Спосіб ультразвукового контролю виробів широкосмуговим електромагнітно-акустичним перетворювачем

Реферат: Спосіб ультразвукового контролю включає розміщення над поверхнею виробу електромагнітноакустичного перетворювача, який має джерело магнітного поля і котушку індуктивності, яка живиться імпульсами струму, збудження таким чином у виробі ультразвукових імпульсів, прийом з виробу відбитих ультразвукових імпульсів і прийняття рішення про якість виробу за параметрами прийнятих ультразвукових імпульсів. Імпульси струму живлення котушки індуктивності широкосмугового електромагнітно-акустичного перетворювача подають у вигляді сигналів прямокутної форми. Приймають відбиті з виробу широкосмугові ультразвукові імпульси та підсилюють їх смуговим підсилювачем. Виділяють складові спектра прийнятих сигналів, аналізують параметри складових спектра підсилених сигналів і приймають за результатами аналізу рішення щодо якості виробу. UA 71700 U (54) СПОСІБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЮ ВИРОБІВ ШИРОКОСМУГОВИМ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОАКУСТИЧНИМ ПЕРЕТВОРЮВАЧЕМ UA 71700 U UA 71700 U 5 10 15 20 25 30 35 Запропонована корисна модель належить до способів неруйнівного контролю й може бути використана в ультразвуковій дефектоскопії. Відомий спосіб ультразвукового контролю виробів, що полягає в тому, що в контрольованому виробі електромагнітно-акустичним перетворювачем збуджують імпульсні ультразвукові коливання й по зміні їх параметрів судять про результати контролю. У випромінюваному зондувальному імпульсі, як правило, формують від 4 до 12 коливань синусоїдальної форми [1]. Недоліком цього способу є недостатня чутливість виявлення дефектів при високій продуктивності контролю. Це обумовлено недостатньою шириною спектра зондувального сигналу, який збуджується електромагнітно-акустичним перетворювачем, а також невизначеністю розподілу частотних складових зондувального сигналу. Найбільш близьким по технічній суті до заявлюваного є спосіб ультразвукового контролю виробів, що полягає в тому, що електромагнітно-акустичним перетворювачем формується у виробі послідовність зондувальних імпульсів з різною частотою заповнення, забезпечуючи таким чином задану виявлюваність дефектів різного розміру й форми [2]. Однак, значне збільшення кількості зондувальних імпульсів, за інших рівних умов, суттєво знижує продуктивність контролю, а також ускладнює й здорожує апаратуру для реалізації відомого способу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу, що забезпечує високу чутливість визначення дефектів різного розміру й форми та продуктивність ультразвукового контролю. Поставлена задача вирішується у способі ультразвукового контролю, який включає розміщення над поверхнею виробу електромагнітно-акустичного перетворювача, який має джерело магнітного поля і котушку індуктивності, яка живиться імпульсами струму, збудження таким чином у виробі ультразвукових імпульсів, прийом з виробу відбитих ультразвукових імпульсів і прийняття рішення про якість виробу за параметрами прийнятих ультразвукових імпульсів, імпульси струму живлення котушки індуктивності широкосмугового електромагнітноакустичного перетворювача подають у вигляді сигналів прямокутної форми, приймають відбиті з виробу широкосмугові ультразвукові імпульси, підсилюють їх смуговим підсилювачем, виділяють складові спектра прийнятих сигналів, аналізують параметри складових спектра підсилених сигналів і приймають за результатами аналізу рішення щодо якості виробу. Одна з переваг прямокутних імпульсів у порівнянні із синусоїдальними - більший зміст високих гармонік, завдяки чому використання імпульсів прямокутної форми дозволяє підвищити чутливість контролю. При цьому спектральна щільність прямокутного імпульсу (фіг. 1) є дійсна функція частоти й виражається формулою S   Uи sin  ,  (1) де   и 2 , и; U - амплітуда та тривалість імпульсу. 40 45 50 55 Графік нормованої спектральної щільності прямокутного відеоімпульсу, побудований по формулі (1) зображений на фіг. 2. Генерація імпульсів прямокутної форми доцільна з енергетичних точок зору та простоти реалізації даного способу ультразвукового контролю. Для підвищення чутливості можна використовувати кілька імпульсів у зондуючому сигналі. На фіг. 3 зображено структурну схему стенду, який реалізує спосіб ультразвукового контролю, при якому імпульси струму живлення котушки індуктивності широкосмугового електромагнітно-акустичного перетворювача подають у вигляді сигналів прямокутної форми. На фіг. 3 позначені: 1 - блок управління і обробки інформації; 2 - генератор зондуючих імпульсів прямокутної форми; 3 - електромагнітно-акустичний перетворювач; 4 - виріб; 5 - блок смугових підсилювачів (ПУ1…ПУN); 6 - суматор-ідентифікатор сигналів; 7 - пристрій візуалізації та фіксації інформації; Д - дефект; h - повітряний зазор між перетворювачем та виробом. Стрілками показано напрямки поширення ультразвукових променів. Даний спосіб реалізується наступним чином. Блок 1 управління і обробки інформації формує управляючий сигнал і подає його на генератор 2 зондуючих імпульсів, який живить суміщений електромагнітно-акустичний перетворювач 3. Електромагнітно-акустичний перетворювач 3 формує сукупність ультразвукових променів в поверхневому шарі виробу 4, які поширюються у виробі, частина з яких відбиваються від дефекту Д і приймається цим же перетворювачем 3. 1 UA 71700 U 5 10 15 20 25 Так як сигнал, який приймається перетворювачем, близький по формі до прямокутного і складається з різних гармонік, то посилення цих складових відбувається за допомогою смугових підсилювачів 5 (ПУ1…ПУN), після чого відбувається складання гармонік за допомогою суматора-ідентифікатора 6 та проводиться присвоєння їм ідентифікаційного номеру. Блок 1 аналізує результати контролю, які далі можна спостерігати на пристрої 7 візуалізації та фіксації інформації. Таким чином за рахунок застосування зондуючих імпульсів прямокутної форми підвищується чутливість та продуктивність дефектоскопії. Джерела інформації: 1. Сучков Г.М. Современные возможности ЭМА дефектоскопии / Г.М. Сучков // Дефектоскопия, 2005. - № 12 - С. 24-39. 2. Неразрушающий контроль: справочник в 7 т. Т. 3. Ультразвуковой контроль / В.В. Клюев, И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге; под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 2004.-864 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб ультразвукового контролю, який включає розміщення над поверхнею виробу електромагнітно-акустичного перетворювача, який має джерело магнітного поля і котушку індуктивності, яка живиться імпульсами струму, збудження таким чином у виробі ультразвукових імпульсів, прийом з виробу відбитих ультразвукових імпульсів і прийняття рішення про якість виробу за параметрами прийнятих ультразвукових імпульсів, який відрізняється тим, що імпульси струму живлення котушки індуктивності широкосмугового електромагнітно-акустичного перетворювача подають у вигляді сигналів прямокутної форми, приймають відбиті з виробу широкосмугові ультразвукові імпульси, підсилюють їх смуговим підсилювачем, виділяють складові спектра прийнятих сигналів, аналізують параметри складових спектра підсилених сигналів і приймають за результатами аналізу рішення щодо якості виробу. 2 UA 71700 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3