Раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии

Раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИОАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к втовском свидательствю (11) 53829 1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлеио18.06.75 (21) 2144605/28 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано 05.12.76,Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 27.01.77

{51) М. Кл.е

6г 01 N 29/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 620,179,16 (088„8) (72) Авторы изобретения

B. В, Гребенников и М. B. Григорьев (71) Заявитель (54) РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕШЕННЫЙ ИСКАТЕЛЬ ДЛЯ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Ф !

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано для измерения глубины трещин в материале изделия, 5

Известны ультразвуковые искатели, ра» ботающие по совмещенной схеме включения, состоящие из корпуса, призмы, и пьезоэлемента, расположенного под углом к основанию корпуса (11. Однако эти искатели

10 обеспечивают очень малую точность измерения размеров дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению являет ся раздельно-совмещенный искатель для

15 ультразвуковой дефектоскопии, предназначенный для выявления вертикально-ориентирс ванных дефектов, содержащий корпус и размещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко связанные между 20 собой, установленные с возможностью синхронного перемещения вдоль поверхности контролируемого изделия и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса (2).

Величину дефекта этим искателем опреде= ляют по разности времени распространения импульса ультразвуковых колебаний до дефекта в крайних положениях искателя. Так как эта разность изменяется на незначитель ную величину при достаточно большом увеличении размера дефекта, искатель обладает незначительной точностью измерения.

Ileumü изобретения — повышение точности измерения глубины трещин.

Это достигается тем, что в предлагаемом излучателе излучающий пьезоэлемент выпол» нен сферическим, а приемный - в виде прямоугольника с одной стороной в плоскости падения ультразвуковых колебаний, равной

z d . sie(90 p,) )

cos(p в 1 где О - толщина контролируемого изделияе — угол ввода ультразвуковых коле баний

, - угол наклона излучающего пьезо элемента к основанию корпуса, г угол наклона приемного пьезоэле538291 мента к основанию корпуса, и другой стороной, равной диаметру излучающего пьезоэлемента, Угол наклона приемного пьезоэлемента больше угла наклона излучающего пьезоэлемента 5 на 3-8о, а расстояние (между пьезоэлементами равно 4 = 2д 1 тА.

На чертеже изображен искатель для уль развуковой дефектоскопии, общий вид.

Искатель содержит корпус 1, покрытый звукоизоляционным материалом 2, сферический излучающий пьезоэлемент 3, прикрепленный к призме 4 излучающего пьезоэлемента, приемный пьезоэлемент 5, выполненный в виде прямоугольника со стороной 5 в плоскости падения ультразвуковых колебаний, рав2д" kg а . Ьтт (90 -P„) соь (p -p<) и другой стороной, равной диаметру сферического излучающего пьезоэлемента 3 и приклеенной к призме 6 приемного пьезоэлемента 5, Призма 4 излучающего пьезоэлемента и призма 6 приемного пьезоэлемента могут быть выполнены из оргстекла, при этом призма 6 выполнена с углом, большим угла призмы 4 на 3-8, Между призмами 4 и 6 находится звукоизоляционная перегородка 7, Подключение 0 искателя к ультразвуковому дефектоскопу осуществляется через высокочастотные разьемы8и9, Искатель работает следующим образом, 35

Сферический пьезоэлемент 3 излучает в контролируемое изделие 10 через призму .4 и прослойку контактной жидкости сфокусированный пучок ультразвуковых колебаний, который, отразившись от трещины 11 и поверхности контролируемого изделия 10, принимается приемным пьезоэлементом 5. При этом при перемещении искателя перпендикулярно трещине время т, распространения ультразвука в призме 6 связано с глубиной 45 трещины tl (с учетом геометрической акус тики) соотношением:

C = K1l13 где

2Си3Д

С, С СО& ()3 - (3 ) коэффициент пропорциональности, CH3A - скп-55 рость распространения ультразвука в контролируемом изделии С - скорость распространения ультразвука в призме 4, С вЂ” скорость распространения ультразвука в призме 6. б0

Таким образом, определив время распространения ультразвука в призме 6 и,зная. коэффициент пропорциональности, может быть измерена глубина трещины.

В связи с увеличением разности времени распространения ультразвуковых колебаний от излучателя к приемнику и получением сфокусированного пучка данный искатель обладает большей точностью измерения глубины трещины.

Выполнение излучающего пьезоэлемента сферическим, а приемного - прямоугольным со сторонами 6 и 2а и расположение его под углом, большим, чем излучающий пьезоэлемент, на 3-8о на расстоянии L = 2Pkgd, позволяет получить излучающий пучок ульх развуковых колебаний сфокусированным и увеличить величину разности времени раопространения ультразвуковых колебаний мемеду крайними положениями искателя за счет увеличения пути в призме приемного пьезоэлемента.

Испытания предлагаемого искателя показали, что точность измерения может достигать 0,2-0,5 мм.

Формула изобретении

Раздельно-совмещенный искатель для ультразвуковой дефектоскопии, содержащий корпус и размещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко связанные между собой, установленные с воэможностью синхронного перемещения вдоль но верхности контролируемого изделия и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса, отличающийся твм, что, с целью повышения точности измерения, излучающий пьезоэлемент выполнен сферическим а приемный — в виде прямоугольника

l с одной стороной о в плоскости падении ультразвуковых колебаний, равной

2 Pig oLsin (90 -р ) ф:Ь.

Gos(P -р 1 где d - толщина контролируемого изделия

- угол ввода ультразвуковых колебаний; 1 - угол наклона излучающего цьеэо элемента к основанию корпуса, P — угол наклона приемного пьезоэлемента к основанию корпуса, и другой стороной, равной диаметру иэлучак3щего пьезоэлемента, угол наклона приемно

ro пьезоэлемента больше угла наклона 3Ianv»

538291

1, Гурвич А, К., Ермолов И. Н, Ультразвуковой контроль сварочных швов "Техника" Киев, 1972 r, стр. 286-295, 2. Ж. "Дефектоскопия", Ма 5, 1974 r., 6 стр. 25, 6 чакнпего пьезоэлемента на 3-8, а расстоя ние L между пьезоэлементами равно

Ь = 2 6"1дaLИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

11 3

Заказ 5714/26 Тираж 1010 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж335, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель Т, Головкина

Редактор И. Бродская Техред М. Ликович Корректор Б. Югас