SU1128162A1 - Method of non-destructive checking of dielectric materials - Google Patents

Abstract

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЩЕГО КОНТРОЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, заключакнцийс  в том, что размещают наружной и внутренней поверхност х издели  пластины конденсатора, измер ют его емкость и по этой емкости оп-i редел ют дефектность издели , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  контрол  за развитием сквозной трещины, периодически возбуждают собственшле колебани  пластины , размещённой на наружной поверх- ности издели , измер ют ,частоту и декремент этих колебаний и по ним определ ют развитие сквозной трещины.A METHOD FOR NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF DIELECTRIC MATERIALS, concludes with the fact that the outer and inner surfaces of the capacitor plate are placed on the outer and inner surfaces, their capacitance is measured, and the defects are determined by this capacitance, in order to control the development of a through crack , periodically exciting the plate oscillations placed on the outer surface of the product, measure the frequency and decrement of these oscillations and determine the development of a through-crack in them.

Description

1.1 Изобретение относитс  к неразруша к цему контролю и может быть использо вано дл  ультразвукового контрол  за развитием сквозных трепшн в диэлектрических объектах в процессе их экс плуатации. Известен способ неразрушающего контрол  материалов} заключакнцийс  в том, что в контролируемом изделии ,возбуждают упругие колебани , измер  ют параметры этих колебаний и по эти параметрам суд т о дефектности издели  Cl Однако этот способ не позвол ет контролировать крупные издели , выполненные из многослойных композитов и заполненные жидкостью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ неразрушающего контрол  диэлектрических материалов , заключающийс  в том, что размещают на наружной и внутренней поверхност х издели  пластимы конден сатора, измер ют его емкость и по этой емкости определ ют дефектность издели  С2J. СЦцнако известный способ оказывает с  непригодньш дл  контрол  за развитием уже обнаруженной трещины на прот жении длительного времени, Целью изобретени   вл етс  обеспечение контрол  за развитием сквоз:ной трещины. i Эта цель достигаетс  тем, что со .гласно способу неразрушающего контрол  диэлектрических материалов, заклктаающемус  в том, что размещают на наружной и внутренней поверхност х издели  пластины конденсатора, измер ют его емкость и по этой емкости определ ют дефектность издели , лериодически возбуждают собственные колебани  пластины, размещенной на наружной поверхности издели , изме . р ют частоту и декремент этих колебаний и по ним определ ют развитие сквозной трещины. На фиг.1 и 2 изображена динамика изменени  формы сквозной трещины на фиг.З и 4 - форма и размеры сквозных трещин, наиболее часто встречающихс  в практике; на фиг.З и 6 - графики зависимости декремента и частоты колебаний от размеров дефектов. На сквозную трещину 1 в материале 2 наклеивают пластины 3 и 4, которые образуют конденсатор;.. 2 Способ неразрушающего контрол  диэлектрических материалов осуществл етс  следующим образом. На место обнаруженной сквозной трещины 1 по форме , близкой к цилиндру или воронкообразной , на наружной и внутренней сторонах исследуемого диэлектрического материала 2.в виде монолита или многослойного композита наклеивают пластины 3 и 4, которые образуют рабочий конденсатор. Форму и размеры пластин 3 и 4 согласуют с формой и размерами трещины Тис толщиной исследуемого материала 2в месте расположени  трещины 1. При этом, если трещина 1 по форме (в сечении ) близка к окружности,.пластины 3и 4 следует выполн ть круглыми, а их размеры определ ть из соотношений )(1,8-2,0)D, 2)2,5сЗ Б - диаметр пластин 3 и 4-, D - диаметр сквозной трещины 1 Ы - толщина исследуемого материала 2. Если сквозна  трещина 1 по форме (в сечении) не близка к окружности, пластины 3 и 4 следует выполн ть эллиптическими , а их размеры определ ть из соотношений а(1,6-2,0)а, Ь(2,0-2,5)Ь, ,5с где а, Ь,- величины большой и малой осей эллипсообразных пластин 3 и 4 а,Ц-длина и ширина сквозной трещины 1. При наличии нескольких сквозных : трещин можно установить несколько пар пластин 3 и 4 дл  обеспечени  многоточенного контрол . В соответствии с предложенным способом устанавливают также аналогичный дополнительный конденсатор в месте исследуемого материала той же долщиНы , где нет сквозной трещины. Измер ют сначала емкость рабочего конденсатора, образованного пластинами 3 и 4. Затем возбузкдают либо с помощью вибрирующего бойка, либо с помощью модулированной воздушной струи собственные упругие колебани  пластины 3. Дл  удобства регистрации затухающих колебаний их возбуждают периодически , через интервалы времени,достаточные дл  полного затухани . Измер ют частоту и декремент этих колебаний . Емкость созданного конденсатора, частота собствен.ньк колебаний внешней пластины и декремент этих колебаний завис т от состо ни  трещины. Так, при увеличении размеров трещины з еньшаетс  емкость конденсатора в силу того, что диэлектрическа  проницаемость воздуха ниже, чем у полимерных или иных диэлектрических материалов. С ростом площади сквозной трещины понижаетс  и частота собственных колебаний той насти пластины, котора  покрывает трещину (остальна  часть пластины приклеена к объекту и служит заделкой дл  колеблющейс  части).1.1 The invention relates to non-destructive control and can be used for ultrasonic monitoring of the development of through holes in dielectric objects during their operation. A known method for non-destructive testing of materials} concludes that in a controlled product, elastic oscillations are excited, the parameters of these oscillations are measured and these parameters are judged on the defectiveness of the product Cl. However, this method does not allow controlling large products made of multilayer composites and filled fluid. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of non-destructive testing of dielectric materials, which consists of placing the plastics of a capacitor on the outer and inner surfaces of the product, measuring its capacitance, and determining the capacity of the capacitance C2J. SCS however, the known method renders unsuitable for controlling the development of an already discovered crack for a long time. The aim of the invention is to provide control over the development of a through crack. i This goal is achieved by the fact that, according to the method of non-destructive testing of dielectric materials, it lies in the fact that a capacitor plate is placed on the outer and inner surfaces of the product, its capacitance is measured, and the defectiveness of the product is periodically excited by this capacity placed on the outer surface of the product, meas. The frequency and the decrement of these vibrations are measured and the development of a through-crack is determined from them. Figures 1 and 2 show the dynamics of the change in the shape of the through crack in Figs. 3 and 4, the shape and dimensions of the through cracks most often encountered in practice; 3 and 6 are graphs of the dependence of the decrement and frequency of oscillations on the sizes of defects. Plates 3 and 4 are glued to the through crack 1 in material 2, which form a capacitor. .. 2 The method of non-destructive testing of dielectric materials is carried out as follows. In place of the detected through crack 1 in a shape close to a cylinder or a funnel-shaped, on the outer and inner sides of the dielectric material under study 2. in the form of a monolith or a multi-layer composite, plates 3 and 4 are glued, which form the working capacitor. The shape and dimensions of plates 3 and 4 are consistent with the shape and dimensions of the crack. Yew, the thickness of the material under study is 2 at the location of crack 1. Moreover, if crack 1 is close to the circumference in shape (plate 3), the plates 3 and 4 should be made round and dimensions should be determined from the ratios) (1.8-2.0) D, 2) 2.5 s3 B - the diameter of the plates 3 and 4, D - the diameter of the through crack 1 S - the thickness of the material under study 2. If the through crack 1 according to the shape (in cross section) is not close to a circle, plates 3 and 4 should be made elliptical, and their sizes should be determined from the ratios a (1.6-2.0) a, B (2.0-2.5) b, 5c where a, b, are the magnitudes of the major and minor axes of the ellipsoidal plates 3 and 4 a, c is the length and width of the through crack 1. If there are several through: there are several cracks pairs of plates 3 and 4 for multi-point control. In accordance with the proposed method, a similar additional capacitor is also installed in the place of the material under study of the same length, where there is no through-crack. First, the capacity of the working capacitor formed by the plates 3 and 4 is measured. Then, the own elastic oscillations of the plate 3 are excited either with the help of a vibrating striker or with the help of a modulated air jet. For the convenience of detecting damped oscillations, they are excited periodically, at sufficient intervals for complete attenuation . The frequency and the decrement of these oscillations are measured. The capacitance of the created capacitor, the frequency of the natural oscillations of the outer plate, and the decrement of these oscillations depend on the state of the crack. Thus, as the crack size increases, the capacitor capacitance decreases due to the fact that the dielectric constant of air is lower than that of polymeric or other dielectric materials. With an increase in the area of the through crack, the frequency of natural oscillations of the plate that covers the crack also decreases (the rest of the plate is glued to the object and serves as a seal for the oscillating part).

В силу больших демпфирующих свойст большей полости и-вследствие большего излучени  возросшей площадью второй пластины при росте сквозной трещиныDue to the large damping properties of the larger cavity and due to the greater radiation of the increased area of the second plate with the growth of the through crack

будет возрастать декремент колебаний. По истечении определенного времени (эксплуатации, транспортировки, хранени  и т.п.) повтор ют измерение емкости конденсатора, частоты и декремента собственных упругих колебаний пластины 3 и по изменению совокупности измеренных параметров суд т об изменении размеров трещины 1-й ее развити .the decrement of oscillations will increase. After a certain time (operation, transportation, storage, etc.), the capacitor capacitance measurement, the frequency and the decrement of natural elastic oscillations of the plate 3 are repeated, and the change in the size of its 1st crack is measured by changing the set of measured parameters.

Способ неразрушающего контрол  диэлектрических материалов позвол ет проводить контроль за развитием йквозной трещины с высокой степенью достоверности за счет совокупного измерени  емкости конденсатора, образованного расположенными на обеих сторонах издели  пластинами, и частоты и декремента одной из этих пластин .The method of non-destructive testing of dielectric materials allows one to monitor the development of an open-hole crack with a high degree of confidence due to the cumulative measurement of the capacitance of a capacitor formed by plates located on both sides of the product and the frequency and decrement of one of these plates.

////

o.so.s

0.t0.t

Claims (1)

СПОСОБ НЕРДЗРУ111АЮЩЕГ0 КОНТРОЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что размещают нй наружной и внутренней поверхностях изделия пластины конденсатора, йэмеряют его емкость и по этой емкости οπ’-ι ределяют дефектность изделия, отличающийся тем', что, с целью обеспечения контроля за развитием сквозной трещины, периодически возбуждают собственшле колебания пластины, размещенной на наружной пойерх- ности изделия, измеряют ,частоту и декремент этих колебаний и по ним определяют развитие сквозной трещины.A METHOD OF NERZDER111AUCH0 CONTROL OF DIELECTRIC MATERIALS, which consists in placing the capacitor plate on the outer and inner surfaces of the product, measuring its capacitance and distributing the product’s defectiveness along this capacity, characterized in that, in order to provide control over the development of a through crack They periodically excite their own vibrations of the plate located on the outer surface of the product, measure the frequency and decrement of these vibrations and determine the development of a through crack from them. 1 .11281621 .1128162