Claims (3)
Изобретение относитс к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано дл повышени помехоустойчивости дефектоскопов при определении характера дефектов. Известен способ ультразвукового контрол изделий с использованием пьезопреобразовател с концентрическими зонами дл излучени и приема. Недостатком известного способа вл етс высокий уровень акустических помех, создаваемых боковыми лепестками диаграммы направленности пьезопреобразовател как при излучении, так и при приеме ультра звуковых сигналов. Целью изобретени вл етс уменьшение акустических помех. Постав/генна цель достигаетс тем, что в процессе излучени периодически измен ют угловое положение DOKOBE IX лепестков диаграммь направленности пьезопреобразовател путем коммутации периферийных зон пье::1ОП 1ео6разователу; Б пределах каждого кзлучаемото и v fryл6ca и в процессе приема усредн ют npHiWTbie сигналы. В основе управл емого подавлени боколепестков пьезопреобразовател лежит енение во времени размера апертуры зопреобразовател в небольших пределах. Диаграмма направленности преобразова с измен ющейс во времени апертурой ет быть записана в виде: . Q,t)i U),, tH) f л t I Ш,1) - диаграмма направленности преобразовател ; Q - угол раскрыти диаграммы направленности; Т - период модул ции размера апертуры; ((:)- размер апертуры; р(,)- амплитудное распределение по апертуре; f - частота сигнала; с - скорость звука. Измен ют во времени размер апертуры им образом, чтобы в период - -j--«-t 0 излучала вс апертура преобразовател , а в период О t : -у часть апертуры по кра м преобразовател была отключена. Дл этого случа вьфажение (1) за пер од Т будет иметь вид TW 4-iTC bp -l siT,Qldx- -ip t л sinQTdx (2.) лЬ - отключенна часть апертуры . При интегрировании 2)|дл случа равномерного распределени амплитуды по поверх ности преобразовател получаетс выражени е+й. 1г . , е-Е, 1г SinL-ir Q)J-cosL г Л 5тпО| тс г Т из которого видно, что диаграмма направленности в среднем значении приобретает множитель. M cosL - Si-nQnl который определит дополнительный минимум В диаграмме направленности. Варьиру глубиной изменени во времени размера апертуры д€ С-б , можно измен ть расположе ние зоны минимизации лепестков в диаграм ме направленности преобразовател , а измен закон модул ции апертуры, можно из мен ть ширину зоны подавлени боковых лепестков. Поскольку .обычно Д° « то наличие зоны управл емого подавлени незначительно вли ет на основной лепесток диаграммы направленности. На фиг. 1 показано устройство дл реализации предложенного способа дл плоскопараллельного дискового преобразовател ; на фиг. 2 и 3 - диаграммы направленности преобразовател с апертурой 6 50 Я при зоне подавлени , направленной под различными углами. (5) На фиг. 1 изображен плоскопаралнельный Дисковый преобразователь 1 с заземленным электродом The invention relates to ultrasonic flaw detection and can be used to improve the noise immunity of flaw detectors in determining the nature of defects. There is a method of ultrasonic testing of products using a piezo transducer with concentric zones for radiation and reception. The disadvantage of this method is the high level of acoustic noise generated by the side lobes of the piezo transducer radiation pattern both when emitting and receiving ultra sound signals. The aim of the invention is to reduce acoustic noise. The postav / gene goal is achieved by the fact that during the radiation process the angular position of the DOKOBE IX lobes is periodically changed by the piezotransducer radiation pattern by switching the peripheral zones of the piezoelectric transducer; Within the limits of each radiated and v fryl6ca and in the process of reception, npHiWTbie signals are averaged. The basis for the controlled suppression of the bone-collar of the piezotransducer is the time dimension of the transducer aperture within small limits. The transformation pattern with time-varying aperture is written in the form:. Q, t) i U) ,, tH) f l t I Ш, 1) is the radiation pattern of the transducer; Q is the angle of the radiation pattern; T is the period of modulation of the aperture size; ((:) is the size of the aperture; p (,) is the amplitude distribution over the aperture; f is the frequency of the signal; c is the speed of sound. The size of the aperture changes with time so that during the period - -j - "- t 0 it emits The entire aperture of the transducer and in the period О t: - the part of the aperture around the edges of the transducer was turned off. For this case, the output (1) for T will be TW 4-iTC bp -l siT, Qldx-ip t l sinQTdx (2.) l is the disconnected part of the aperture. When integrating 2) | for the case of a uniform distribution of the amplitude over the surface of the transducer, the expressions e + d are obtained. 1g. , eE, 1g SinL-ir Q) J-cosL g L 5tpO | mc g T from which it is clear that the radiation pattern in the mean value becomes a multiplier. M cosL - Si-nQnl which will define an additional minimum in the directivity pattern. By varying the depth of the aperture size change over time, the position of the minimization zone of the petals in the directivity pattern of the transducer can be changed, and by changing the aperture modulation law, it is possible to change the width of the side lobes suppression zone. Since, typically, D ° “, the presence of a controlled suppression zone has little effect on the main lobe of the radiation pattern. FIG. 1 shows a device for implementing the proposed method for a plane-parallel disk converter; in fig. 2 and 3 are transducer diagrams with an aperture of 6 50 I with a suppression zone directed at different angles. (5) In FIG. 1 depicts a plane-parallel disk converter 1 with a grounded electrode.
2. Электрод с противоположной поверхности преобразовател разбит на центральный: электрод 3 и несколько (например, три) кольцевых электрода 4-6,расположенных по периферии преобразовател . Электроды подключены к коммутатору 7, который осуществл ет переключение периферийных колец в соответствии с заданным законом. При приеме выход коммутатора 7 соединен со сглаживающим фильтром 8, усредн ющим во времени прин тые сигналы за период модул ции апертуры. Подавление боковых лепестков в заданном направлении осуществл етс следующим образом. - На преобразователь 1 подают электрический зондирующий импульс. Коммутатор 7 периодически, в соответствии с заданным законом, подключает электроды 4-6 к центральному электроду 2. The electrode from the opposite surface of the transducer is divided into a central one: electrode 3 and several (for example, three) ring electrodes 4–6 located along the periphery of the transducer. The electrodes are connected to the switch 7, which performs the switching of the peripheral rings in accordance with a given law. Upon reception, the output of the switch 7 is connected to a smoothing filter 8, averaging the received signals in time over the period of modulation of the aperture. The suppression of side lobes in a given direction is carried out as follows. - On the Converter 1 serves an electric probe pulse. The switch 7 periodically, in accordance with a given law, connects the electrodes 4-6 to the central electrode
3. При этом боковые лепестки диаграммы направленности мен ют во времени свое угловое положение В процессе приема сигналы складываютс с учетом их фазы и усредн ютс во времени . В тех участках, где прин тые сигналы наход тс в противофазе, происходит полное подавление боковых лепестков. Показанные на фиг. 2 и 3 уровни боковых лепестков до подавлени (пунктирна лини ), после подавлени под угломб (фиг, 2)и под углом 9,5 (фиг. 3) свидетельствуют об эффактивности предложенного способа. Уровень подавлени достигает 20-25 дб. Формула изобретени Способ ультразвукового контрол с использованием пьезопреобразоваа-ел с концентрическими зонами дл излучени и приема , отличаю щ и и с тем, что, с целью уменыпенн акустических помех, в цроцессе излучени периодически измен ют угловое положение боковых лепестков диаграмм направленности преобразовател путем коммутации периферийных зон преобразовател в пределах ка)кдого излучаемого импульса и в процессе приеь:а усредн ют прин тые сигналы.3. At the same time, the side lobes of the radiation pattern change in time their angular position. During the reception process, the signals are added according to their phase and averaged over time. In those areas where the received signals are in antiphase, side lobes are completely suppressed. Shown in FIG. 2 and 3 side lobe levels before suppression (dashed line), after suppression at angles (Fig. 2) and at an angle of 9.5 (Fig. 3) indicate the effectiveness of the proposed method. Suppression level reaches 20-25 dB. The invention The method of ultrasonic control using piezo-transform-el with concentric zones for radiation and reception, is distinguished by the fact that, for the purpose of reduced acoustic noise, during the radiation process, the angular position of the side lobes of the radiation pattern of the converter is periodically changed by switching peripheral zones the transducer is in the range of each pulse emitted and in the process of reception: a, the received signals are averaged.
Фиг. fFIG. f
77
о .about .