SU1631400A1 - Method for cheking material quality by ultrasonics - Google Patents

Method for cheking material quality by ultrasonics Download PDF

Info

Publication number
SU1631400A1
SU1631400A1 SU884399849A SU4399849A SU1631400A1 SU 1631400 A1 SU1631400 A1 SU 1631400A1 SU 884399849 A SU884399849 A SU 884399849A SU 4399849 A SU4399849 A SU 4399849A SU 1631400 A1 SU1631400 A1 SU 1631400A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pulses
sample
reflected
spectrum
echo
Prior art date
Application number
SU884399849A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Дмитриевич Ушаков
Михаил Григорьевич Тишенков
Сергей Владимирович Шугуров
Максим Геннадьевич Ушаков
Original Assignee
Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола
Институт Геологии И Геофизики Им.60-Летия Союза Сср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола, Институт Геологии И Геофизики Им.60-Летия Союза Сср filed Critical Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола
Priority to SU884399849A priority Critical patent/SU1631400A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1631400A1 publication Critical patent/SU1631400A1/en

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 достоверности контрол  за счет получени  более точной информации об изменении спектра з 1 отраженных образцом материала эхо-импульсов в результате изменени  его физико-механических свойств. Излучают широкополосные импульсы ултьтразвуко- вых колебаний излучателем 3 в промежуточный элемент 5 и принимают приемником 4 отраженные эхо-импульсы. Временным селектором 10 выдел ют однократно отраженный свободной поверхностью элемента 5 эхо-импульс и измер ют его спектр блоком 18. Затем устанавливают элемент 5 на образец 6 контролируемого материала, вновь из- лучают импульсы и принимают эхо-импульсы Выдел ют однократно отраженные границей раздела элемент Е-образец 6 и донной поверхностью образца эхо-сигналы и измер ют их спектры, На вход второго канала селектора 10 подают сигналы с делител -формировател  14, которые трансформируютс  блоком 19 в частотные метки. С помощью измеренных спектров определ ют качество материала. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. & О CJ N О ОThis invention relates to acoustic methods of non-destructive testing. The aim of the invention is to increase the reliability of control by obtaining more accurate information about the change in the spectrum of the echo pulses reflected by the sample material as a result of changes in its physical and mechanical properties. Broadband pulses of ultrasonic sound oscillations emitter 3 to intermediate element 5 are emitted and receiver 4 receive reflected echo pulses. The temporal selector 10 extracts an echo pulse once reflected by the free surface of element 5 and measures its spectrum by block 18. Then install element 5 on sample 6 of the material being monitored, pulses again and receive echo pulses. - sample 6 and the bottom surface of the sample, the echo signals and measure their spectra. To the input of the second channel of the selector 10, signals are sent from the splitter 14, which are transformed by the block 19 into frequency labels. Using the measured spectra, the quality of the material is determined. 2 sec. item f-ly, 2 ill. & About CJ N O O

Description

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол  и может быть использовано при исследовании и контроле физико-механических свойств материалов .The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing and can be used in the study and control of the physical and mechanical properties of materials.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет получени  более точной информации об изменении спектра отраженных образцом материала эхо-импульсов в результате изменени  его физико- механических свойств.The purpose of the invention is to increase the reliability of control by obtaining more accurate information about the change in the spectrum of echo pulses reflected by a sample of a material as a result of a change in its physicomechanical properties.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  ультразвукового контрол  качества материалов, на фиг. 2 - спектры эхо-импульсов, полученные при реализации способа ультразвукового контрол  качества материалов на дюралюминиевых образцах.FIG. 1 is a block diagram of a device for ultrasonic quality control of materials; FIG. 2 - spectra of echo pulses, obtained by implementing the method of ultrasonic quality control of materials on duralumin samples.

Способ ультразвукового контрол  качества материалов заключаетс  в следующем.The method of ultrasonic quality control of materials is as follows.

Импульсы широкополосных ультразвуковых колебаний излучают в твердый промежуточный элемент и принимают отраженные им эхо-импульсы. Измер ют спектр однократно отраженного свободной поверхностью промежуточного элемента эхо-импульса. Затем импульсы широкополосных колебаний излучают через промежуточный элемент в образец контролируемого материала и также принимают отраженные эхо-импульсы, Прин тые эхо-импульсы фиксируют в двух интервалах времени и измер ют спектры однократно отраженных границей раздела промежуточного элемента и образца и донной поверхностью образца эхо-импульсов.Pulses of broadband ultrasonic vibrations emit into a solid intermediate element and receive echo pulses reflected by it. The spectrum of the echo pulse once reflected by the free surface of the intermediate element is measured. Then, the broadband oscillation pulses emit through the intermediate element into the sample of the material being monitored and also receive reflected echo pulses. The received echo pulses are recorded at two time intervals and the spectra of the single reflection from the interface of the intermediate element and the sample and the bottom surface of the sample echo pulses are measured.

Качество контролируемого материала определ ют по спектрам однократно отраженных границей раздела промежуточного элемента и образца и донной поверхностью образца эхо-импульсов с учетом предварительно полученного спектра однократно отраженного свободной поверхностью промежуточного образца эхо-импульса.The quality of the monitored material is determined from the spectra of echo pulses that are once reflected by the interface of the intermediate element and the sample and the bottom surface of the sample, taking into account the previously obtained spectrum of the echo pulse once reflected by the free surface of the intermediate sample.

Устройство дл  ультразвукового контрол  качества материалов содержит последовательно соединенные синхрогенератор 1 и генератор 2 импульсов. Устройство также содержит приемоизлучающий преобразователь , включающий излучатель 3 и приемник 4, и промежуточный элемент 5 из твердого звукопрозрачного материала, на который установлены излучатель 3 и приемник 4. Позицией 6 (фиг. 1) обозначен образец контролируемого материала.A device for ultrasonic quality control of materials contains a series-connected sync generator 1 and a generator of 2 pulses. The device also contains a transmitting radiating transducer comprising an emitter 3 and a receiver 4, and an intermediate element 5 of solid sound-transparent material on which the emitter 3 and receiver 4 are mounted. At position 6 (Fig. 1) is a sample of the monitored material.

Кроме того, устройство содержит широкополосный усилитель 7, двухканальный временной селектор 8 и двухканальный индикатор 9. В устройство также вход т второй двухканальный временной селектор 1JD,In addition, the device contains a broadband amplifier 7, a two-channel time selector 8 and a two-channel indicator 9. The device also includes a second two-channel time selector 1JD,

коммутатор 11, второй генератор 12 импульсов , цифровой измеритель 13, делитель- формирователь 14 коротких импульсов, двухканальный блок 15 временных сдвигов,the switch 11, the second generator of 12 pulses, a digital meter 13, a divider-driver of 14 short pulses, a two-channel block of 15 time shifts,

блок 16 программ, второй коммутатор 17, блок 18 анализа спектра с регистратором 19 и регистратор 20 временных трасс.block 16 programs, the second switch 17, block 18 analysis of the spectrum with the recorder 19 and the recorder 20 time lines.

Выход усилител  7 соединен с входами селектора 8, индикатора 9 и селектораThe output of the amplifier 7 is connected to the inputs of the selector 8, the indicator 9 and the selector

0 10, вторые входы которых через коммутатор 11 соединены с генератором 12 и делителем-формирователем 14. Синхронизатор 1 соединен также с генератором 12, делите- лем-формирователем 14 и блоком 16. Гене5 раторы 2 и 12 соединены с измерителем 13. Блок 16 программ соединен с блоком 15 временных сдвигов. Выход блока 15 соединен с селекторами 8 и 10.0 10, the second inputs of which through the switch 11 are connected to the generator 12 and the divider-former 14. The synchronizer 1 is also connected to the generator 12, the divider-former 14 and the block 16. The generators 2 and 12 are connected to the meter 13. Block 16 programs connected to a block of 15 time shifts. The output of the block 15 is connected to the selectors 8 and 10.

С выходов селектора 8 сигналы черезFrom the outputs of the selector 8 signals through

0 коммутатор 17 могут поступать на вход регистратора 20. С выходов селектора 10 через коммутатор 17 сигналы могут поступать на вход блока 18 анализа спектра и лалее на регистратор 19. Выход генератора 2 соеди5 нен с излучателем 3, а вход усилител  7 - с приемником 4. В ходе контрол  лини  задержки устанавливаетс  на образец 6.0, the switch 17 can be fed to the input of the recorder 20. From the outputs of the selector 10 through the switch 17, signals can be fed to the input of the spectrum analyzing unit 18 and lane to the recorder 19. The output of the generator 2 is connected to the radiator 3, and the input of the amplifier 7 is connected to the receiver 4. During the control, the delay line is set on sample 6.

Способ ультразвукового контрол  качества материалов реализуетс  следующимThe method of ultrasonic quality control of materials is implemented as follows.

0 образом.0 way.

Синхронизатор 1 обеспечивает внешний запуск генератора 2, например Г5-54, который возбуждает излучатель 3. Первоначально элемент 5 находитс  в ненагружен5 ним состо нии и отраженный от его свободной поверхности эхо-импульс через приемник 4 и усилитель 7 поступает на входы первых каналов индикатора 9, например С1-99, и селекторов 8 и 10, например С10 70/3.Synchronizer 1 provides external start of generator 2, for example, G5-54, which excites emitter 3. Initially, element 5 is in an unloaded state and echo pulse reflected from its free surface through receiver 4 and amplifier 7 is fed to the inputs of the first indicator channels 9, for example C1-99, and selectors 8 and 10, for example C10 70/3.

Простробированный селектором 8 сигнал через коммутатор 17 поступает на вход регистратора 20, который записывает на диаграммную ленту временную трассу с отра5 женным свободной поверхностью элемента эхо-импульсом. На вторые входы индикатора 9 и селектора 8 подаютс  формируемые генератором 12, например Г5-60, пр моугольные импульсы. ПростробированныйThe signal probed by the selector 8 through the switch 17 is fed to the input of the recorder 20, which records the time trace with the reflected free surface of the element by an echo pulse on the chart tape. The second inputs of the indicator 9 and the selector 8 are fed by rectangular pulses generated by the generator 12, for example, G5-60. Prostrated

0 селектором 10 сигнал через коммутатор 17 поступает на вход блока 18 анализа спектра, например СКЧ-56. Регистратором 19 на диаграммную ленту записывают спектр отраженного свободной поверхностью элемента0 by the selector 10, the signal through the switch 17 is fed to the input of the spectrum analysis unit 18, for example, SCCH-56. The registrar 19 on the chart tape record the spectrum of the element reflected by the free surface.

5 5 эхо-импульса. Затем элемент 5 под определенным давлением соедин ют с исследуемым образцом 6 и записывают спектр отраженных границей раздела элемент 5 - образец б и донной поверхностью образца 6 эхо-импульсов,5 5 echo pulse. Then the element 5 under a certain pressure is connected with the test sample 6 and the spectrum of the interface 5 element - sample b is recorded and the bottom surface of the sample 6 is echo pulses,

С помощью индикатора 9 визуально устанавливаетс  информативный участок временной трассы отраженного сигнала дл  регистрации и выбираетс  местоположение строб-импульов. Регистратор 20 записывает на бумажную ленту выбранный участок временной трассы, временные метки и строб-импульсы, обеспечивающие отбор эхо-импульсов дл  спектрального анализа, что позвол ет документировать процесс контрол . С выхода делител -формировател  14, например Г5-72, импульсы наносе- кундной длительности подаютс  на вход второго канала селектора 10, в результате чего на выходе второго канала селектора 10 формируетс  последовательность импульсов , поступающа  на вход блока 18.Using indicator 9, the informative portion of the time trace of the reflected signal is visually set for recording and the location of the strobe pulses is selected. The recorder 20 records on a paper tape a selected section of the time trace, time stamps and strobe pulses, which ensure the selection of echo pulses for spectral analysis, which allows one to document the control process. From the output of the divider 14, for example, G5-72, pulses of nanosecond duration are fed to the input of the second channel of the selector 10, with the result that at the output of the second channel of the selector 10 a sequence of pulses is formed, which is fed to the input of block 18.

Из частотных составл ющих спектра импульсов, наход щихс  в пределах установленной дл  блока 18 полосы обзора, формируютс  отклики, записываемые регистратором 19 в виде калибрационных частотных меток. Блок 16 программ, например Г5-75, осуществл ет перемещение с дискретным шагом строб-импульса вдоль временной трассы. Применение блока 16 наиболее эффективно при необходимости частого изменени  в ходе контрол  местоположени  строб-импульсов. Блок 16 включаетс  последовательно с блоком 15, выполненным, например, в виде вудхка- нального импульсного генератора Г5-56, запускающим развертки селекторов 8 и 10.From the frequency components of the spectrum of the pulses that are within the viewing range established for block 18, responses are recorded, recorded by the recorder 19 in the form of calibration frequency marks. Block 16 of the programs, for example, the G5-75, moves in a discrete strobe-pulse step along the time path. The use of block 16 is most effective when frequent changes are required during monitoring the location of the strobe pulses. The block 16 is connected in series with the block 15, made, for example, in the form of a GD- 56 wood-driven impulse generator, which triggers the sweep of the selectors 8 and 10.

Измеритель 13, например 43-47А, помогает определ ть временные интервалы между синхроимпульсом генератора 2 и передним фронтом строб-импульса, формируемым генератором 12. Материал элемента 5 выбирают обеспечивающим импедансное согласование линии 5 задержки с приемни- куом 4 и излучателем 3, что дзет возможность получать высокоразрешающий отраженный сигнал и снизить уровень помех . В результате при реализации способа оказывыаютс  измеренными: FI(UJJ) - спектр эхо-импульса от свободной поверхности элемента 5; F2M - спектр эхо-импульса от границы раздела элемент 5 - образец 6; Рз (ы) - спектр эхо-импульса от донной поверхности образца 6 (фиг. 2),A meter 13, for example, 43-47A, helps determine the time intervals between the clock pulse of generator 2 and the leading edge of the strobe pulse generated by generator 12. The material of element 5 is chosen to provide impedance matching of delay line 5 with receiver 4 and radiator 3, which is possible Receive high-resolution echo and reduce noise. As a result, when the method is implemented, the following are measured: FI (UJJ) is the spectrum of the echo pulse from the free surface of element 5; F2M - the spectrum of the echo pulse from the interface element 5 - sample 6; Pz (s) is the spectrum of the echo pulse from the bottom surface of sample 6 (Fig. 2),

С помощью измеренных величин определ ют коэффициент отражени  К0тр( ш ) F2 (ш) I Fi(w); условный коэффициент прохождени  Tnp(w) РЗ(Й) / Fi(& ); коэффициент потерь Q( со ) Рз( ш ) / Fz( ш ) и параметр среды ПСр К0тр(й) Трр(м) Q(o),Using the measured values, the reflection coefficient K0tr (w) F2 (w) I Fi (w) is determined; conditional transmission coefficient Tnp (w) РЗ (Й) / Fi (&); loss factor Q (co) Pz (w) / Fz (w) and the parameter of the parameter PSr K0tr (d) Tpr (m) Q (o),

В качестве примера (фиг. 2) приведены спектры, полученные при контроле дюралюминиевых образцов F2 ( Рз1(&)спектры , полученные на эталонном образце). В данном случае Р21( (о) и Рз1( (а ) не должны отличатьс  по своим значени м, так как этим параметром характризуетс  состо ниеAs an example (Fig. 2), the spectra obtained by monitoring duralumin samples F2 (Pz1 (&) spectra obtained on a reference sample) are shown. In this case, P21 ((o) and Pz1 ((a) should not differ in their values, since this parameter characterizes the state

контактных поверхностей образцов. При несовпадении требуетс  доведение поверхности образца до соответствующей эталонной. Спектры Рз (ш), F з(о) завис т от состо ни  материала и их степень расхождени  определ етс  техническими услови ми. Обычно дл  спектра Рз( ш ) устанавливаетс  некоторый порог. Образцы, которые формируют спектр Рз( (а) ниже этого порога, выбраковываютс . Оценку качества материала можно осуществить , например, использу  выражение АПСр ПСр- ПСр, где ПСр - параметр среды эталонного образца.contact surfaces of samples. If there is a mismatch, it is necessary to bring the sample surface to the appropriate reference. The spectra Ps (w), Fs (o) depend on the state of the material and their degree of divergence is determined by the technical conditions. Typically, a certain threshold is established for the Pz (w) spectrum. Samples that form the Pz spectrum ((a) below this threshold are rejected. The quality of the material can be assessed, for example, using the expression APSr PSR-PSR, where PPS is the medium parameter of the reference sample.

Повышение точности контрол  обуспов- лено как использованием в качестве критери  забраковани  комплексной величины, так и исключением возможности вли ни  на результаты контрол  резонансных нестационарных помех, формируемых в контактном слое, и записью индикатором блока анализаImproving the accuracy of control is determined both by the use of a complex value as a criterion for rejection, and by excluding the possibility of influencing the results of monitoring resonant unsteady interference generated in the contact layer, and by recording with an indicator

спектра частотных меток.spectrum frequency tags.

Claims (2)

1.Способ ультразвукового контрол  качества материалов, заключающийс  в излучении широкополосных импульсов колебаний в образец материала, приеме отраженных образцом импульсов колебаний, фиксировании прин тых импульсов в течение двух интервалов времени, измерении1. The method of ultrasonic quality control of materials, which consists in emitting broadband pulses of oscillations into a sample of a material, receiving oscillations reflected by a sample of pulses, fixing received pulses during two time intervals, measuring спектра зафиксированных импульсов и определении качества материала по измеренным спектрам, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , излучение широкополосных импульсов колебаний в образец материала осуществл ют через твердый промежуточный элемент, в который предварительно из- лучают широкополосные импульсы колебаний, принимают отраженные промежуточным элементом импульсы колебаний и измер ют спектр однократно отраженного свободной поверхностью промежуточного элемента эхо-импульса, измер ют спектры однократно отраженных границей разделаspectrum of recorded pulses and determining the quality of the material from the measured spectra, characterized in that, in order to increase the control accuracy, the emission of broadband vibration pulses into a material sample is carried out through a solid intermediate element, into which broadband vibration pulses are emitted, are reflected by the intermediate element oscillation pulses and measure the spectrum of the echo pulse, once reflected by the free surface of the intermediate element, measure the spectra of one warfare reflected boundary промежуточного элемента и образца и донной поверхностью образца эхо-импульсов, по которым определ ют качество материала с учетом-спектра однократно отраженного свободной поверхностью промежуточногоof the intermediate element and the sample and the bottom surface of the sample of the echo pulses, which determine the quality of the material, taking into account the spectrum of the once reflected free surface of the intermediate элемента эхо-импульса.element of the echo pulse. 2.Устройство дл  ультразвукового контрол  качества материалов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор импульсов, лриемоизлучающий2. A device for ultrasonic quality control of materials, containing a series-connected synchronizer, pulse generator, and a radiation transmitter преобразователь и усилитель, времен- ной селектор и блок анализа спектра с индикатором, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , оно снабжено акустически соединенным с приемоизлучающим преобразователем промежуточным элементом изa transducer and amplifier, a time selector and a spectrum analysis unit with an indicator, characterized in that, in order to increase the reliability of the control, it is provided with an intermediate element acoustically connected to the receiving-emitting transducer твердого звукопрозрачного материала и делителем-формирователем коротких импульсов , временной селктор выполнен двухканальным, вход делител -формировател  соединен с выходом синхронизатора, а выход - с входом второго канала временного селектора.solid sound-transparent material and a divider-shaper of short pulses, the time selector is made two-channel, the input of the form-divider is connected to the synchronizer output, and the output is connected to the input of the second channel of the time selector. WW оabout Фиг. 2FIG. 2 3,23.2 М,ПГцM, PHz
SU884399849A 1988-03-29 1988-03-29 Method for cheking material quality by ultrasonics SU1631400A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884399849A SU1631400A1 (en) 1988-03-29 1988-03-29 Method for cheking material quality by ultrasonics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884399849A SU1631400A1 (en) 1988-03-29 1988-03-29 Method for cheking material quality by ultrasonics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1631400A1 true SU1631400A1 (en) 1991-02-28

Family

ID=21364392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884399849A SU1631400A1 (en) 1988-03-29 1988-03-29 Method for cheking material quality by ultrasonics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1631400A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT3304B (en) 1993-05-21 1995-06-26 Vitalijus Volkovas Method and device for controling of sediments in a pipes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 864116, кл. G 01 N 29/04, 1979. Авторское свидетельство СССР № 932391, кл. G 01 N29/04,1978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT3304B (en) 1993-05-21 1995-06-26 Vitalijus Volkovas Method and device for controling of sediments in a pipes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6122968A (en) Delay line for an ultrasonic probe and method of using same
US4446735A (en) Method of testing the weight per unit area of thin material
US4102205A (en) Method and apparatus for ultrasonic nondestructive testing of workpieces with automatic compensation for the probe, workpiece material, and temperature
KR890017532A (en) Ultrasonic Densitometer Apparatus and Measurement Method Thereof
JPH02248856A (en) Instrument for measuring propagating time of ultrasonic wave
US4570486A (en) Ultrasonic thickness gauge circuit with transit path correction
US5009103A (en) Ultrasonic thickness measuring method and apparatus
US4064742A (en) Ultrasonic inspection device
US5672828A (en) Strength determination of sheet materials by utrasonic testing
SU917711A3 (en) Method of tuning ultrasonic apparatus
US3423992A (en) Ultrasonic apparatus for measuring thickness or distances
SU1631400A1 (en) Method for cheking material quality by ultrasonics
US3009353A (en) Ultrasonic measurement apparatus
CN110068387B (en) Method for determining a correction value for viscosity-dependent sound speed in a liquid to be examined
JPS6190004A (en) Method and device for measuring wall thickness by ultrasonicpulse
US3487690A (en) Acoustical thermometry
US3153928A (en) Ultrasonic measurement instrument
SU1188647A1 (en) Method of article ultrasonic inspection
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
SU1377622A1 (en) Method of determining temperature
SU1525568A1 (en) Ultrasonic mirror-through transmission flaw detector
SU1142787A1 (en) Device for measuring speed of ultrasonic vibrations in specimens
SU1716422A1 (en) Device for selection of acoustic signals
RU2080593C1 (en) Device measuring physico-mechanical parameters of medium
Djelouah et al. Pulsed calibration technique of miniature ultrasonic receivers using a wideband laser interferometer