UA121134U - METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS - Google Patents
METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS Download PDFInfo
- Publication number
- UA121134U UA121134U UAU201706021U UAU201706021U UA121134U UA 121134 U UA121134 U UA 121134U UA U201706021 U UAU201706021 U UA U201706021U UA U201706021 U UAU201706021 U UA U201706021U UA 121134 U UA121134 U UA 121134U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- hardness
- ultrasonic
- calibration
- frequency
- product
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 claims abstract description 5
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 claims 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 claims 1
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Спосіб ультразвукового контролю твердості металовиробу включає збудження в поверхневому шарі металовиробу імпульсів ультразвукових поверхневих коливань електромагнітно-акустичним способом за допомогою перетворювача, індуктор якого виконаний в формі "змійка" зі встановленим кроком, прийом імпульсів ультразвукових поверхневих коливань перетворювачем, індуктор якого також виконаний у формі "змійка" з тим же кроком, калібрування контрольного приладу, сканування поверхні виробу, реєстрацію імпульсів, які пройшли ділянку поверхні виробу та визначення твердості металу виробу за результатами порівняння з калібрувальними даними. Калібрування приладу проводять на зразках з відомою твердістю шляхом регулювання частоти збуджуючих ультразвукових хвиль Релея до отримання максимальної амплітуди прийнятих сигналів. Визначають залежність значення твердості з визначеною частотою ультразвукових коливань. Сканують металовироби з регулюванням частоти ультразвукових хвиль до отримання максимальної величини прийнятого сигналу. Твердість металовиробу визначають за відповідністю виміряної частоти ультразвукових коливань твердості визначеної калібрувальної залежності для даного матеріалу металовиробу.Method of ultrasonic control of hardness of metal includes excitation in the surface layer of hardware of pulses of ultrasonic surface oscillations by electromagnetic-acoustic method by means of a converter, the inductor of which is made in the form of a "snake" with a set step, the reception of pulses of ultrasonic transformers "with the same step, calibration of the control device, scanning the surface of the product, recording the impulses that have passed the area of the surface of the product and determination of the hardness of the product metal by comparison with the calibration data. The calibration of the instrument is carried out on samples with known hardness by adjusting the frequency of the Rayleigh excitation ultrasonic waves to obtain the maximum amplitude of the received signals. Determine the dependence of the hardness value with a determined frequency of ultrasonic vibrations. Scanned hardware with frequency control of ultrasonic waves to obtain the maximum value of the received signal. The hardness of the hardware is determined according to the measured frequency of the ultrasonic oscillations of the hardness of the determined calibration dependence for the material of the hardware.
Description
Корисна модель належить до способів неруйнівного контролю та може бути використана для визначення твердості поверхневих шарів металів.A useful model belongs to the methods of non-destructive testing and can be used to determine the hardness of the surface layers of metals.
Відомим є спосіб ультразвукового контролю, який включає збудження та прийом ультразвукових імпульсів, калібрування контрольного приладу за допомогою контрольного взірця, контроль виробу імпульсами ультразвукових коливань, аналіз прийнятих сигналів та оцінку твердості матеріалу виробу за їх параметрами (11.A method of ultrasonic control is known, which includes excitation and reception of ultrasonic pulses, calibration of the control device using a control sample, control of the product with pulses of ultrasonic vibrations, analysis of the received signals and assessment of the hardness of the product material according to their parameters (11.
Недоліком цього способу є недостатня точність вимірювання твердості металу, яка обумовлена незначною залежністю швидкості розповсюдження ультразвукових поверхневих хвиль від зміни твердості матеріалу виробу.The disadvantage of this method is the insufficient accuracy of measuring the hardness of the metal, which is due to the slight dependence of the speed of propagation of ultrasonic surface waves on the change in the hardness of the material of the product.
Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб ультразвукового контролю, який включає збудження та прийом ультразвукових імпульсів, калібрування приладу контролю за відомими характеристиками матеріалу виробу, збудження імпульсів ультразвукових коливань вздовж поверхні виробу, сканування поверхні виробу збудженими ультразвуковими імпульсами, реєстрацію імпульсів, які пройшли ділянку виробу, та визначення якості виробу за результатами аналізу параметрів, прийнятих ультразвукових імпульсів |21.The closest to the proposed method is the method of ultrasonic control, which includes excitation and reception of ultrasonic pulses, calibration of the control device according to the known characteristics of the product material, excitation of pulses of ultrasonic oscillations along the surface of the product, scanning of the surface of the product with excited ultrasonic pulses, registration of pulses that passed through the area of the product, and determination of the quality of the product based on the results of the analysis of the parameters received by the ultrasonic pulses |21.
Суттєвим недоліком даного способу є недостатня точність вимірювання твердості металу, що обумовлена впливом умов введення та прийому ультразвукових імпульсів у метал та незначною залежністю швидкості розповсюдження ультразвукових поверхневих хвиль від зміни твердості матеріалу виробу. Цей недолік обумовлений впливом зовнішніх факторів на структурні компоненти металу, такі як температура, стабільність розташування збуджуючого та прийомного пристроїв.A significant drawback of this method is the insufficient accuracy of measuring the hardness of the metal, which is due to the influence of the conditions of introduction and reception of ultrasonic pulses into the metal and the slight dependence of the speed of propagation of ultrasonic surface waves on the change in the hardness of the material of the product. This disadvantage is due to the influence of external factors on the structural components of the metal, such as temperature, stability of the location of the exciting and receiving devices.
В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб ультразвукового контролю твердості металовиробу, нове виконання якого дозволило б забезпечити підвищення точності вимірювання.The basis of the useful model is the task of creating such a method of ultrasonic control of the hardness of metal products, the new implementation of which would allow to increase the accuracy of the measurement.
Поставлена задача вирішується в способі ультразвукового контролю твердості металовиробу, що включає збудження у поверхневому шарі металовиробу імпульсів ультразвукових поверхневих коливань електромагнітно-акустичним (ЕМА) способом за допомогою перетворювача, індуктор якого виконаний в формі "змійка" зі встановленим кроком; прийом імпульсів ультразвукових поверхневих коливань перетворювачем, індуктор якого такожThe task is solved in the method of ultrasonic control of the hardness of the metalwork, which includes excitation in the surface layer of the metalwork of pulses of ultrasonic surface oscillations by the electromagnetic-acoustic (EMA) method using a transducer, the inductor of which is made in the form of a "snake" with a set pitch; reception of pulses of ultrasonic surface vibrations by a transducer, the inductor of which is also
Зо виконаний у формі "змійка" з тим же кроком; калібрування контрольного приладу; сканування поверхні виробу; реєстрацію імпульсів, які пройшли ділянку поверхні виробу та визначення твердості металу виробу за результатами порівняння з калібрувальними даними, згідно з корисною моделлю, калібрування приладу проводять на зразках з відомою твердістю шляхом регулювання частоти збуджуючих ультразвукових хвиль Релея до отримання максимальної амплітуди прийнятих сигналів, визначають залежність значення твердості з визначеною частотою ультразвукових коливань, сканують металовироби з регулюванням частоти ультразвукових хвиль до отримання максимальної величини прийнятого сигналу, а твердість металовиробу визначають за відповідністю виміряної частоти ультразвукових коливань твердості за визначеною калібрувальною залежністю для даного матеріалу металовиробу.Zo is made in the form of a "snake" with the same step; calibration of the control device; scanning of the product surface; registration of pulses that have passed through a section of the surface of the product and determination of the hardness of the metal of the product based on the results of comparison with calibration data, according to a useful model, calibration of the device is carried out on samples with known hardness by adjusting the frequency of exciting Rayleigh ultrasonic waves to obtain the maximum amplitude of the received signals, determining the dependence of the value hardness with a specified frequency of ultrasonic oscillations, metal products are scanned with adjustment of the frequency of ultrasonic waves until the maximum value of the received signal is obtained, and the hardness of the metal product is determined by the correspondence of the measured frequency of ultrasonic vibrations of the hardness to the specified calibration dependence for the given material of the metal product.
На фіг 1 наведено блок-схему пристрою для реалізації розробленого способу ультразвукового контролю твердості металовиробу.Fig. 1 shows a block diagram of the device for implementing the developed method of ultrasonic hardness control of metal products.
На фіг. 1 позначені: 1 - збуджуючий перетворювач; 2 - прийомний перетворювач; З - блок управління та обробки інформації; С; - хвиля Релея; ОК - об'єкт контролю; | - відстань від збуджуючого до прийомного перетворювача; 4 - генератор пакетних імпульсів; 5 - попередній підсилювач; 6 - блок візуалізації.In fig. 1 are marked: 1 - exciting converter; 2 - receiving converter; C - information management and processing unit; WITH; - Rayleigh wave; OK - object of control; | - the distance from the exciting to the receiving converter; 4 - packet pulse generator; 5 - pre-amplifier; 6 - visualization unit.
На фіг. 2 наведено схематичне зображення і розташування індукторів збуджуючого та прийомного перетворювачів над поверхнею ОК.In fig. 2 shows a schematic representation and location of the inductors of the exciting and receiving converters above the surface of the OK.
На фіг. 2 позначені: 7 - індуктор збуджуючого ЕМА перетворювача; 8 - індуктор прийомногоIn fig. 2 are marked: 7 - inductor of the exciting EMA converter; 8 - receiver inductor
ЕМА перетворювача; а - крок перетворювачів (відстань між сусідніми провідниками ЕМА перетворювачів, яка дорівнює встановленій при калібруванні половині довжини хвилі Релея); | - відстань від збуджуючого до прийомного перетворювача.EMA of the converter; a - the pitch of the converters (the distance between adjacent EMA conductors of the converters, which is equal to half the Rayleigh wavelength set during calibration); | - the distance from the exciting to the receiving converter.
Спосіб реалізується наступним чином. Перед початком вимірювання проводять калібрування контрольного приладу. Для цього на поверхню контрольного зразка з відомою твердістю металу встановлюють на фіксованій відстані | збуджуючий ЕМА-перетворювач 1 та прийомний ЕМА-перетворювач 2. Кроки індукторів прийомного 8 та збуджуючого 7 ЕМА- перетворювачів однаковий і дорівнюють половині довжини хвилі Релея для вибраної частоти ультразвукових коливань. Блок З управління та обробки інформації формує управляючі сигнали для генератора 4. Генератор 4 збуджує в індукторі 7 перетворювача 1 імпульси високочастотного струму у вигляді пакета з заданою кількістю періодів заповнення вибраної бо частоти. В поверхневому шарі зразка збуджуються поверхневі коливання, які розповсюджуються в напрямку перетворювача 2. Перетворювач 2 приймає імпульси хвильThe method is implemented as follows. Before starting the measurement, the calibration of the control device is carried out. For this, a control sample with a known metal hardness is placed on the surface at a fixed distance | exciting EMA-converter 1 and receiving EMA-converter 2. The inductor steps of receiving 8 and exciting EMA-converter 7 are the same and equal to half the Rayleigh wavelength for the selected frequency of ultrasonic oscillations. Block Z of control and information processing forms control signals for generator 4. Generator 4 excites high-frequency current pulses in the inductor 7 of converter 1 in the form of a packet with a given number of filling periods of the selected frequency. In the surface layer of the sample, surface vibrations are excited, which spread in the direction of transducer 2. Transducer 2 receives wave pulses
Релея. Після підсилення в блоці 5 прийняті імпульси оброблюються в блоці 3. Блок З за допомогою генератора 4 регулює частоту струму живлення індуктора 7 так, щоб на виході прийомного перетворювача 2 з індуктором 8 амплітуда прийнятого сигналу була максимальною.Relay. After amplification in block 5, the received pulses are processed in block 3. Block C, using the generator 4, regulates the frequency of the power supply current of the inductor 7 so that at the output of the receiving converter 2 with the inductor 8, the amplitude of the received signal is maximum.
При встановленій частоті половина довжини хвилі Релея буде відповідати кроку індукторів 1 та 2. Знайдене значення частоти співставляється з твердістю досліджуваного зразка. Процес калібрування повторюється на зразках з іншим значенням твердості контрольованого матеріалу. За результатами калібрування будується відповідна залежність, яка запам'ятовується в блоці 3.At the set frequency, half of the Rayleigh wavelength will correspond to the pitch of inductors 1 and 2. The found frequency value is compared with the hardness of the tested sample. The calibration process is repeated on samples with a different hardness value of the controlled material. According to the results of the calibration, a corresponding dependence is built, which is memorized in block 3.
Після калібрування виконується контроль ОК за аналогічною методикою. Знайдене значення частоти при максимальному значенні амплітуди прийнятого сигналу співставляється з залежністю, визначеною при калібруванні. Очевидно, що при такій методиці вимірювання, на результати контролю не будуть впливати точність встановлення | та змін температури ОК.After calibration, OK control is performed using a similar method. The found frequency value at the maximum value of the amplitude of the received signal is compared with the dependence determined during calibration. It is obvious that with this method of measurement, the control results will not be affected by the accuracy of setting | and changes in temperature OK.
Таким чином, використання розробленого способу дозволяє підвищити точність контролю твердості поверхневих шарів металовиробів.Thus, the use of the developed method makes it possible to increase the accuracy of controlling the hardness of the surface layers of metal products.
Джерела інформації: 1. Неразрушающий контроль: справочник в 8 т. Т. 3. Ультразвуковой контроль /В.В. Клюев,Sources of information: 1. Non-destructive control: reference book in 8 vols. Vol. 3. Ultrasonic control /V.V. Klyuev,
И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге; под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с. 2. Лебедев А.А., Шарко А.В. Акустический контроль механических свойств стальньмх изделий поверхностньіми волнами Рзлея //Дефектоскопия. -1990. - Мо 10. - С. 14-19.I.N. Ermolov, Yu.V. Lange; under the editorship V.V. Klyueva. - M.: Mashinostroenie, 2004. - 864 p. 2. Lebedev A.A., Sharko A.V. Acoustic control of mechanical properties of steel products by surface waves Rzley //Defektoscopy. -1990. - Mo 10. - P. 14-19.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201706021U UA121134U (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201706021U UA121134U (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA121134U true UA121134U (en) | 2017-11-27 |
Family
ID=60410521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201706021U UA121134U (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA121134U (en) |
-
2017
- 2017-06-15 UA UAU201706021U patent/UA121134U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111044613B (en) | Metal plate micro-defect detection method based on nonlinear Lamb wave | |
| EP2661329B1 (en) | Improvements in or relating to ultrasound generating apparatus, and methods for generating ultrasound | |
| Ratnam et al. | Generation and detection of higher-order mode clusters of guided waves (HOMC-GW) using meander-coil EMATs | |
| RU2422769C1 (en) | Method of ultrasound echo-pulse thickness measurement | |
| GB2596966A (en) | Sizing of remnant thickness in pipes and plates using cut-off properties by widening excitation bands of frequency and wavelength | |
| JP2011242332A (en) | Ultrasonic nondestructive measurement method, ultrasonic nondestructive measurement instrument, and program | |
| UA121134U (en) | METHOD OF ULTRASONIC CONTROL OF METAL PRODUCTS | |
| Zhang et al. | Parameter measurement of thin elastic layers using low-frequency multi-mode ultrasonic lamb waves | |
| RU2660770C1 (en) | Acoustical method of determination of elastic constants of current-conducting solids | |
| RU187411U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING ELASTIC SOLID CONSTANTS | |
| UA140609U (en) | METHOD OF CAPACITIVE ULTRASOUND CONTROL OF HARDNESS OF ELECTRIC CONDUCTIVE PRODUCT | |
| JPH0682244A (en) | Ultrasonic thickness measuring method for furnace wall | |
| JP2005221321A (en) | Method and device for detecting ultrasonic signal | |
| Sharma et al. | Design of Low Cost Broadband Ultrasonic Pulser–Receiver | |
| RU2187102C2 (en) | Process of ultrasonic test of medium size of grain in material of moving sheets | |
| RU2354932C2 (en) | Resonance method of ultrasonic thickness measurement | |
| RU2619812C1 (en) | Method of non-destructive testing of hidden defects in technically complex structural element which is not accessible and device for its implementation | |
| Leiko et al. | Experimental data on dynamic changes of radio pulses when they are emitted by piezoceramic electromechanical transducers | |
| RU2648292C1 (en) | Resonance method of ultrasonic thickness measurement | |
| JPWO2006054352A1 (en) | Method and apparatus for measuring compressive strength of concrete structures | |
| RU2231055C1 (en) | Device for ultrasonic monitoring of strength characteristics of material of moving rolled sheets | |
| UA136338U (en) | METHOD OF DETERMINATION OF LOCAL VOLUME OF MATERIAL OF FERROMAGNETIC ELECTROCONDUCTIVE PRODUCTS OF NEV PRODUCTS BY ULTRASONIC METHOD OF POISSON'S COEFFICIENT OF LOCAL VOLUME OF MATERIAL | |
| RU2334224C1 (en) | Method of ultrasonic measuring of average grain size | |
| RU2425362C2 (en) | Method of determining location of acoustic emission sources using one receiver | |
| RU2554320C1 (en) | Relative calibration of acoustic emission transducers |