SU538291A1 - Separate Finder for Ultrasonic Flaw Detection - Google Patents

Description

(54) РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ ИСКАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ(54) SEPARATED AND COMBINED FINDER FOR ULTRASOUND DEFECTOSCOPY

Изобретение огносигс  к ультразвуковой дефекгоскопии и можег быгь использовано дл  измерени  глубины грещин в материале издели .The invention of ognosigs for ultrasonic defegoscopy and can be used to measure the depth of the cracks in the material of the product.

Известны ультразвуковые искатели, ра- бргающие по совмещенной схеме включени , состо щие из корпуса, призмы, и пьезоэл менга , расположенного под углом к основанию корпуса 1. Однако эти искатели обеспечивают очень малую точность измерени  размеров дефектов.Ultrasonic finders are known that are based on a combined switching circuit consisting of a body, a prism, and a piezoelectric screen angled to the base of body 1. However, these searchers provide very little accuracy in measuring the dimensions of defects.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению  вл ерс  раздельно-совмещенный искатель дл  ультразвуковой дефектоскопии, предназначе рый дл  вы влени  вертикально-ориентированных дефектов, содержащий корпус и ра&мещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко св занные между собой, установленные с возможностью синхронного перемещени  вдоль поверхности контролируемого издели  и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса Г2.The closest to the technical essence of the proposed invention are split-combined finder for ultrasonic flaw detection, intended for detecting vertically oriented defects, comprising a body and radiating and receiving piezoelectric elements fixed in it, which are installed with synchronous movement along the surface of the controlled product and at fixed angles of inclination to the base of the housing G2.

Величину дефекта этим искателем определ ют по разности времени распространени  импульса ультразвуковых колебаний до дефекта в крайних положени х искател . Так как эта разность измен етс  на незначител ную величину при достаточно большом увеличении размера дефекта, искатель обладает незначительной точностью измерени ,The magnitude of the defect with this finder is determined from the difference in the time of the pulse propagation of ultrasonic vibrations to the defect in the extreme positions of the searcher. Since this difference changes by an insignificant amount with a sufficiently large increase in the size of the defect, the searcher has an insignificant measurement accuracy,

Цель изобретени  - повышение точносги измерени  глубины трещин.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring the depth of cracks.

Зто достигаетс  тем, что в предлагаемом излучателе излучающий пьезоэлемент вьшол нен сферическим, а приемный - в виде пр моугольника с одной стороной в плоскости падени  ультразвуковых колебаний, равнойThis is achieved by the fact that in the proposed radiator, the radiating piezoelectric element is spherical, and the receiving one is in the form of a rectangle with one side in the plane of incidence of ultrasonic vibrations equal to

2 У-12-сС51Т1(90°|%,) 2 U-12-cC51T1 (90 ° |%,)

iji OS(iji OS (

6 6

гдеWhere

- толщина контролируемого издели ; оС - угол ввода ультразвуковых колебаний; Р - угол наклона излучающего пьезоэлемента к основанию корпуса; - угол наклона приемного пьезоэлеменга к основанию корпуса, и другой стороной, равной диамегру излучающего пьезоэлемента. Угол наклона приемного пьеаоэлеменга больше угла наклона излучающего пьезоэлеменга на 3-8°, а рассто ние L между пьезоэлеменгами равно U 2.Si,cLНа чертеже изображен искатель дл  ульт развуковой дефектоскопии, общий вид. Искатель содержит корпус 1, покрытый звукоизол ционным материалом 2, сферичеокий излучающий пьезоэлемент 3, прикреплен ный к призме 4 излучающего пьезоэлемента приемный пьезоэлемент 5, выполненный в виде пр моугольника со стороной 6 в плоскости падени  ультразвуковых колебаний, равнойz J-tg-e &i-n (9o-p,) 6 coscp,-,,,) и другой стороной, равной диаметру сферического излучающего пьезоэлемента 3 и при клеенной к призме 6 приемного пьезоэлемента 5. Призма 4 излучающего пьезоэлемента и призма 6 приемного пьезоэлемента могут быть выполнены из оргстекла, при этом призма 6 вьшолнена с углом, больщим угла призмы 4 на 3-8°, Между призмами 4 и 6 находитс  звукоизол ционна  перегородка 7, Подключение искател  к ультразвуковому дефектоскопу осуществл етс  через высокочастотные разъ мы 8 и 9. Искатель работает следующим образом. Сферический пьезоэлемент 3 излучает в контролируемое изделие 10 через призму .4 и прослойку контактной жидкости сфокусированный пучок ультразвуковых колебаний, который, отразивщись от трещины 11 и поверхности контролируемого издели  10, принимаетс  приемным пьезоэлементом 5. При этом при перемещении искател  перпендикул рно трещине врем  t распространени  ультразвука в призме 6 св зано с глубиной трещины Ъ (с учетом геометрической акуотики ) соотношением; Р / / 2 С,С.,С04()л/1 Ч-)с коэффициент пропорциональности, - ско рость распространени  ультразвука в контролируемом изделии С - скорость распространени  ультразвука в призме 4, С - ск рость распространени  ультразвука в приэме 6. Таким образом, определив врем  расространени  ультразвука в призме 6 и зна  , оэффициент пропорциональности, может быть змерена глубина трещины. В св зи с увеличением разности времени аспространени  ультразвуковых колебаний т излучател  к приемнику и получением фокусированного пучка данный искатель о&адает больщей точностью измерени  глубиы трещины. Выполнение излучающего пьезоэлемента сферическим, а приемного - пр моугольным со сторонами Ь и 2а и расположение его под углом, больщим, чем излучающий пьезоэлемент , на 3-8° на рассто нии I 2 fcgгo(, позвол ет получить излучающий пучок у ы развуковых колебаний сфокусированным и увеличить величину разности времени распространени  ультразвуковых колебаний мель ду крайними положени ми искател  за счет увеличени  пути в призме приемного пьезоэлемента . Испытани  предлагаемого искател  показали , что точность измерени  может достигать 0,2-0,5 мм. зобретени Формула Раздельно-совмещенный искатель дл  ультразвуковой дефектоскопии, содержащий корпус и размещенные в нем излучающий и приемный пьезоэлементы, жестко св заЕн ные между собой, установленные с возможностью синхронного перемещени  вдоль пс верхности контролируемого издели  и под фиксированными углами наклона к основанию корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повьпцени  точности измерени , излучающий пьезоэлемент выполнен сферическим , а приемньй - в виде пр моугольника с одной стороной 5 в плоскости падени  ультразвуковых колебаний, равной 2d -fcg-oi.sin(90°-p J Cos(p.-p) -толщина контролируемого издели  -угол ввода ультразвуковых кол&баний; -угол наклона излучающего пьеаоэлемента к основанию корпуса; рз, угол наклона приемного пьезоэлв мента к основанию корпуса, и другой стороной, равной диаметру излучающего пьезоэлемента, угол наклона приемцо го пьезоэлемента больще угла наклона изду - thickness of the controlled product; оС - angle of input of ultrasonic vibrations; P is the angle of inclination of the radiating piezoelectric element to the base of the housing; - the angle of inclination of the receiving piezoelement to the base of the housing, and the other side equal to the diameter of the radiating piezoelectric element. The tilt angle of the receiving piezo element is greater than the slope angle of the radiating piezo element by 3-8 °, and the distance L between the piezo elements is U 2. Si, CL The drawing shows the ultrasonic flaw detector, general view. The finder includes a housing 1 covered with sound insulating material 2, a spherical radiating piezoelectric element 3 attached to the prism 4 of the radiating piezoelectric element receiving piezoelectric element 5, made in the form of a rectangle with side 6 in the plane of incidence of ultrasonic vibrations equal to z J-tg-e & (9o-p,) 6 coscp, - ,,,) and the other side equal to the diameter of the spherical radiating piezoelectric element 3 and with the receiving piezoelectric element glued to the prism 6 5. The prism 4 of the radiating piezoelectric element and the prism 6 of the receiving piezoelectric element can be made of Plexiglas, When this prism 6 vsholnena angle, spacing angle prism 4 at 3-8 °, between the prisms 4 and 6 is soundproof-translational partition 7 Connecting searcher to an ultrasonic flaw detector is via high intelligible 8 and 9. We finder operates as follows. The spherical piezoelectric element 3 emits a focused beam of ultrasonic vibrations through the prism .4 and the contact liquid interlayer into the controlled product 10, which, reflected from the crack 11 and the surface of the controlled product 10, is received by the receiving piezoelectric element 5. At the same time, when the searcher moves perpendicular to the crack, the time t of ultrasound propagation in prism 6, it is related to the depth of the crack b (taking into account geometrical acuotics) by the relation; Р / / 2 С, С., С04 () l / 1 Ч-) с proportionality factor, - ultrasound propagation speed in controlled product С - ultrasound propagation velocity in prism 4, С - ultrasound propagation velocity in priem 6. Thus Thus, by determining the propagation time of ultrasound in a prism 6 and knowing the coefficient of proportionality, the depth of the crack can be measured. In connection with the increase in the time difference between the propagation of ultrasonic oscillations and the emitter to the receiver and the receipt of a focused beam, this searcher is more accurate in measuring the depth of the crack. The execution of the radiating piezoelectric element is spherical, and the receiving one is rectangular with sides b and 2a and its location at an angle greater than the radiating piezoelectric element by 3-8 ° at a distance of I 2 fcggo (allows you to get a radiating beam of stimulated oscillations focused and increase the magnitude of the time difference between the propagation of ultrasonic vibrations near the extreme positions of the searcher by increasing the path in the prism of the receiving piezoelectric element. Tests of the proposed searcher showed that the measurement accuracy can reach 0.2-0.5 mm. Formula Separate-combined finder for ultrasonic flaw detection, comprising a housing and radiating and receiving piezoelectric elements placed in it, rigidly connected to each other, mounted to synchronously move along the surface of the test article and at fixed angles of inclination to the base of the housing, characterized by that, in order to measure the accuracy of the measurement, the radiating piezoelectric element is made spherical, and the receiver is in the form of a rectangle with one side 5 in the plane of incidence of ultrasounds oscillations equal to 2d -fcg-oi.sin (90 ° -p J Cos (p.-p) -the thickness of the controlled product — the angle of entry of ultrasonic collars; - angle of inclination of the radiating pierced element to the base of the housing; p3, the angle of inclination of the receiving piezoelectric element to the base of the body, and the other side equal to the diameter of the radiating piezoelement, the angle of inclination of the receiving piezoelement is greater than the angle of inclination

чающего пьезоэлеменга на 3-8 , а рассго ние Ь между пьезоэлементами равно L 2d -tg-oL.piezoelement by 3–8, and the divergence of b between the piezoelectric elements is L 2d –tg – oL.

Источники информации, прин тые во вн мание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination:

1,ГурБИЧ А, К„ Ермолов И, Н. Ульт развуковой контроль сварочных щвов Техника Киев, 1972 г. стр. 286-295.1, Gurbich A, K „Ermolov I, N. Ult, razvukovy control of welding shvov Technique Kiev, 1972 p. 286-295.

2.Ж. Дефектоскопи , № 5, 1974 г., стр. 25.2.G. Defectoscopy, No. 5, 1974, p. 25.