SU1486916A1 - Призма ультразвукового преобра2 зователя для контроля изделий волнами лэмба и рэлея - Google Patents

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения повышение чувствительности при контроле ниобия и его сплавов на частоте 1-5 МГц за счет улучшения акустических характеристик материала призмы. Призму ультразвукового преобразователя для контроля изделий волнами Лэмба и Рэлея выполняют из самария, акустический импеданс которого близок к акустическому импедансу изделий из ниобия и его сплавов, в результате чего увеличивается количество вводимой в него энергии ультразвуковых волн. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля ниобия и его сплавов.

Цель изобретения - повышение чувствительности при контроле ниобия и его сплавов на частоте 1-5 МГц за счет улучшения акустических характеристик материала призмы преобразователя .

В таблице представлены акустические характеристики материалов призм из самария, оргстекла, полиамида и деклона.

На чертеже схематично изображен ультразвуковой преобразователь для контроля изделий волнами Лэмба и Рэлея ,

Преобразователь содержит призму 1 в виде клина из самария, на которой размещен корпус 2 й установленные на нем пьезопластина 3, демпфер 4, изолирующая прокладка 5, соединяющая проводники 6 и 7, подключенные через высокочастотный разъем 8 и кабель 9 к ультразвуковому дефектоскопу 10.

Ультразвуковой преобразователь для контроля изделий волнами Лэмба и Рэлея работает следующим образом.

Перед проведением контроля на поверхность изделия (не показано) наносят слой контактной смазки (вода или вязкие масла), на которую устанавливают· призму 1 ультразвукового преобразователя. На преобразователь с блока генератора (не показан) зондирующих импульсов ультразвукового

1486916

(

3

1486916

4

дефектоскопа 10 через разъем 8 и кабель 9 поступают высокочастотные электромагнитные импульсы,, возбуждающие пьезопластину 3, которая преоб- $ разует их в ультразвуковые волны и подает на призму 1 в виде клина. По призме 1 распространяется продольная волна, которая на границе раздела . призмы и. контролируемого изделия из ю ниобия трансформируется в нормальную волну (Лэмба) или поверхностную волну (Рэлея). По отраженным от дефекта импульсам ультразвуковых волн, принятым пьезопластиной 3, определяют 15 качество изделия.

Для увеличения количества энергии ультразвуковых' волн, вводимой в контролируемое изделие из ниобия и его сплавов, имеющих крупнозернистую 20

структуру и, следовательно, значительный коэффициент затухания во всем диапазоне частот (от 1 до5МГц), призму преобразователя выполняют .из самария. Поскольку коэффициент Ώпро- 25 хождения энергии ультразвуковых волн тем выше, чем ближе акустический импеданс р_с призмы преобразователя к импедансу материала контролируемого изделия, акустические характеристики 30 самария позволяют более эффективно применять его в качестве материала для призм ультразвуковых преобразователей (по сравнению с пластмассами) при контроле ниобия и его сплавов. 35 Из таблицы следует, что применение в качестве материала призм оргстекла не обеспечивает контроль ниобия с высокой чувствительностью, так как коэффициент ϋ прохождения на границе 49 оргстекло-ниобий составляет 0,25. Полиамид как материал для призмы, обладая некоторыми преимуществами механических свойств перед оргстеклом, не позволяет проводить контроль мате- 45 риалов на частотах ниже 5 МГц. Кроме того, коэффициент прохождения энергии ультразвуковых волн из полиамида в ниобий слишком мал, так как не превосходит 30% (б = 0,28). Недостатком деклона как материала призм преобразователя является узкий диапазон частот, в котором можно проводить измерения, а также низкий коэффициент прохождения в области частот 1 2,5 МГц, на границе раздела деклонниобий 6=0,19.

Скорость С распространения и коэффициента Ж поглощения ультразвуковых волн у самария того же поряка, что у перечисленных пластмасс, а акустический импеданс £ с у самария по сравнению с ними в несколько раз выше. Вследствие этого коэффициент О прохождения энергии ультразвуковых волн из самариевого клина в ниобий в несколько раз выше (в 3-5 раз) коэффицентов прохождения энергии ультразвуковых. волн из пластмасс в ниобий, акустический импеданс которого составляет около 35,3 * 10^& мг/м² с.

Для ниобиевых сплавов указанные величины изменяются незначительно (менее 1%), поэтому они справедливы и для сплавов.

Таким образом, применение в преобразователе для возбуждения и приема волн Лэмба и Рэлея призмы из самария позволяет в 3-5 раз повысить коэффициент прохождения энергии ультразвуковых волн в изделие и, следовательно, чувствительность контроля ниобия и его сплавов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Призма ультразвукового преобразователя для контроля изделий волнами Лэмба и Рэлея,отличающаяс я тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле ниобия и его сплавов на частоте 1-5 МГц, она выполнена из самария.

   5

   1486916

   6

   ——————————————————---— Акустические характе- Материал призмы ристики Самарий Оргстекло | Полиамид Деклон

   Измеряемый интервал

   частот, МГц 1-5 л ^1-5 Свыше 1-2,5 С, м/с 2,34 · 10 2,67 · Ю³ 2,6 · 10³ 2,26 р с, кг/м^с с/, непер/см 21,41 10*3,15 10* 3,67 - 10* 2,26 0,5 0,58 0,38 0,44 ϋ ϋ матер.клина/ϋ сама- 0,89 0,25 0,28 0,19 рия 1 0,28 0,31 0,21

   X