RU2560754C1 - Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями - Google Patents
Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560754C1 RU2560754C1 RU2014122029/28A RU2014122029A RU2560754C1 RU 2560754 C1 RU2560754 C1 RU 2560754C1 RU 2014122029/28 A RU2014122029/28 A RU 2014122029/28A RU 2014122029 A RU2014122029 A RU 2014122029A RU 2560754 C1 RU2560754 C1 RU 2560754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- ultrasonic
- test item
- image
- point
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями. Сущность изобретения заключается в том, что две антенные решетки на наклонных призмах размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке. Технический результат: обеспечение возможности увеличения ширины области измерения и обеспечение возможности проводить контроль состояния геометрических параметров профиля внутренней поверхности контролируемого изделия с неровными и непараллельными поверхностями с высокой достоверностью и точностью. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля.
Известен способ ультразвуковой томографии [Пат. RU №2458342. Алехин Сергей Геннадиевич, Самокрутов Андрей Анатольевич, Соколов Никита Юрьевич, Шевалдыкин Виктор Гавриилович. Способ ультразвуковой томографии и устройство для его осуществления. Опубл. 10.08.2012].
Недостатки этого способа состоят в следующем:
- способ применяется для объектов контроля с плоскопараллельными поверхностями и характеризуется отсутствием возможности применения для изделий с неровными поверхностями;
- способ не учитывает трансформацию типов волн при отражении от донной поверхности объекта контроля, в том числе при подключении антенных решеток (АР) по раздельно-совмещенной схеме.
Наиболее близким, принятым за прототип является способ ультразвуковой томографии [Пат. RU №2458342. Алехин Сергей Геннадиевич, Самокрутов Андрей Анатольевич, Соколов Никита Юрьевич, Шевалдыкин Виктор Гавриилович. Способ ультразвуковой томографии и устройство для его осуществления. Опубл. 10.08.2012].
Известный объект не может быть использован для контроля за состоянием геометрических параметров металлоконструкций с неровными поверхностями и не учитывает трансформацию типов волн при отражении от донной поверхности контролируемого изделия.
Предложен способ ультразвуковой толщинометрии с применением антенных решеток, заключающийся в том, что две антенные решетки на наклонных призмах, обращенных передними гранями друг к другу, размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке, отличающийся тем, что определение профиля дна проводится по изображению, полученному при суммировании множества восстановленных парциальных изображений с учетом трансформации типов волн при отражении от дна, и тем, что используют две антенные решетки, одну в качестве излучателя, а другую в качестве приемника.
Предлагаемый способ позволяет увеличить ширину области измерения и проводить контроль состояния геометрических параметров профиля внутренней поверхности контролируемого изделия с неровными и непараллельными поверхностями, повысить достоверность и точность измерений контроля.
На фиг. 1 приведена схема распространения ультразвуковых сигналов в объекте контроля с валиком усиления и с неровным дном.
Рассмотрим применение предложенного способа для измерения профиля донной поверхности образца, приведенного на фиг. 2. Образец толщиной 18 мм изготовлен из перлитной стали. Две идентичные АР устанавливают на идентичные наклонные призмы и располагают на поверхности образца так, чтобы призмы были обращены передними гранями друг к другу. Расстояние между гранями призм с АР выбирают, исходя из параметров АР (рабочей частоты, количества элементов, шага, ширины элемента, активной апертуры), призм (угла наклона, скорости продольной волны в призме cl,w) и объекта контроля (скорости продольной волны cl, скорости поперечной волны cs). Одну АР используют в качестве излучателя ультразвуковых эхо-сигналов, а вторую АР в качестве приемника. Каждый элемент излучающей решетки независимо и последовательно излучает в образец ультразвуковые волны. Принимающая решетка всеми элементами регистрирует отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхосигналы ρ(rt, rr, t), где rt - координаты элементов излучающей АР, rr - координаты элементов принимающей АР, t - время пролета ультразвуковых эхоимпульсов.
Рассчитывают эхосигналы для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражении от дна, зная скорости продольной (L-волна) и поперечной (S-волна) волн. Если обозначить через s(t) вид излученного сигнала, то оценку измеренного сигнала можно представить в следующем виде:
где
{as} - список используемых при оценке акустических схем.
Используются следующие акустические схемы с однократным отражением (m=1): излученная S - принятая L-волна {cl,w; cs; cl; cl,w], излученная S-волна - принятая S-волна {cl,w; cl; cs; cl,w}, излученная L-волна - принятая S-волна {cl, w; cl; cs; cl, w). Перемножив измеренные данные p(rt, rr, t) и рассчитанные данные получим парциальные изображения для каждой из акустических схем. Результатом суммирования восстановленных изображений является изображение профиля донной поверхности (фиг. 3). Применив на результирующем изображении алгоритм поиска дна по критерию превышения амплитуды изображения заданного порога, получим профиль донной поверхности с известными геометрическими параметрами (фиг. 4).
Предлагаемый способ может найти широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии различных металлоконструкций с неровными поверхностями и одностороннем доступе. Например, для контроля профиля донной поверхности сварных соединений трубопроводов с наличием валика усиления или трубопроводов с конусной поверхностью.
Таким образом, способ позволяет обнаруживать вмятины, выемки, коррозию, утонения, провисания, утяжины, смещение кромок с измерением их геометрических параметров.
Claims (1)
- Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями, заключающийся в том, что две антенные решетки на наклонных призмах, обращенных передними гранями друг к другу, размещают на поверхности контролируемого изделия на заранее рассчитанном расстоянии между собой, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающей решетки, фиксируют отраженные от донной поверхности ультразвуковые эхо-импульсы элементами регистрирующей решетки, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения для точечного отражателя, учитывая трансформацию типов волн при отражениях, получают изображение профиля донной поверхности, по которому получают таблицу значений толщины контролируемого изделия в каждой точке,
отличающийся тем, что определение профиля дна проводится по изображению, полученному при суммировании множества восстановленных парциальных изображений с учетом трансформации типов волн при отражении от дна, и тем, что используют две антенные решетки, одну в качестве излучателя, а другую в качестве приемника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122029/28A RU2560754C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122029/28A RU2560754C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2560754C1 true RU2560754C1 (ru) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014122029/28A RU2560754C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2560754C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610516C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном |
RU2625613C1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия в зоне сварного соединения с применением антенных решеток |
RU178396U1 (ru) * | 2017-12-01 | 2018-04-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Ультразвуковой сканер формы поверхности |
RU2653122C1 (ru) * | 2017-06-28 | 2018-05-07 | Акционерное общество "Научно-Технический Центр Эксплуатации и Ресурса Авиационной Техники" | Способ обнаружения коррозионных повреждений на труднодоступных поверхностях изделий |
RU2799111C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-07-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ ультразвуковой томографии |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1817019A1 (en) * | 1990-05-22 | 1993-05-23 | Le Elektrotekh Inst | Method of ultrasonic tomographic testing of articles |
-
2014
- 2014-05-30 RU RU2014122029/28A patent/RU2560754C1/ru active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1817019A1 (en) * | 1990-05-22 | 1993-05-23 | Le Elektrotekh Inst | Method of ultrasonic tomographic testing of articles |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Базулин Е.Г., Сравнение систем для ультразвукового неразрушающего контроля, использующих антенные решётки или фазированные антенные решётки, журнал "Дефектоскопия", Москва, Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр РАН "Издательство "Наука", 2013, N 7, с. 51-75. БАЗУЛИН Е.Г., ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ДЕФЕКТА ПО ИЗОБРАЖЕНИЯМ, ПОЛУЧЕННЫМ МЕТОДОМ C-SAFT, С УЧЕТОМ ТРАНСФОРМАЦИИ ТИПОВ ВОЛН ПРИ ОТРАЖЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИМПУЛЬСОВ ОТ НЕРОВНЫХ ГРАНИЦ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ, журнал "Дефектоскопия", Москва, Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр РАН "Издательство "Наука", 2011, N 1, стр. 39-56. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610516C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном |
RU2625613C1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-07-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия в зоне сварного соединения с применением антенных решеток |
RU2653122C1 (ru) * | 2017-06-28 | 2018-05-07 | Акционерное общество "Научно-Технический Центр Эксплуатации и Ресурса Авиационной Техники" | Способ обнаружения коррозионных повреждений на труднодоступных поверхностях изделий |
RU178396U1 (ru) * | 2017-12-01 | 2018-04-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) | Ультразвуковой сканер формы поверхности |
RU2799111C1 (ru) * | 2023-02-22 | 2023-07-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ ультразвуковой томографии |
RU2817123C1 (ru) * | 2023-11-24 | 2024-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ ультразвуковой томографии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9638671B2 (en) | Systems and methods for damage detection in structures using guided wave phased arrays | |
Prado et al. | Lamb mode diversity imaging for non-destructive testing of plate-like structures | |
Le Jeune et al. | Adaptive ultrasonic imaging with the total focusing method for inspection of complex components immersed in water | |
RU2560754C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями | |
EP2791628B1 (en) | Signal processing of lamb wave data for pipe inspection | |
US10309934B2 (en) | Method and system of deducing sound velocity using time-of-flight of surface wave | |
US9733217B2 (en) | Method and apparatus for providing a structural condition of a structure | |
US20160116442A1 (en) | Destruction-free and contactless inspection method and inspection apparatus for surfaces of components with ultrasound waves | |
RU2629896C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля трубопровода и система для его осуществления | |
Robert et al. | Surface estimation methods with phased-arrays for adaptive ultrasonic imaging in complex components | |
JP2017500574A (ja) | 超音波プローブ収集からの信号を処理するための方法、対応するコンピュータ・プログラムおよび超音波プローブ・デバイス | |
Bazulin | Determining the flaw type from images obtained by the C-SAFT method with account for transformations of wave types upon reflections of ultrasonic pulses from the irregular boundaries of a test object | |
US10921293B2 (en) | Method and device for detecting and characterizing a reflecting element in an object | |
US20230130123A1 (en) | Ultrasonic inspection of complex surfaces | |
Kachanov et al. | Using “focusing to a point” algorithm for reference-free measurement of the speed of ultrasound in tomography of concrete engineering structures | |
RU2757056C1 (ru) | Способ обнаружения и локализации повреждений в тонкостенных конструкциях с помощью волн Лэмба | |
Bazulin | The calibration of an ultrasonic antenna array installed on a wedge | |
Bazulin et al. | Reference-free method for thickness gaging of a test object and measuring the speed of longitudinal and transverse waves in it based on echo signals picked by an antenna array | |
RU2530181C1 (ru) | Способ калибровки ультразвуковой антенной решетки, установленной на призму | |
Kachanov et al. | Detection of reflecting planes in ultrasonic tomography of concrete building structures | |
Bazulin et al. | Simultaneous measurement of the velocity of an ultrasonic shear wave and the thickness of a test object with plane-parallel boundaries using two antenna arrays | |
Cegla et al. | Modeling the effect of roughness on ultrasonic scattering in 2D and 3D | |
Kachanov et al. | Using antenna arrays for reference-free measurement of speed of ultrasound and thickness of concrete articles | |
RU2610516C1 (ru) | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном | |
RU2625613C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия в зоне сварного соединения с применением антенных решеток |