SU1388772A1

SU1388772A1 - Способ контрол качества акустического контакта при ультразвуковом контроле изделий

Info

Publication number: SU1388772A1
Application number: SU864071266A
Authority: SU
Inventors: Пранас Бернардас Прано Милюс; Повилас Викторович Сабонис
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1988-04-15

Abstract

Изобретение относитс к облас- Tii неразрушающего контрол и имеет целью повьппение достоверности контрол акустического контакта (АК) между пьезопреобразователем (П)де- фектоскопа и контролируема изделием. Сущность предлагаемого способа заключаетс в том, что о состо нии АК суд т по соотношению в зоне АК входных акустических сопротивлений П и контролируемого издели , причем соотношение входных акустических сопротивлений определ етс по измеренному входному электрическому импедансу на антирезонансной частоте с учетом расчетной формулы,.1 ил. i сл

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контролю изделий и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии различных материалов и изделий.

Целью изобретени вл етс повышение достоверности контрол акустического контакта за счет учета величины коэффициента злектромеханичес- кой св зи пьезопластины.

На чертеже представлена функцио-, нальна схема устройства дл реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит генератор 1 гармонического сигнала, частота которого равна антирезонансной частоте пьезопластины 2 пьезоэлектрического преобразовател с переключател ми S и S дефектоскопа 3, индика- тор 4 напр жени , измеритель 5 отношени напр жений и нагрузочный резистор 6, Позицией 7 обозначено изделие .

Контроль состо ни акустического контакта осуществл етс следующим образом,

Прсле установки пьезоэлектричес- кого преобразовател дефектоско.па 3 на контролируемое изделие 7 он отк- лючаетс от приемно-передающего тракта дефектоскопа 3 и подсоедин етс к устройству контрол акустического контакта, переключатели S, и S перевод тс в положение а. Из гене- ратора 1 на пьезопластину 2 подаетс возбуждающий сигнал. При этом измеритель 5 отношений фиксирует отношение Ui/U J амплитудных значений напр жений на выходе генератора 1 и нагрузочном резисторе 6, сопротивлени R, которое регистрируетс индикатором 4 напр жений. Модуль Z входного электрического импеданса на антирезонансной частоте пьезопласти- ны 2 преобразовател может быть определен по измеренному соотношению и ,/и, так как

R(

uj и.

о.

(I)

С другой стороны известно, что измеренный таким образом модуль Z. входного электрического импеданса св зан с отношением Z входных акустических сопротивлений контроли- 55 руемого издели 7 и пьезопластины 2 следующей функциональной зависимостью:I

К,

4К:

где К, - экспериментальное отношение входных акустических сопро- тавлений издели и пьезо- ппастины;

К - коэффициент электромеханической св зи пьезоматериа- ла пьезоппастины; К - коэффициент демпфировани

пьезопластины; х,„- 1/2|Г Д,, . fцИ CQ- соответственно антире- зонансна частота и статическа емкость пьезопластины .

Нарушение акустического контакта между изделием 7 и пьезопластиной 2 преобразовател по характеру воздействи на входной электрический импеданс пьезопластины эквивалентно уменьшению входного акустического сопротивлени Zl материала издели 7 в зоне акустического контакта. Поэтому относительное отклонение (коэффициент 1) экспериментально определенного соотношени К от известного значени отношени Z ,/Z о волновых акустических сопротивлений материала контролируемого издели 7 и пьезопластины 2 дьезоэлектрическо- го преобразовател может быть представлено в виде

Тк

Zj/Zo - К

z:7z

(3)

что позвол ет судить о надежности акустического контакта пьезопреобра- зователь - контролируемое изделие. С учетом (2, вьфажение (3) принимает следующий вид:

. Zo Г 4 к1 1

1. (z;7x;: r- -J

(4)

Коэффициент Ку демпфировани вл етс паспортным параметром пьезо- преобразовател и может быть определен экспериментальным путем.

Признаком отсутстви нарушений акустического отношени ZJ/Z и априорно известного состо ни волновых акустических имПедансов исследованного объекта и пьезопластинки преобразовател вл етс fk

Признаком полного отсутстви акусти- -ческого контакта вл етс значение

Значение коэффициента j зависит

только от состо ни акустического контакта пьезопластины преобразовател и контролируемого издели , а также от точности определени параметра Z, , Хсо К, К,, практически не зависит от состо ни поверхности и профил тыпьной стороны издели 7, Что позвол ет повысить достоверность контрол акустического контакта.

Если требуетс оценить состо ние акустического контакта, например, между пьезопластинкой из пьезокерамнки ЦТС-19 и алюминиевым изделием (Zo/Zj 1,83, kt 0,45, Хсо 25о„ , R « 25ом Ki - 0,1), то, учитыва (2), выражение (4) можно переписать следующим образом:

1-1,83

0,

пг - ЧЧ

0,1 (5)

Таким образом, индикатор 4, подкп ченный к выходу измерител 5 отношений .напр жений и, и и, при соответ- ствующей градуировке шкапы регистрирует окончательный результат, т.е. коэффициент -уц, позвол ющий судить о состо нии акустического контакта. Исследовани , проведенные методом АРД-диаграмм при помощи дефектоскопа УД-23УМ на стандартном образце из плексиглаза, показали, что значение УЦ,, соответствующее удовлетворительному контакту, составл ет пор дка 0,1. соблюдении услови 0,1 дол погрешности за счет нарзтпени контакта составл ет пор дка 15% от номинального значени рабочей погрешности .

Claims

Формула изобретени

Способ контрол качества акустического контакта при ультразвуковом контроле изделий, закпючакщийс в том, что устанавливают пьезоэлектрический преобразователь на изделие, возбуждают ультразвуковые колебани в изделии путем подачи электрического сигнала на пьезопластину преобразовател , измер ют электрические параметры пьезогшастинь, по которым определ ют качество акустического контакта , отличающийс тем, что, с целью повышени достоверности контрол , в качестве электри- ческого параметра пьезопластины измер ют модуль ее входного электрического импеданса на антирезонансной частоте, а качество акустического контакта определ ют по величине коэффициента v, определ емого из выражени

4Kt

-zT

где Z

СО

- модуль входного электрического импеданса пьезо- щтасткны пьезоэлектрического преобразовател , установленного на изделии;

к.

где Z

- коэффициент электромеха-г нической св зи пьезомате- риала пьезопластины; Zg иZ - волновые акустические сопротивлени соответственно материалов пьезопластины и издели ;

Z

-коэффициент демпфировани пьезопластины.,

X

.o l/2Trf GC,; f, Сд- соответственно антирезонансна частота и статическа емкость пьезопластины.

5/

Г

га/ S

-f- 1

S2 J