SU1350600A1 - Method of ultrasonic check of articles - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразру тающему ультразвуковому контролю изделий и может найти применение, например , при обнаружении нарушений сплошности в поковках и литых заготовках . Цель изобретени  - повьш1ение чувствительности. В режиме излучени  пьезокерамическим преобразователем зондирующего импульса в изделие на преобразователь подают как импульсное зондирующее напр жение, так и посто нное и переменное электрические напр жени . В режиме приема отраженных ультразвуковых сигналов на пьезокерамический преобразователь также подают посто нное и переменное электрические напр жени . Поэтому и в режиме излучени , и в режиме приема преобразователь имеет нелинейные свойства, раскачиваетс  переменным электрическим напр жением и становитс  более чувствительным к отраженному сигналу. По амплитуде отраженных , ультразвуковых колебаний суд т о дефектности изделий. i (Л ОО ел о с: о оThe invention relates to non-destructive ultrasonic testing of products and can be used, for example, in the detection of discontinuities in forgings and castings. The purpose of the invention is to increase the sensitivity. In the mode of radiation of a probe pulse by a piezoceramic transducer, both a pulsed probe voltage and a constant and alternating electrical voltage are applied to the transducer on the transducer. In the mode of receiving reflected ultrasonic signals, a constant and alternating electrical voltage is also applied to the piezoceramic transducer. Therefore, in both the emission mode and the reception mode, the converter has non-linear properties, is swung with alternating electrical voltage, and becomes more sensitive to the reflected signal. The amplitude of the reflected, ultrasonic vibrations is judged on the defectiveness of the products. i (l oo ate about with: o o

Description

11eleven

Изобретение относитс  к способам неразрушающего контрол  изделий ультразвуковым методом и может найти применение в различных област х промышленности , в частности в энергомашиностроении дл  обнаружени  дефектов типа нарушени  сплошности, например в поковках и литых заготовках изделий .The invention relates to methods for non-destructive testing of products by an ultrasonic method and can be used in various fields of industry, in particular in power engineering for the detection of defects such as discontinuity, for example, in forgings and cast billets.

Цель изобретени  - повьш1ение чувствительности контрол .The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the control.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Создают среду с нелинейными свойствами в пьезокерамическом преобразователе , дл  чего подают посто нное электрическое напр жение на электроды преобразовател . Так как пьезо- пре образователь выполнен из пьезоке- рамики, имеющей доменную структуру.An environment with non-linear properties is created in the piezoelectric transducer, for which a constant electric voltage is applied to the transducer electrodes. Since the piezoelectric transducer is made of piezoceramics with a domain structure.

подача электрического напр жени  разворачивает домены и тем самым Jсоздает нелинейную среду.the supply of electrical voltage expands the domains and thereby creates a non-linear environment.

Прежде, чем подать на преобразователь зондирующие импульсы, устанавливают их исходную частоту f ил,г, заполнени  в зависимости от резонансной частоты пьезопреобразовател .Before submitting probe pulses to the transducer, they are set to their initial frequency, f or s, g, depending on the resonant frequency of the piezo transducer.

Hgnp переменного электричес- и частоты f г,рин. причастоты fHgnp alternating electrical and frequency f g, rin. implications f

кого напр жени whom tense

нимаемых импульсов, например, отimpulses, for example, from

дефектов или, противоположной стенкиdefects or opposite wall

издели . . .products. . .

Пример. При резонансной частоте пьезопреобразовател  (5 2,5 МГц и электрической добротности его больше 10 кривые изменени  чувствительности в зависимости от частоты имеют минимум в точке f/fj 1, а в точках f/fjj , примерно равных 0,8 и 1,2, по вл ютс  два максимума. Дл  получени  максимальной чувствительности устанавливают, например, частоту ,„ равной 1,0 МГц и f „gf,p 1,0 МГц. Тогда в режиме излучени  суммарна  частота излучени  2,0 МГц, что равно первому максимуму (0,8 f,) на кривой чувствительности, а отраженные от дефекта эти колебани , поступа  на преобразователь, складываютс  с непрерывными колебани ми переменного напр жени , в результате чего суммарна  частота равна 3,0 МГц, что соответствует второму максимуму (1,2 fg). При обеспечении этих условий переменные электрические напр жени  подают посредством соответствующих электродов на пьезопреобразователь.Example. At the resonant frequency of the piezoelectric transducer (5 2.5 MHz and its electrical quality factor is more than 10, the sensitivity variation curves depending on the frequency have a minimum at f / fj 1, and at f / fjj, approximately equal to 0.8 and 1.2, There are two maxima. For maximum sensitivity, for example, the frequency is set to 1.0 MHz and f "gf, p 1.0 MHz. Then in radiation mode, the total frequency of the radiation is 2.0 MHz, which is equal to the first maximum (0 , 8 f,) on the sensitivity curve, and the oscillations reflected from the defect, arriving at the converter b, are added to continuous oscillations of the alternating voltage, with the result that the total frequency is 3.0 MHz, which corresponds to the second maximum (1.2 fg). Under these conditions, the alternating electric voltages are supplied by means of appropriate electrodes to the piezoelectric transducer.

00

5five

00

Таким образом, за счет нелинейного взаимодействи  ультразвуковых колебаний с высокочастотным заполнением зондирующих импульсов непрерывных колебаний от переменного напр жени  образуютс  ультразвуковые колебани  разностной и суммарной частот.Thus, due to the nonlinear interaction of ultrasonic oscillations with high-frequency filling of probe pulses of continuous oscillations from alternating voltage, ultrasonic oscillations of the difference and total frequencies are generated.

Ультразвуковые колебани  с таким спектром поступают в контролируемое изделие и распростран ютс  на различную глубину, т.е. низкочастотные распростран ютс  на большую Глубину, чем высокочастотные (суммарной частоты ) . Отраженные от дефекта или противоположной стенки издели  эти сигналы принимаютс  этим же преобразователем , еще раз взаимодействуют нелинейно с непрерывными колебани ми генератора в материале преобразовател , при этом полз чаетс  определенный спектр частот разностной -и суммарной величин. По амплит.уде отраженных ультразвуковых колебаний суд т 5 о дефектности-изделий.Ultrasonic vibrations with such a spectrum enter the monitored product and propagate to different depths, i.e. low frequencies propagate to a greater depth than high frequencies (total frequencies). Reflected from a defect or the opposite wall of the product, these signals are received by the same transducer, once again interact nonlinearly with continuous oscillations of the generator in the transducer material, while creeping a certain frequency spectrum of difference and total values. For the amplitude of the reflected ultrasonic vibrations judged 5 about the defectiveness of the products.

Согласно данному способу двалсды .проходит нелинейное взаимодействие (ультразвуковых колебаний. В режиме рзлучени  и приема пьэзоэлемент переведен в среду с нелинейными свойствами путем подачи на него посто нного электрического-пол  (пор дка 20-30 кВ в зависимости от типа пьезо- керамики пьезопреобразовател ).According to this method, a nonlinear interaction (ultrasonic vibrations. In the emission and reception mode, the piezoelectric element is transferred to a medium with nonlinear properties by applying a constant electric field to it (about 20-30 kV, depending on the type of piezoelectric transducer).

В режимах излучени  и приема пье- зoэлeмeнf раскачиваетс , т.е. посто нно , возбужден непрерывными, например синусоидальными колебани ми. С этими колебани ми в режиме приема 40 взаимодействует эхо-сигнал. В,результате взаимодействи  увеличиваетс  амплитуда непрерывных колебаний, котора  фиксируетс  аппаратурой на другой частоте, образующейс  от их сложени , например суммарной. В этом случае на постепенную раскачку практически не тратитс  энерги  упом нутого эхо-сигнала, что позвол ет принимать и фиксироват-ь более слабые по мощности принимаемые сигналы.In the modes of radiation and reception, the piezoelemene swings, i.e. constantly excited by continuous, for example, sinusoidal oscillations. An echo signal interacts with these oscillations in reception mode 40. B, as a result of the interaction, the amplitude of the continuous oscillations increases, which is fixed by the equipment at a different frequency resulting from their addition, for example, their sum. In this case, the energy of the said echo signal is practically not expended on a gradual buildup, which makes it possible to receive and receive weaker received signals.

00

3535

4545

5050

5555

Claims (1)

.Формула изобретени Formula of Invention Способ ультразвукового, контрол  изделий, заключающийс  в. том, что при излучении зондирующего импульса подают на пьезокерамический преобразователь посто нное электрическое напр жение , принимают отраженные от дефектов ультразвуковые колебани  иThe method of ultrasound, control products, including. that, when a probe pulse is emitted, a constant electric voltage is applied to the piezoceramic transducer, ultrasonic vibrations reflected from defects are received and 13506001350600 по их параметрам суд т о дефектности зокерамический преобразователь по- издели , отличающийс  дают посто нное и переменное электри-) тем, что, с целью повйпаени  чувстви- ческие напр жени , а о дефектности тельности, при излучении и при прие- издели  суд т по амплитуде отражен- ме ультразвуковых колебаний на пье-, ных ультразвуковых колебаний.according to their parameters, the defectiveness of the zokeceramic transducer of the product, characterized by a constant and variable electric current, is determined by the fact that, for the purpose of sweeping, the sensitive voltages, while the defectiveness, by radiation and at the reception of the product, are judged by the amplitude of the reflection of ultrasonic oscillations on the ultrasonic ultrasonic waves.