SU1504512A1 - Ультразвуковой способ определени толщины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  изделий с помощью ультразвукового метода. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . На эталонном образце определ ют эталонную дисперсионную характеристику. Излучающий и приемный преобразователи устанавливают на поверхности издели  на фиксированном рассто нии, производ т возбуждение ультразвуковой волны коротким импульсом, принимают первую продольную нормальную волну, измер ют длительности двух полуволн прин тых колебаний, соответствующих линейному участку эталонной дисперсионной характеристики, и врем  задержки одной относительно другой и по соотношению измеренных величин суд т о толщине. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано как при измерении толщин прот женных листовых материалов , так и диаметров прутков.

Цель изобретени  - повьотение точности измерени .

На фиг.1 приведено семейство дисперсионных характеристик плоского издели  из стали дл  различных типов нормальных волн; на фиг.2 - семейство дисперсионных характеристик нормальной продольной волны первого пор дка , где в качестве параметра выступает толщина издели ; на фиг. 3 - зависимость толщины издели  от крутизны дисперсионной характеристики (в пределах линейного участка); на фиг.4 - прин тые волны (импульсные характеристики) дл  изделий различной толщины при одинаковом значении величины базы - рассто ни  между излучающим и приемным преобразователем .

Способ осуществл ют следующим образом .

Излучающир преобразователь возбуждают коротким импульсом. Регистрируют прин тую волну (импульсную характеристику издели ), в которой выдел ют два полупериода, соответствующие задержкам относительно зондирующего

СП

о

4ib

сл кэ

импульса на врем  Т

зал. 1

и т

эа л. i

(см. фиг.2). При этом предполагаетс , что семейство дисперсионных характеристик на эталонных издели х снималось экспериментально дл  одного и того же значени  базового рассто ни  между преобразовател ми. Определ лись времена . АЛ-КС TSO. „„„ ,

3130

соответствующие началу и концу ног о участка семейства эталонн1,гх дисперсионных характеристик. У выделенных полупёриодов импульсной характе- ристики измер ют их длительности и врем  задержки одного относительно другого, ЦП значени м которых вычисл ют крутизну линеГпюго участка реальной дис1 ерсиопной характеристики в соответствии с выражением ф т

. -2 -Э«А. 1

df ТТ7т ; - Т7т;; 7

где т - врем  групповой задержки

ультразвуковой полны; f - частота ультразвуконоГ волн111 Т,,, - длительность полупериода с

уа;-,ержкой Т.„ , ;

Г„ - длигслтлюсть полуцериода с

задержкой Т.,о,л ;

и по харачтористшчС, припеденпо на фиг . 3 , О 1рсдел 1от тоЛщину издели .

При одинаковой задержке несуща  имеет раз.чичн1 1е значени  частоты ,(фиг,4), разность времен задержек которых, отнесенна  к разности значений частот,  вл етс  мерой толщины h.

Методика оп1зеделенн  дисперсипп- ной характсрист гП ;и заключаетс  п том, что п )пде;п1е, прин тое за эталон , излучают радиоимпульс с огибающей в вице гауссовой кривой распре- делени . 3 го позвол ет сформировать раД1;о1гмпу;тьс с квазимонохромат1гчес- кпм спектром, т.е, практически полиостью избежать в экспериментах искажений формы импульса за счет  ьле НИН i HCiu;pcHii. Прин тый сигнал с за- держкоГт, пропорциональной частоте, поступает на один из входов двух- лучевог о осциллографа. Па другой вход подаетс  зондирующий сигнал. Запуск разиертки осциллографа,работающего в режиме внешнего запуска, ос чцестБл етс  в течение периода следовани  зондирующего импульса дважды первы раз с целью индикации зонди- рующего импульса, второй раз - с целью 1П1дикации прин того приемным преобразователем сигнала. Усилени  в каналах и второго лучей подбирают таким, чтобы амнлитуды сиг налов сравн лись. Тогда, варьиру  задержке одного синхроимпульса от- цосител1)Но другого, добиваютс  совпадени  но преметш изображений  миуль4

con по каналам. При этом, итмереиное врем  задержки одного cииxpo fMIIyльca относительно другого равно времени задержки 11рин то1 о Г1риемн1 1м преобразователем сигнала относительно зондирующего .Измен   несушута частоту, стро т кривую зависимости времени задержки от частоты дл  издели  (эталона ) одной определенной толщины. Повтор   указанные построени  дл  других значений толщин, получают семейство дисперсионных характеристик (фиг.1), по которым, определ   производную по частоте в пределах линейного участка, дл  каждого значени  толщины стро т кривую аналогичную кривой фнг.З,

Регистраци  не амплитудно-временных , а частотно-временных параметров импульсной характеристики позвол ет исключить вли нип на точность измерени  амплитудных искажений импульсной характеристю и, а именпо вли ние мен ющихс  под воздействием различных факторов параметров амплитудно-частотной характеристики электроакустического тракта на точность измерени  толщины. Причем регистраци  именно разностных 4acTOTHO-BpeMe nibix параметров импульсной характеристики позвол ет исключить вли ние различно- о рода временных задержек, не обусловленных задержкой акустического непосредственно в изделии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой способ определени  толщины, основанный па возбуждении в изделии ультразвуковой полны и приеме прошедшей через него волны, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , предварительно на эталонном образце определ ют его дисперсионную характеристику при распространении первой продольной нормальной волны, возбуждение ультразвуковой волны в изделии осуществл ют импульсом, длительность которого по крайней мере на пор док меньше величины, обратной величине прот жеьпюсти линейного участка эталонной дисперсионной характеристики по оси частот, принимают первую продольную нормальную волну, регистрируют два полупериода прин той волны, наход щиес  в пределах времен задержки прихода волны, соответствующих

   T/L,MKClnn

   й

   Втора  проаольна  нормальна  / Оолна

   Лерба  продольна  норг альна/г в о/iffа

   фиг. /

   /Л,/У/1//У/У

   зад, мин

   Тзад,пакс fifi

   I/I, WAf

   WO

   200300

   Фиг.З

   h lMfi

   Сталь

   фид.2

   Сталь L

   WO

   500 мкс/мГц tif

   jni

   Тзад.1 . .2 тпг

   . Т

   iTO.lJ

   фигЛ

   2 тпг

   . Т

   iTO.lJ