SU1569696A1 - Преобразователь дл ультразвукового контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол . Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  из-за возможности контрол  более тонких изделий благодар  использованию дл  контрол  качества акустического контакта поперечных ультразвуковых колебаний, применени  преобразовател  при определении формы дефектов благодар  одновременному излучению в изделие различных типов колебаний под несколькими углами. Пьезопластина 3, наклоненна  под углом α к рабочей поверхности 2 призмы 1, излучает в одну сторону импульсы УЗ-колебаний, используемые дл  дефектоскопии издели  7, а в другую, отраженную к отражателю 6, УЗ-колебани , используемые дл  получени  дополнительной информации. На отражателе 6, угол γ наклона которого к поверхности 2 выбран исход  из величины угла α и соотношени  скоростей распространени  УЗ продольных и поперечных колебаний в материале призмы 1, излученные УЗ-колебани  трансформируютс  в поперечные, падающие перпендикул рно на поверхность 2. Эти поперечные УЗ-колебани  используютс , например, дл  определени  качества акустического контакта или толщины издели  7. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол  и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии иэде- лий, в частности изделий с плоско- параллельными поверхност ми,

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  благодар  обеспечению возможности контрол  изделий меньшей толщины и применению преобразовател  при определении формы дефектов.

На чертеже схематично представлен преобразователь дл  УЗ контрол .

Преобразователь дл  УЗ контрол  содержит призму 1 с рабочей поверх- ностью 2, пьезопластину 3 с двум  излучающими: плоскост ми 4 и 5 и отражатель 6, выполненный, например, в виде грани призмы . Позицией 7 на чертеже обозначено контролируемое изделие с донной поверхностью 8. Пъе- зопластина 3 установлена в призме 1 под углом oi к ее рабочей поверхности 2 так, что одна ее случающа  плос- кость 4 обращена к рабочей поверхности 2 призмы 1, а друга  излучающа  плоскость 5 - к отражателю 6. Отражатель 6 установлен в призме 1 под углом у к ее рабочей поверхности 2, который выбран из услови  /ce/ct)+ cosoi

J arcctg|(

где се и ct

ainoi

- скорости распространени  продольных и поперечных УЗ колебаний в материале призмы 1 соответственно ,

Акустическа  ось пьезопластины 3 в направлении, обратном направлению к рабочей поверхности 2 призмы 1, пересекает плоскость отражател  6. Преобразователь дл  УЗ контрол  работает следующим образом.

Устанавливают призму 1 рабочей поверхностью 2 на контролируемое изделие 7. Акустический контакт приз- i мы 1 с изделием 7 обеспечивают, например , с помощью контактной жидкости , нанесенной на изделие 7. Пьезо- пластину 3 возбуждают электрическим сигналом. Плоскость 4 пьезопластины 3 излучает продольные колебани , которые, распростран  сь в материале призмы 1 , падают на ее рабочую поверность 2 под углом об , преломл ютс  на границе раздела материал призмы 1 - материал издели  7 и распростран ютс  в изделии 7 под углом (Ь , обес

Q 5 Q

5

Q

Q печивающим оптимальное вы вление де- фектов. При попадании на дефект (не показан) УЗ колебани  аналогичным образом возвращаютс  на пьезопластину 3 и регистрируютс  с ее помощью. Эти колебани  несут информацию о дефек- гности издели  7. Одновременно плос- кс/сть 5 пьезопластины 3 излучает про- дольйые УЗ колебани , которые, распростран  сь в материале призмы 1, падают на отражатель 6 под углом и при отражении трансформируютс  в продольные УЗ колебани  (отражение под углом 8 ) и поперечные УЗ колебани  (отражение под углом Ј ).

Благодар  выбору угла поперечные УЗ колебани  падают на поверхность 2 призмы 1 перпендикул рно, отражаютс  от границы раздела материал призмы 1 - материал контролируемого издели  7, проход т в изделие 7 и отражаютс  от его донной поверхности 8. Отраженные УЗ колебани  возвращаютс  на пьезопластину 3 и регистрируютс  с ее помощью. Амплитуда этих отраженных колебаний несет информацию о качестве акустического контакта призмы 1 с изделием 7, а интервал времени между колебани ми, отраженными поверхностью 2 призмы 1 и поверхностью 8 издели  7, несет информацию о толщине издели  7. При изготовлении призмы 1 из оргстекла (с 2670 м/с, с. J300 м/с) и установке пьезоэле- мента 3 под углом об 38 угол V установки отражател  выбирают равным

2°17 .

i

Продольные УЗ колебани , отраженные под углом 5, падают на рабочую поверхность 2 призмы 1 под углом Ј oi -2Х1. Дл  оргстекла L, 13°2б . Затем эти колебани  трансформируютс  и преломл ютс  на границе раздела материал призмы 1 - материал издели  7 и распростран ютс  в изделии 7 в виде продольных и поперечных колебаний под углом J и S соответственно, значени  которых определ ют из выражени 

ев,

се

ЭГС81П

sin(ct -2)1

Ггх1

srcsin - sin( ot - 2jf) КJ

где Cg и

GJ - скорости распространени  продольных и поперечных

УЗ колебаний в материале издели  7 соответственно. Эти колебани  распростран ютс  в изделии 7 в направлении, противоположном направлению, в котором распростра н ютс  колебани  под углом /5 . В случае обнаружени  дефекта излученными плоскостью 4 пьезопластины 3 колебани ми преобразователь разворачивают и озвучивают вы вленный дефект колебани ми , распростран ющимис  под углами J и . С помощью амплитуды прин тых колебаний оценивают форму вы вленного дефекта.

Использование поперечных колеба- гий, вводимых нормально в контролируемое изделие, позвол ет при небольших габаритах преобразовател  избежать сли ни  на экране электроннолучевого индикатора зондирующего сигнала и сигнала, отраженного рабочей поверхностью призмы. Использование поперечных колебаний также позвол ет избежать сли ни  сигналов, отраженных рабочей поверхностью призмы и донной поверхностью издели , т.е. проводить УЗ контроль тонких изделий с одновременным контролем качества акустического контакта.

5

10

15

20

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь дл  ультразвукового контрол , содержащий призму с рабочей поверхностью, пьезопластину, установленную а призме под углом Ј к ее рабочей, поверхности, и отражатель , установленный в призме под углом У к ее рабочей поверхности так, чтобы акустическа  ось пьезопластины в направлении, обратном направлению к рабочей поверхности призмы, проходила через центр отражател , о т Vt и- чающийс  тем, что с целью расширени  области применени , призма выполнена из твердого звукопровод- ного материала, а угол У наклона отражател  к рабочей поверхности призмы выбирают из услови 

   У arcctg

   (cg/ct) + coagL sinoL

   25

   гдеср и с

   - скорости распространени  продольных и поперечных колебаний в материале призмы соответственно .