 1467461A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- defect
- points
- product
- function
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к акустическим методам неразрушающего контрол . Целью изобретени вл етс повышение точности измерений характеристик дефекта за счет учета индивидуальных особенностей пол излучени - приема благодар использованию совокупности информационных параметров принимаемых эхо-импульсов ультразвуковых (УЗ) колебаний. Поверхность издели сканируют УЗ преобразователем . В ходе сканировани излучают . и принимают импульсы УЗ колебаний. Также сканируют поверхность образца с отражателем. Измер ют функцию распределени величин амплитуд прин тых эхо-импульсов, отраженных дефектом издели и отражателем образца, во времени в фиксированных точках поверхности . По измеренным параметрам определ ют координаты и глубину залегани отражающих точек дефекта, бил. i (ЛThis invention relates to acoustic methods of non-destructive testing. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of the characteristics of the defect by taking into account the individual characteristics of the radiation field - reception by using a set of information parameters of the received echo pulses of ultrasonic (US) oscillations. The surface of the product scan ultrasonic transducer. During the scan emit. and take the pulses of ultrasonic vibrations. Also scan the sample surface with a reflector. The distribution function of the amplitudes of the received echo pulses reflected by the defect of the product and the specimen reflector in time at fixed points of the surface is measured. The measured parameters determine the coordinates and depth of the reflecting points of the defect, beat. i (L
Description
1one
Изобретение относитс к акустическим методам неразрушающего ко нтро- л и может быть использовано дл определени конфигурации, размеров и положени дефекта при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии.The invention relates to acoustic methods of non-destructive ntrol and can be used to determine the configuration, size and position of a defect in ultrasonic (US) inspection.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений характеристик дефекта за счет учета индивидуальных особенностей пол излучени - приема УЗ преобразовател .The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of the characteristics of the defect by taking into account the individual characteristics of the radiation field - the reception of an ultrasonic transducer.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ УЗ контрол изделий; на фиг. 2 - функци ц)(х,у,ы) в области х О, ly V/ О, полученна на образце с плоскодонным квадратным отражателем-.FIG. 1 shows a block diagram of a device that implements the method of ultrasonic control products; in fig. 2 - function) (x, y, s) in the x O, ly V / O region, obtained on a sample with a flat-bottomed square reflector.
на фиг. 3 - конфигураци плоскодонного дефекта в изделии; на фиг. 4 - функци Ч (х,у,сд)), полученна при прозвучивании дефекта на фиг. 3; на фиг. 5 - функци Ф(х,у,и)), вычисленна по функции i(x,y,oj) с учетом функции ч(); -на фиг. 6 - рассчитанна в ходе реализации способа УЗ контрол изделий конфигураци прозвученного дефекта по фиг. 3.in fig. 3 shows a flat-bottom defect configuration in an article; in fig. 4 — the function H (x, y, sd)) obtained by sounding the defect in FIG. 3; in fig. 5 - the function Ф (x, y, u)), calculated from the function i (x, y, oj) taking into account the function h (); in FIG. 6 shows the configuration of the sounded defect in accordance with FIG. 3
Способ УЗ контрол изделий осуществл етс следующим образом.The method of ultrasonic inspection of products is carried out as follows.
Устанавливают УЗ преобразователь на изделии и осуществл ют сканирование его поверхности по точкам с заданным шагом. Излучают преобразователем ийпульсы УЗ колебаний и принимают им же отраженные дефектом изде4 О5 4ibAn ultrasonic transducer is installed on the product and its surface is scanned at points with a given step. Ipulses of ultrasonic vibrations are emitted by a transducer and they receive the same reflected by the product 4 O5 4ib
О5O5
ЛИЯ импульсы УЗ колебаний. В каждый момент времени измер ют величины амплитуд Lf прин того эхо-импульса каждом фиксированном положении х,у УЗ преобразовател на поверхности контролируемого издели , в-результате чего формируетс функци if (х, y,t). Измерение амплитуды прин того эхо-импульса осуществл ют в течение интервала времени, св занного с диапазоном зоны контрол . При контроле издели со скоростью С распространени в нем УЗ колебаний в диапазоне глубин от до интервал Bpe мени, в течение которого ведут изме- рение определ етс из выражени 2Нд,„/С t 2Н,с/С, причем за нулевой момент времени принимают момент начала возбуждени УЗ преобразо вател электрическим импульсом. Устанавливают УЗ преобразователь на образец с отражателем и осуществл ют сканирование поверхности образца по точкам с тем же шагом сГ . Излучают преобразователем импульсы УЗ колебаний и принимают им же отраженные отражателем образца импульсы УЗ коле- .баний. В каждый момент времени t измер ют величины амплитуд t при- н того эхо-импульса в каждом фиксированном положении х,у УЗ преобразовател на поверхности образца, в результате чего формируетс функци (,t). Интервал времени приема в данном случае аналогичен интервалу времени приема при прозвучивании издели . Определ ют функцию I из выражени LIA pulses ultrasonic vibrations. At each time point, the magnitudes of the amplitudes Lf of the received echo pulse are measured at each fixed position x, y of the ultrasound transducer on the surface of the tested product, as a result of which the function if (x, y, t) is formed. The amplitude of the received echo pulse is measured during the time interval associated with the range of the control zone. When a product is tested with a speed C of propagation in it, ultrasonic vibrations in the depth range from to the interval Bpe meni, during which the measurements are carried out, are determined from the expression 2НД, "/ С t 2Н, s / С, and the moment initiation of ultrasonic transducer excitation by an electric pulse. An ultrasonic transducer is installed on the sample with a reflector and the sample surface is scanned at points with the same step cG. The ultrasonic pulses are emitted by the transducer, and the ultrasonic pulses reflected by the specimen reflector are received by the transducer. At each time moment t, the magnitudes of the amplitudes t of the received echo pulse at each fixed position x, y of the ultrasonic transducer on the sample surface are measured, as a result of which the function (, t) is formed. The time interval of reception in this case is similar to the time interval of reception during the sounding of the product. The function I is determined from the expression
л Ll l
I ||Ф(х,У,ы)- г. Z .ч I || F (x, Y, s) - g. Z. H
ftf ftf
-X-X
j. У-У, uJ))l ,j. YY, uJ)) l,
Ф(х,у,ы) {F (x, y, s) {
- , 5 Г1+1- 5 G1 + 1
Т - ) T -)
при at
при ( 7А,at (7A,
де п 4,5,6,..., N;de p 4,5,6, ..., N;
Д - длина волны УЗ колебаний вD is the wavelength of ultrasonic vibrations in
материалах издели и образца;materials of the product and sample;
О) 2пс,1 ;O) 2ps, 1;
С - скорость распространени УЗ колебаний в материалах издели и образца;C is the speed of propagation of ultrasonic vibrations in the materials of the product and the sample;
j 1 2,I jj 1 2, i j
1 - 17 Т . 1 i,z,..., ь,1 - 17 t. 1 i, z, ..., ь,
5; - коэффициент, характеризующийfive; - coefficient characterizing
поле излучени -приема УЗ . преобразовател (х. y,(v) - преобразование Фурье функцииradiation field-reception ultrasound. converter (x. y, (v) - Fourier transform of the function
д(х,у,с) по времени t. Коэффициенты /{и точки х., у. выбирают таким образом, чтобы минимизировать величину функции I. Определ ют функцию . Ф(х,у,ы) из выражени d (x, y, s) in time t. Coefficients / {and points x., Y. is chosen in such a way as to minimize the magnitude of the function I. The function is determined. F (x, y, s) of the expression
J L Ф(х,у,(х)) §: у if J L F (x, y, (x)) §: y if
/. 1 . Pri/. one . Pri
-X j, у-Ур , ),-X j, y-Ur,),
где Ц (х,у,а ) - преобразование Фурье функцииwhere C (x, y, a) is the Fourier transform of the function
q (x,y,t) по времени t.q (x, y, t) in time t.
Определ ют константу А, завис щую от уровн шумов и помех, например приравнивают А половине максимума модул функции ф(х,у,и). Определ ют координаты каждой из отражающих точек дефекта издели , как координаты точек, удовлетвор ющих условиюA constant A is determined, depending on the level of noise and interference, for example, A is equal to half the maximum of the modulus of the function f (x, y, i). The coordinates of each of the reflecting points of the defect of the product are determined as the coordinates of points that satisfy the condition
1 t(x,y,ui)l / А1 t (x, y, ui) l / A
Определ ют глубину (координату Zo) каждой из отражающих точек дефекта издели из выражени Determine the depth (Zo coordinate) of each of the reflecting points of the product defect from the expression
„ .. ч ,. Г I ( f (x,y,u)l Л Z,(x,,y,)arctg )„.. h, Г I (f (x, y, u) l Л Z, (x ,, y,) arctg)
По совокупности отражающих точек определ ют ориентацию, конфигурацию и размеры вы вленного дефекта издели .The set of reflecting points determines the orientation, configuration, and dimensions of the detected product defect.
Устройство дл реализации способа УЗ контрол изделий (фиг. 1) содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов возбуждени , аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 пам ти, блок 4 вычислений и индикатор 5. Кроме того, устройство содержит сканирующий механизм 6, УЗ преобразователь 7, механически св занный с механизмом 6 и электрически соединенный с выходом генератора 1 и входом аналого-цифрового преобразовател 2, и блок 8 синхронизации , электрически св занный с геVA device for implementing the method of ultrasonic testing of products (Fig. 1) contains in series connected excitation pulse generator 1, analog-digital converter 2, memory block 3, calculation block 4, and indicator 5. In addition, the device contains a scanning mechanism 6, ultrasonic converter 7 mechanically connected to the mechanism 6 and electrically connected to the output of the generator 1 and the input of the analog-digital converter 2, and the block 8 of the synchronization electrically connected to geV
5 U нератором 1, преобразователем 2, блоками 3 и Д и механизмом 6.5 U nerator 1, converter 2, blocks 3 and D and the mechanism 6.
Способ УЗ контрол изделий реализуетс следующим образом.The method of ultrasonic testing of products is implemented as follows.
Устанавливают УЗ преобразователь 7, например пр мой преобразователь, на частоту f 2,5 МГц с зоной контакта в виде квадрата со стороной 10 мм на поверхности образца 9. Генератором 1 возбуждают пьезоэлектрический преобразователь 7, который излучает импульсы УЗ колебаний в образец 9. Принимают эхо-импульсы от отражател 10 образца 9, преобразуют их преобразователем 7 в электрический сигнал и подают на вход преобразовател 2, который преобразует аналоговую информацию в цифровую. Эта информаци накапливаетс в блоке 3 пам ти. При помощи сканирующего механизма 6 перемещают пьезоэлектрический преобразователь 2 по поверхности образца 9 по точкам с заданным шагом cf . Блок 8 синхронизации осу- ществл ет синхронизацию работы всех узлов устройства. Накопленна в блоке 3 суммарна информаци обрабатываетс в блоке 4 вычислений и отображаетс на индикаторе 5.An ultrasonic transducer 7, for example, a direct transducer, is installed at a frequency of f 2.5 MHz with a contact area in the form of a square with a side of 10 mm on the surface of sample 9. The generator 1 excites a piezoelectric transducer 7, which emits ultrasonic pulses of the oscillations into the sample 9. Echo is received - pulses from the reflector 10 of sample 9, convert them by converter 7 into an electrical signal and feed into the input of converter 2, which converts analog information into digital. This information is accumulated in memory block 3. Using the scanning mechanism 6, the piezoelectric transducer 2 is moved along the surface of the sample 9 at points with a given step cf. The synchronization unit 8 synchronizes the operation of all nodes of the device. The accumulated information in block 3 is processed in block 4 of calculations and displayed on indicator 5.
Функци t(x,y,u)) получена в процессе сканировани преобразователем 7 образца 9, выполненного в виде стального полупространства (С 6 мм/мкс) с квадратным плоскодонным отражателем 10 размерами 1 х X 1 мм на глубине 40 мм (Фиг. 2), так как t/(-x,y,uj) М (х,У,ы) д(х,у,ы), то показана область X -7/0, у 7/0. На основе этой функции получает матрицу 9x9 комплексных коэффициентов ff:{ , полага The function t (x, y, u)) was obtained in the process of scanning by the converter 7 of sample 9, made in the form of a steel half-space (C 6 mm / µs) with a square flat-bottomed reflector 10 with dimensions of 1 x X 1 mm at a depth of 40 mm (Fig. 2). ), since t / (- x, y, uj) M (x, Y, s) d (x, y, s), then the region X -7/0, y 7/0 is shown. Based on this function, it obtains a matrix of 9x9 complex coefficients ff: {,
X . -8+(j-1) X 2, ммX. -8+ (j-1) X 2, mm
у j -8+(1-1) X 2, ммat j -8 + (1-1) X 2, mm
при j 1,...,9 и ,...,9. Затем аналогичным образом прозвучивают контролируемое изделие, также представленное в виде стального полупространства , с плоским дефектом, распо- ложенньт на глубине 40 мм (фиг. 3).with j 1, ..., 9 and, ..., 9. Then a controlled product, also represented as a steel half-space, with a flat defect, located at a depth of 40 mm (Fig. 3) sounds similarly.
Функци g (x,y,LLi) получена, в процессе сканировани преобразователем 7 контролируемого издели (фиг. 4). Из приведенных математи- ческих соотношений определ ют функцию Ф(х,у,и)), модуль которой представлен на фиг. 5. Согласно .х, y,u)) получена конфигураци дефектаThe function g (x, y, LLi) was obtained in the process of scanning by the transducer 7 of the test article (Fig. 4). From the above mathematical relations, the function F (x, y, i)) is determined, the module of which is shown in FIG. 5. According to .x, y, u)) the defect configuration is obtained
5five
00
4h 4h
| 5 | five
00
5five
00
5five
0 0
5 five
1 6sixteen
А 0,5 макс I Ф (х,у, и) 1(фнг, 6 По фазе функции Ф(х,у,а ) определ ют глубину залегани отражающих точек дефекта. По совокупности координат x,y,z отражающих точек дефекта определ ют в конечном счете его ориентацию , конфигурацию и размеры.A 0.5 max I F (x, y, i) 1 (fng, 6 The depth of the reflecting points of the defect is determined from the phase of the function F (x, y, a). The set of coordinates x, y, z of the reflecting points of the defect determines ultimately, its orientation, configuration, and dimensions.
Способ УЗ контрол изделий повышает информативность и достоверность результатов УЗ контрол за счет более точного определени ориентатц и, конфигурации и размеров дефекта. При реализации способа УЗ контрол изделий используетс вс совокупность информационных параметров сигналов: амплитуда, врем прихода эхо-импульсов и их форма, априорные сведени о материале контролируемого издели и параметрах УЗ дефектоскопа, в том числе пространственные характеристики пол излучени приема преобразовател . Способ УЗ контрол изделий может быть реализован и в том случае, если искомый и эталонный отражатели расположены на различных глубинах. Однако бокова разрешающа способность (разрешающа способность по фронту) при увеличении .разницы глубин залегани искомого и эталонного отражателей до 5 Л ухудшаетс на 1-5%, до 10 Д - на 10-20%. При больших диапазонах зоны контрол (20А и более), целесообразно разбивать ее на несколько перекрывающихс поддиапазонов прот женностью по (8-10) и дл каждого поддиапазона определ ть свои точки Xj, У{ и коэффициентыThe method of ultrasonic control of products increases the information content and reliability of the results of ultrasonic control due to a more accurate determination of orientatz and the configuration and size of the defect. When implementing the method of ultrasonic testing of products, the whole set of information parameters of the signals is used: amplitude, arrival time of the echo pulses and their shape, a priori information about the material of the tested product and the ultrasonic parameters of the flaw detector, including the spatial characteristics of the radiation field of the receiving transducer. The method of ultrasonic testing of products can be implemented even if the desired and standard reflectors are located at different depths. However, the lateral resolution (front resolution) increases with an increase in the depth difference between the target and reference reflectors up to 5 L and deteriorates by 1-5%, to 10 D - by 10-20%. For large ranges of the control zone (20A and more), it is advisable to split it into several overlapping subranges with a length of (8-10) and for each subband determine its points Xj, Y {and coefficients
г jt (J J -Т j . L) путем измерени (х,у,и;) на эталонном отражателе, попадающем в этот поддиапазон , например лежащий в его середине „ Шаг «Г сканировани преобразователем поверхности издели и образца выбирают из услови 0,5 А rf 4 А.g jt (JJ -T j. L) by measuring (x, y, and;) on a reference reflector that falls into this sub-band, for example, in the middle of its "Pitch" G scan by the transducer of the surface of the product and the sample is chosen from 0.5 A rf 4 A.
При выборе шага сканировани меньше половины длины волны УЗ колебаний в материалах издели и образца происходит увеличение трудоемкости контрол без увеличени точности определени координат и глубины залегани отражающих точек дефекта издели , что обусловлено волновой структурой пол излучени -приема преобразовател . При выборе шага сканировани больше длины волны точности определени характеристик дефекта издели падает вследствиеWhen choosing a scanning step less than half the wavelength of ultrasonic vibrations in the product and sample materials, the control labor intensity increases without increasing the accuracy of determining the coordinates and the depth of the reflecting points of the product defect, which is due to the wave structure of the radiation-receiving transducer field. When selecting a scan step greater than the wavelength, the accuracy of determining the characteristics of the defect of a product drops due to
уменьшени количества определ емых отражающих точек дефекта.reducing the number of detectable reflecting points of the defect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874173007A SU1467461A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method of ultrasonic check of article |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874173007A SU1467461A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method of ultrasonic check of article |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1467461A1 true SU1467461A1 (en) | 1989-03-23 |
Family
ID=21277273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874173007A SU1467461A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method of ultrasonic check of article |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1467461A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-04 SU SU874173007A patent/SU1467461A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Приборы дл неразрушающего контрол материалов и изделий. Справочник/Под ред. В.В. Клюева, кн. 2. М., Машиностроение, 1976, с. 216-218. Авторское свидетельство СССР № 1293630, кл. G 01 N 29/04, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0525045B2 (en) | ||
US20160116442A1 (en) | Destruction-free and contactless inspection method and inspection apparatus for surfaces of components with ultrasound waves | |
JPS6236527B2 (en) | ||
SU1467461A1 (en) | Method of ultrasonic check of article | |
RU2723146C1 (en) | Ultrasonic method for determination of mechanical stresses in rails and device for its implementation | |
Fromme et al. | Remote Monitoring of Plate‐Like Structures Using Guided Wave Arrays | |
SU1019312A1 (en) | Method of ultrasonic checking of glued articles of dielectric materials | |
JPH05237108A (en) | Ultrasonic transmission inspecting instrument | |
SU1516958A1 (en) | Method of determining configuration of defect in articles | |
SU900179A1 (en) | Method and device for determination of directional pattern width in ultrasonic converters and flaw detectors | |
RU2793565C1 (en) | Method of ultrasonic testing of materials and products | |
RU2789244C1 (en) | Method for ultrasonic control of the surface of quartz ceramic products for the presence of scratches | |
RU1797043C (en) | Method of ultrasonic defectoscopy of products with simultaneous acoustic contact quality control | |
RU1797042C (en) | Method of ultrasonic inspection of articles with plain-parallel surfaces | |
JPS6014166A (en) | Method and device for ultrasonic flaw detection | |
SU1228007A1 (en) | Method of article ultrasonic inspection | |
SU1188647A1 (en) | Method of article ultrasonic inspection | |
RU2390770C1 (en) | Method of ultrasonic detection of microdefects in sheet glass | |
SU1325352A1 (en) | Method of ultrasonic check of articles | |
RU2006855C1 (en) | Method of testing articles using acoustic emission | |
SU794497A1 (en) | Ultrasonic inspection method | |
SU603896A1 (en) | Method of testing acoustic contact | |
SU1619163A1 (en) | Method of ultrasonic inspection of articles | |
SU1673950A1 (en) | Method of ultrasonic quality control of a plastic envelope | |
RU2032171C1 (en) | Ultrasonic test method for cylindrical parts |