SU1719981A1 - Method of ultrasonic quality control - Google Patents

Method of ultrasonic quality control Download PDF

Info

Publication number
SU1719981A1
SU1719981A1 SU904778329A SU4778329A SU1719981A1 SU 1719981 A1 SU1719981 A1 SU 1719981A1 SU 904778329 A SU904778329 A SU 904778329A SU 4778329 A SU4778329 A SU 4778329A SU 1719981 A1 SU1719981 A1 SU 1719981A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
damper
product
sound
reflected
echo signal
Prior art date
Application number
SU904778329A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Владимирович Захаров
Дмитрий Юрьевич Шевлягин
Original Assignee
Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
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 Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского filed Critical Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority to SU904778329A priority Critical patent/SU1719981A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1719981A1 publication Critical patent/SU1719981A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к технике неразрушающего контрол  ультразвуковыми (УЗ) методами. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  путем обеспечени  контрол  изделий различной толщины. Преобразователь с демпфером 9 и пьезопластиной 6располагают в звукопровод щей среде 7на заданном рассто нии над изделием 8. Генератор 1 посредством пьезо- пластины 6 возбуждает короткие импульсы УЗ-колебаний в демпфере 9 и изделии 8. Пьезопластина 6 принимает отраженные демпфером 9 и изделием 8 эхо-сигналы. Временной селектор 3 выдел ет донный эхо-сигнал от издели  8 и эхо-сигнал, отраженный передней гранью издели  8, прошедший через звукопровод щую среду 7, пьезопласти- ну 6 и демпфер 9 и отраженный свободной поверхностью демпфера 9. С помощью анализатора 5 спектра фиксируют суммарный спектр выделенных эхо-сигналов , измер ют значени  частотных минимумов суммарного спектра и по ним определ ют качество издели . 3 ил. $ IBThis invention relates to a technique of non-destructive ultrasonic (UL) control methods. The aim of the invention is to expand the field of application by ensuring control of products of various thickness. A transducer with a damper 9 and a piezoplate 6 is placed in a sound-conducting medium 7 at a given distance above the product 8. The generator 1, using a piezo-plate 6, excites short pulses of ultrasonic vibrations in the damper 9 and product 8. The piezo plate 6 receives the reflected damper 9 and product 8 echo. signals. The time selector 3 selects the bottom echo signal from product 8 and the echo signal reflected by the front face of product 8, passed through the sound-conducting medium 7, piezoplastic 6 and damper 9 and reflected by the free surface of the damper 9. Using the analyzer 5, the spectrum is fixed the total spectrum of the extracted echoes, the values of the frequency minima of the total spectrum are measured and the quality of the product is determined from them. 3 il. $ Ib

Description

со соwith so

0000

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю ультразвуковыми методами и может быть использовано при контроле качества изделий.tThe invention relates to non-destructive testing by ultrasonic methods and can be used to control product quality.

Известен способ обнаружени  дефектов в издели х, заключающийс  в том, что в контролируемое изделие излучают короткие импульсы упругих колебаний,There is a known method for detecting defects in products, which means that short pulses of elastic oscillations are emitted into a controlled product,

выдел ют эхо-сигналы временным селек-JQ фиг.2 - суммарна  спектральна  характеристика , полученна  на бездефектном участке издели  толщиной 150 мм изecho signals of time selec-JQ of FIG. 2 are selected — the total spectral characteristic obtained on the defect-free portion of a product 150 mm thick from

1515

2020

2525

тором и по форме спектра этих сигналов суд т о наличии дефектов.by the torus and in the form of the spectrum of these signals, the presence of defects is determined.

Данный способ не обладает достаточно высокой чувствительностью.This method does not have a sufficiently high sensitivity.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ, заключающийс  в том, что располагают преобразователь с демпфером и пьезоштастиной в звукопровод щей среде над изделием, излучают пьезопластиной импульсы ультразвуковых колебаний в демпфер и звукопровод щую среду, принимают пьег.опластйной отраженные демпфером и изделием эхо-сигналы, фиксируют суммарный спектр донного эхо-сигнала от издели  и вспомогательного эхо- сигнала, измер ют значени  частотных минимумов суммарного спектра и по ним определ ют качество издели . 30The closest in technical essence to the present invention is a method consisting in arranging a transducer with a damper and piezostatina in a sound-conducting medium above the product, emitting ultrasonic vibrations into the damper and sound-conducting medium by the piezoelectric plate, receiving the reflected damper and product echo from the piezoelectric plate signals, record the total spectrum of the bottom echo from the product and the auxiliary echo, measure the frequency minima of the total spectrum, and determine the quality products. thirty

Однако известный способ не позвол ет контролировать издели , имеющие большую толщину, из-за того, что дл  получени  минимума в суммарном спектре в этом случае потребуетс  изготов- , ление преобразовател  с демпфером, толщина которого должна быть соизмерима с толщиной издели , что практически реализовать затруднительно.However, the known method does not allow control of products having a greater thickness, because in order to obtain a minimum in the total spectrum, in this case, it will be necessary to manufacture a converter with a damper, the thickness of which must be commensurate with the thickness of the product, which is practically difficult to implement .

Цель изобретени  - расширение области применени  путем обеспечени  контрол  изделий различной толщины.The purpose of the invention is the expansion of the field of application by ensuring control of products of various thicknesses.

Изобретение позвол ет контролировать издели  толщиной от нескольких миллиметров до нескольких метров.The invention allows control of products with a thickness of several millimeters to several meters.

Изобретение касаетс  акустических методов неразрушающего контрол .The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing.

Сущность изобретени  состоит в том, что через звукопровод щий слой в контролируемое изделие излучают ультразвуковые импульсы, от передней грани издели  регистрируют эхо-сигнал , проиедший через звукопровод щий слой, пьезопластину и демпфер и отраженный свободной поверхностью демпфера . Толщины звукопровод щего сло , пьезопластины и демпфера выбирают такими , чтобы врем  задержки между эхо- сигналом от свободной поверхностиThe essence of the invention is that ultrasonic pulses are emitted through a sound-conducting layer into a controlled product, an echo signal passing through a sound-conducting layer, a piezoplate and a damper and reflected by the free surface of the damper are recorded from the front face of the product. The thickness of the conductive layer, piezoplates and damper is chosen so that the delay time between the echo signal from the free surface

4040

4545

5050

стали, полученного диффузионной свар- -KoftJ на фиг.З - то же, на дефекте в виде строчечного непропара с максимальным размером по длине строчки 60 мкм и по раскрытию 5 мкм.steel obtained by diffusion welded -KoftJ in FIG. 3 - the same, on the defect in the form of a line non-pair with a maximum size of the line of 60 microns and on the disclosure of 5 microns.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Пьезопластина 6, работающа , например , в полосе частот от 4 до 6 МГц, возбуждаетс  генератором 1 коротких импульсов. Пьезопластина 6 толщиной hn излучает через звукопровод щую жидкость 7 толщиной hja в изделие 8 толщиной Ьи ультразвуковые колебани  с определенной максимальной частотой составл ющей спектра, например 5 МГц. Ультразвуковые колебани , пройд  жидкую среду 7, раздел ют на отраженный эхо-сигнал от передней . грани издели  8, а остальна  часть энергии колебаний проходит в изделие 8 и в виде донного эхо-сигнала возвращаетс  обратно на пьезопластину 6. Отраженный от передней грани эхо-сигнал проходит путь обратно через звукопровод щую среду 7 и пьезопластину бив виде эхо-сигнала, отраженного свободной поверхностью демпфера 9, возвращаетс  обратно на пьезопластину 6, котора  преобразует задержанные друг относительно друга ультразвуковые эхо-сигналы в электрические импульсы . Эти эхо-импульсы усиливаютс  усилителем 2 и через временной селектор 3, который селектирует их от других мешающих сигналов, поступают на вход осцилл9графа 4 дл  индикации и на вход анализатора 5 спектра дл  анализа спектра. Высоту звукопровод щего сло  hjB и его материал выбирают такими, чтобы выполн лось условие задержки Между эхо-импульсамиA piezoplate 6, operating, for example, in the frequency range from 4 to 6 MHz, is excited by the generator 1 of short pulses. A piezoplast 6 with a thickness hn emits through a sound-conducting fluid 7 with a thickness hja into the product 8 with a thickness b and ultrasonic vibrations with a certain maximum frequency of the spectrum component, for example 5 MHz. Ultrasonic vibrations, after passing through the liquid medium 7, are divided into a reflected echo signal from the front. the edges of the product 8, and the rest of the oscillation energy passes into the product 8 and returns as a bottom echo back to the piezoelectric plate 6. The echo signal reflected from the front face goes back through the sound-conducting medium 7 and the piezoelectric plate reflected the free surface of the damper 9 is returned back to the piezo plate 6, which converts ultrasonic echoes delayed relative to each other into electrical impulses. These echo pulses are amplified by amplifier 2 and through time selector 3, which selects them from other interfering signals, are fed to the oscillator of graph 4 for indication and to the input of spectrum analyzer 5 for spectrum analysis. The height of the sound-conducting layer hjB and its material are chosen such that the delay condition is met. Between the echo pulses

5555

демпфера и донным эхо-сигналом удовлетвор ло определенной формуле. Измер ют частоты минимумов суммарного спектра прин тых эхо-сигналов и определ ют по ним качество издели .the damper and the bottom echo satisfied a definite formula. The frequencies of the minima of the total spectrum of the received echo signals are measured and the product quality is determined from them.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства, реализующего способ УЗ-контрол  качества изделий; наFigure 1 shows the functional diagram of the device that implements the method of ultrasonic quality control of products; on

5five

00

5five

00

, ,

4040

4545

5050

стали, полученного диффузионной свар- -KoftJ на фиг.З - то же, на дефекте в виде строчечного непропара с максимальным размером по длине строчки 60 мкм и по раскрытию 5 мкм.steel obtained by diffusion welded -KoftJ in FIG. 3 - the same, on the defect in the form of a line non-pair with a maximum size of the line of 60 microns and on the disclosure of 5 microns.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Пьезопластина 6, работающа , например , в полосе частот от 4 до 6 МГц, возбуждаетс  генератором 1 коротких импульсов. Пьезопластина 6 толщиной hn излучает через звукопровод щую жидкость 7 толщиной hja в изделие 8 толщиной Ьи ультразвуковые колебани  с определенной максимальной частотой составл ющей спектра, например 5 МГц. Ультразвуковые колебани , пройд  жидкую среду 7, раздел ют на отраженный эхо-сигнал от передней . грани издели  8, а остальна  часть энергии колебаний проходит в изделие 8 и в виде донного эхо-сигнала возвращаетс  обратно на пьезопластину 6. Отраженный от передней грани эхо-сигнал проходит путь обратно через звукопровод щую среду 7 и пьезопластину бив виде эхо-сигнала, отраженного свободной поверхностью демпфера 9, возвращаетс  обратно на пьезопластину 6, котора  преобразует задержанные друг относительно друга ультразвуковые эхо-сигналы в электрические импульсы . Эти эхо-импульсы усиливаютс  усилителем 2 и через временной селектор 3, который селектирует их от других мешающих сигналов, поступают на вход осцилл9графа 4 дл  индикации и на вход анализатора 5 спектра дл  анализа спектра. Высоту звукопровод щего сло  hjB и его материал выбирают такими, чтобы выполн лось условие задержки Между эхо-импульсамиA piezoplate 6, operating, for example, in the frequency range from 4 to 6 MHz, is excited by the generator 1 of short pulses. A piezoplast 6 with a thickness hn emits through a sound-conducting fluid 7 with a thickness hja into the product 8 with a thickness b and ultrasonic vibrations with a certain maximum frequency of the spectrum component, for example 5 MHz. Ultrasonic vibrations, after passing through the liquid medium 7, are divided into a reflected echo signal from the front. the edges of the product 8, and the rest of the oscillation energy passes into the product 8 and returns as a bottom echo back to the piezoelectric plate 6. The echo signal reflected from the front face goes back through the sound-conducting medium 7 and the piezoelectric plate reflected the free surface of the damper 9 is returned back to the piezo plate 6, which converts ultrasonic echoes delayed relative to each other into electrical impulses. These echo pulses are amplified by amplifier 2 and through time selector 3, which selects them from other interfering signals, are fed to the oscillator of graph 4 for indication and to the input of spectrum analyzer 5 for spectrum analysis. The height of the sound-conducting layer hjB and its material are chosen such that the delay condition is met. Between the echo pulses

где fл , f - соответственно верхн  where fl, f are respectively top

и нцжн   частоты спектра отраженного демпфером эхо-сигнала на уровне and the frequency spectrum frequency reflected by the echo damper at the level

о,5 Гц;o, 5 Hz;

,hn,h,,,hM - толщина звукопровод щего сло , пьезопластины, демпфера и издели  соответственно , Mj с ,сп,Сд,си - скорость распространени  ультразвуковых колебаний в материале звукопровод щей среды, пьезопластины , демпфера и издели  соответственно, м/с,, hn, h ,,, hM is the thickness of the conductive layer, piezoplate, damper and product, respectively, Mj c, Cn, Cd, s is the propagation speed of ultrasonic vibrations in the material of the conductive medium, piezo plate, damper and product, respectively, m / s ,

п 1,2,3p 1,2,3

Установленна  задержка между этими эхо-импульсами, которые анализирует анализатор 5 спектра, позвол ет в суммарном спектре наблюдать один или несколько частотных минимумов (это зависит от выбираемой частоты в спектре донного эхо-сигнала и числа п 1,2,3,..., т.е. от величины за- держки) в интервале частот от f до f (граничные частоты f , и f 2 выбраны из услови  наблюдени  четкого контрастного интерференционного минимума ) . По положению частотного ми- нимума в суммарном спектре, приведенном дл  бездефектного участка издели  на фиг.2, а дл  дефектного участка издели  на фиг.З, определ ют качество издели .The established delay between these echo pulses, which are analyzed by the spectrum analyzer 5, makes it possible to observe one or several frequency minima in the total spectrum (this depends on the chosen frequency in the spectrum of the bottom echo signal and the number n 1,2,3, ..., i.e., from the magnitude of the delay) in the frequency range from f to f (the boundary frequencies f, and f 2 are selected from the condition of observing a clear contrast interference minimum). The quality of the product is determined for the position of the frequency minimum in the total spectrum given for the defect-free area of the product in Fig. 2, and for the defective area of the product in Fig. 3.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ ультразвукового контрол  качества изделий, заключающийс  в том, что располагают преобразователь с демпфером и пьезопластиной в звукопровод щей среде над изделием, излучают пьезопластиной импульсы ультразвуковых колебаний в демпфер и звукопровод щую среду, принимают пьезопластиной отраженные демпфером и из делием эхо-сигналы, фиксируют сум- ,, марный спектр донного эхо-сигнала от ,, издели  и вспомогательного эхо-сигнала , измер ют значени  частотных минимумов суммарного спектра и по ним определ ют качество издели , отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  путем обеспечени  контрол  изделий различной толщины, в качестве вспомога - тельного эхо-сигнала используют эхо сигнал отраженный передней гранью издели , прошедший через звукопровод щую среду, пьезопластину и демпфер и отраженный свободной поверхностью демпфера, а толщину звукопровод щего сло  между пьезопластиной и из-1- . делием и толщину h демпфера выбирают из услови The method of ultrasonic quality control of products, which consists in placing a transducer with a damper and a piezoplate in a sound-conducting medium above the product, radiating pulses of ultrasonic vibrations into a damper and sound-conducting medium into the piezoplate, receiving echoes from the piezoelectric plate and recording echo signals from the divider, fixing The measured spectrum of the bottom echo signal from the product and the auxiliary echo signal, measure the values of the frequency minima of the total spectrum and determine the quality of the product that distinguishes In order to expand the scope of application by providing control of products of various thickness, the echo signal reflected by the front edge of the product, passing through the sound-conducting medium, piezoplate and damper and reflected by the free surface of the damper, is used as an auxiliary echo signal, and the thickness a sound-conducting layer between the piezoplate and from-1-. the value and thickness h of the damper are chosen from the condition де fde f 1one Г л ™Gl ™ соответственно верхн   и нижн   частоты спектра отраженного демпфером эхо-сигнала иа уровне 0,5 Гц;respectively, the upper and lower frequencies of the spectrum reflected by the echo damper at a level of 0.5 Hz; ,Ь„,Ьа,Ьи - толщины звукопровод щего сло , пьезопластины,B, b, b, b are the thicknesses of the sound-conducting layer, piezoplates, демпфера и издели  соответственно , ы; , скорости распространени  ультразвуковых колебаний в материале звукопровод щей среды, пьезопластины , демпфера и издели damper and product, respectively; , the propagation velocity of ultrasonic vibrations in the material of the sound-conducting medium, piezoplates, damper and product 1- one- си п si n соответственно, м/с;accordingly, m / s; /,/y/z/, / y / z фиг zfig z 44зг /ff)Jmt/744zg / ff) Jmt / 7 Фиг.ЗFig.Z Составитель А.Захаров Редактор А.Лежнина Техред М.ДидыкCompiled by A.Zakharov Editor A.Lezhnina Tehred M.Didyk Заказ 768Order 768 ТиражCirculation ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 6.0 Ј МГц6.0 MHz Корректор М.Самборска Proofreader M.Samborsk ПодписноеSubscription
SU904778329A 1990-01-05 1990-01-05 Method of ultrasonic quality control SU1719981A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904778329A SU1719981A1 (en) 1990-01-05 1990-01-05 Method of ultrasonic quality control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904778329A SU1719981A1 (en) 1990-01-05 1990-01-05 Method of ultrasonic quality control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1719981A1 true SU1719981A1 (en) 1992-03-15

Family

ID=21489518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904778329A SU1719981A1 (en) 1990-01-05 1990-01-05 Method of ultrasonic quality control

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1719981A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Методы неразрушающих испытаний/ /Под ред. Р.Шарпа, М.: Мир, 1972, с. 59-88. Авторское свидетельство СССР № 1471196, кл. G 01 N 29/04, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4170144A (en) Material scanning apparatus
US6125704A (en) Ultrasonic technique for inspection of weld and heat-affected zone for localized high temperature hydrogen attack
SU917711A3 (en) Method of tuning ultrasonic apparatus
US4492117A (en) Ultrasonic nondestructive test apparatus
SU1719981A1 (en) Method of ultrasonic quality control
US3861200A (en) Method and instrument for analysing materials by ultrasonic pulses
JPH04323553A (en) Method and device for ultrasonic resonance flaw detection
CA2485982A1 (en) Method and device for detecting changes or damages to pressure vessels while or after undergoing a hydraulic pressure test
US4596142A (en) Ultrasonic resonance for detecting changes in elastic properties
RU2246724C1 (en) Method of ultrasonic testing of material quality
Baboux et al. Interferometric measurements of transient ultrasonic fields. application to hydrophone calibration
RU2112235C1 (en) Method for measuring attenuation variables of elastic waves
Djelouah et al. Pulsed calibration technique of miniature ultrasonic receivers using a wideband laser interferometer
SU1196751A1 (en) Method of measuring occluded gas in liquid
RU2334224C1 (en) Method of ultrasonic measuring of average grain size
SU1620931A1 (en) Device for determining content of gas in gas-liquid medium
SU1763971A1 (en) Working pieces quality inspecting ultrasonic device
SU1138732A1 (en) Method of ultrasonic checking of article surface flaws
SU1471119A1 (en) Method for ultrasonic investigation of flaws in articles
SU538289A1 (en) Echo method of ultrasonic control
SU1188647A1 (en) Method of article ultrasonic inspection
SU1525568A1 (en) Ultrasonic mirror-through transmission flaw detector
JPH0545346A (en) Ultrasonic probe
SU603896A1 (en) Method of testing acoustic contact
SU1229680A1 (en) Method of determining specimen mechanical quality