SU1698746A1 - Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance - Google Patents
Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance Download PDFInfo
- Publication number
- SU1698746A1 SU1698746A1 SU894734553A SU4734553A SU1698746A1 SU 1698746 A1 SU1698746 A1 SU 1698746A1 SU 894734553 A SU894734553 A SU 894734553A SU 4734553 A SU4734553 A SU 4734553A SU 1698746 A1 SU1698746 A1 SU 1698746A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ultrasonic
- amplitude
- connection
- vibrations
- defect
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к акустическим методам неразрушающего контрол . Целью изобретени вл етс повышение точности определени размера нарушени сплошности соединени за счет обеспечени однозначности определени размера по амплитуде . При контроле соединени покрыти с меньшим акустическим сопротивлением с основанием с большим акустическим сопротивлением импульсы ультразвуковых (УЗ) колебаний ввод т со стороны покрыти . Принимают отраженные соединением эхо- сигналы и измер ют их амплитуду. Сканируют покрытие и по амплитуде эхо-сигналбв наход т дефект. Фиксируют излучаемый пучок колебаний так, что его ось совпадает с осью дефекта, и измен ют площадь сечени пучка. В некоторый момент амплитуда эхо- сигнала падает до нул благодар разности фаз в 180° колебаний, отраженных целым соединением и дефектом. Измер ют достигнутую в этот момент площадь сечени пучка УЗ колебаний и с ее помощью определ ют размер дефекта. 2 ил. сл СThis invention relates to acoustic methods of non-destructive testing. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the size of the discontinuity of the connection by ensuring the unambiguity of the determination of the size of the amplitude. When controlling the connection of a coating with a lower acoustic impedance with a base with a large acoustic impedance, ultrasonic (ultrasonic) vibration pulses are introduced from the coating side. The echoes reflected by the connection are received and their amplitude is measured. The coating is scanned and the defect is detected according to the amplitude of the echo-signal. The emitted oscillation beam is fixed so that its axis coincides with the axis of the defect, and the beam section area is changed. At some instant, the amplitude of the echo signal drops to zero due to a phase difference of 180 ° C. fluctuations reflected by the whole compound and defect. The area of the beam of ultrasonic vibrations achieved at this moment is measured and the size of the defect is determined with its help. 2 Il. sl C
Description
Изобретение относитс к акустическим методам неразрушающего контрол и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии качества соединени двух материалов с различным акустическим сопротивлением, например, при контроле сплошности скреплени покрыти с основой .The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing and can be used in ultrasonic (US) testing of the quality of joining two materials with different acoustic impedances, for example, while monitoring the integrity of bonding of a coating to a substrate.
Цель изобретени - повышение точности определени размера нарушени сплошности соединени за счет обеспечени однозначности определени размера по амплитуде вследствие работы в режиме, при котором отраженные дефектом и целым участком соединени УЗ колебани компенсируютс .The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the size of the discontinuity of the connection by ensuring unambiguous determination of the size by amplitude due to the operation in which the oscillations reflected by the defect and the whole connection section of the ultrasonic are canceled.
На фиг.1 представлена схема реализации способа УЗ контрол сплошности соединени двух материалов с различным акустическим сопротивлением; на фиг.2 - качественный график зависимости амплитуды DBX отраженных колебаний на выходе совмещенного преобразовател с площадью So излучени -приема от площади Sg дефекта соединени .Figure 1 shows the implementation of the method of ultrasonic testing of the integrity of the connection of two materials with different acoustic impedance; Fig. 2 shows a qualitative plot of the amplitude DBX of the reflected oscillations at the output of the combined transducer with the radiation area So-receiving-from the connection defect area Sg.
Способ УЗ контрол сплошности соединени двух материалов с различным акустическим сопротивлением заключаетс в следующем.An ultrasonic method for monitoring the continuity of the connection of two materials with different acoustic impedances is as follows.
Пучок УЗ колебаний ввод т со стороны материала с меньшим акустическим сопротивлением и принимают с этой же стороны колебани , отраженные соединением двухA beam of ultrasonic vibrations is introduced from the side of a material with a lower acoustic impedance, and on the same side they accept vibrations reflected by the connection of two
ОABOUT
ю со yu so
О ABOUT
материалов, Сканируют соединение пучком УЗ колебаний и измер ют при этом амплитуду прин тых колебаний. Пучок УЗ колебаний фиксируют в положении, при котором амплитуда прин тых колебаний имеет локальный экстремум на оси дефекта. В данном положении измен ют сечение пучка УЗ колебаний при непрерывном измерении амплитуды прин тых колебаний. Площадь F пучка УЗ колебаний измер ют тогда, когда амплитуда прин тых колебаний минимальна , а площадь , Sg нарушени сплошности соединени определ ют из выражени materials, scan the connection with an ultrasonic beam of vibrations and measure the amplitude of the received vibrations. The beam of ultrasonic vibrations is fixed in a position at which the amplitude of the received vibrations has a local extremum on the axis of the defect. In this position, the cross section of the beam of ultrasonic vibrations is changed while continuously measuring the amplitude of the received vibrations. The area F of the beam of ultrasonic vibrations is measured when the amplitude of the received oscillations is minimal, and the area, Sg of discontinuity of the connection is determined from the expression
о F about f
bg I/3I+I6M bg I / 3I + I6M
где в- коэффициент отражени УЗ колебаний по давлению от качественного соединени двух материалов;where b is the coefficient of reflection of ultrasonic oscillations in pressure from the qualitative connection of the two materials;
/3- коэффициент отражени УЗ колебаний по давлению от дефектного соединени двух материалов при распространении колебаний со стороны материала с меньшим бкустическим сопротивлением./ 3 - the coefficient of reflection of ultrasonic oscillations in pressure from the defective connection of two materials with the propagation of oscillations from the material with a lower acoustic resistance.
Способ УЗ контрол сплошности соединени двух материалов с различным акустическим сопротивлением реализуетс следующим образом.The ultrasonic method of monitoring the continuity of the connection of two materials with different acoustic impedance is implemented as follows.
При контроле соединени полимерного покрыти 1 с металлической основой 2 с акустическими сопротивлени ми 10 и 5 10 кг/м с соответственно совмещенный пьезоэлектрический преобразователь 3 устанавливают на поверхности покрыти 1. С помощью преобразовател 3 ввод т в покрытие 1 импульсы УЗ колебаний с площадью сечени пучка Зн. Принимают преобразователем 3 отраженные УЗ колебани и измер ют амплитуду эхо-импульса, отраженного соединением покрыти 1 с основой 2 или дефектом 4, например воздушной прослойкой, Работу преобразовател 3 осуществл ют, например, при помощи серийного УЗ дефектоскопа типа УД23-УМ. Сканируют поверхность покрыти 1 преобразователем 3 и по амплитуде прин тых колебаний наход т дефект 4 и местоположение оси дефекта 4. Если площадь Sg дефекта не меньше некоторой критической величины So, например равна S2, то при сканировании по линии, проход щей через ось дефекта 4, амплитуда UBx УЗ колебаний, отраженных на границе основа 2-покрытие 1, плавно уменьшаетс и достигает минимума , равного U при совпадении акустических осетй преобразовател 3 и дефекгп 4 (фиг.2). Если площадь Sg дефекта меж.пе некоторой критической величины So например равна Si. то при сканировании по линии, проход щей через ось дефекта Ј, мплитудаWhen controlling the connection of a polymer coating 1 with a metal base 2 with acoustic impedances 10 and 5 to 10 kg / m, respectively, the combined piezoelectric transducer 3 is installed on the surface of the coating 1. Using the converter 3, ultrasonic vibrations with a beam section area Zn are inserted into the coating 1 . The ultrasonic echoes are received by the transducer 3 and the amplitude of the echo pulse reflected by the connection of the coating 1 with the base 2 or the defect 4, for example, an air gap, is measured. The transducer 3 is operated, for example, by using a UD23-UM serial ultrasonic flaw detector. The surface of coating 1 with converter 3 is scanned and, according to the amplitude of the received oscillations, they find defect 4 and the location of the axis of defect 4. If the area Sg of the defect is not less than a certain critical value So, for example, S2, then when scanning along the line passing through the axis of defect 4, the amplitude UBx of the ultrasonic oscillations reflected at the boundary of the base 2-coating 1 gradually decreases and reaches a minimum equal to U when the acoustic axes of the transducer 3 and deflection 4 coincide (Fig. 2). If the area Sg of the defect between.pe of some critical value So, for example, is equal to Si. then when scanning along the line passing through the axis of the defect Ј, the amplitude
UBX УЗ колебаний, отраженных на границе основа 2-покрытие 1, плавно уменьшаетс практически до нул и затем возрастает, достига локального максимума U при совпадении акустических осей преобразовател 3 и дефекта 4 (фиг.2). Данный эффект объ сн етс тем, что фазы, отраженных колебаний целым участком соединени покрыти 1 с основой 2 и. дефектом 4,The UBX ultrasonic vibrations reflected at the boundary of base 2-coating 1 gradually decrease to almost zero and then increase, reaching a local maximum U when the acoustic axes of the transducer 3 and defect 4 coincide (Fig. 2). This effect is explained by the fact that the phases, the reflected oscillations of the whole joint region of coating 1 with base 2 and. defect 4,
отличаютс на 180°, и амплитуда результирующего отраженного сигнала определ етс соотношением площадей дефектного и бездефектного участков в зоне с площадью, равной площади сечени пучка УЗ колебаний . Преобразователь 3 устанавливают так, чтобы его акустическа ось совпадала с осью дефекта 4, и фиксируют в этом положении . Затем изен ют площадь рабочей поверхности преобразовател , сохран приdiffer by 180 °, and the amplitude of the resulting reflected signal is determined by the ratio of the areas of the defective and defect-free areas in an area with an area equal to the cross section of the beam of ultrasonic vibrations. The transducer 3 is installed so that its acoustic axis coincides with the axis of the defect 4, and is fixed in this position. Then, the working surface area of the converter is changed, while
этом совпадение осей преобразовател 3 и дефекта 4. По достижении амплитудой эхо- сигнала от границы основа 2-покрытие 1 минимального значени , равного в идеале нулю, измер ют площадь пучка УЗ колебаний , например, через достигаемую при этом площадь SK рабочей поверхности преобразовател 3. Так, например, дл дефекта площадь S2 требуетс увеличить площадь рабочей поверхности преобразовател с величины Sn до величины SK (сплошна и пунктирна линии дл преобразовател 3 на фиг.1), в результате чего амплитуда, по графику на фиг.2 уменьшитьс с величины U до 0. В наиболее часто реализуемом на практике случае, когда ближн зона преобразовател 3 и дефекта 4 соизмеримы с толщиной покрыти 1, площадь Sg вы вленного дефекта определ етс из выражени :This is the coincidence of the axes of the transducer 3 and the defect 4. When the amplitude of the echo signal from the border 2-cover 1 reaches its minimum value, ideally equal to zero, the ultrasonic beam beam area is measured, for example, through the area 3 of the working surface of the transducer 3 achieved. For example, for a defect, the area S2 is required to increase the working surface area of the converter from Sn to the value of SK (solid and dashed lines for converter 3 in Fig. 1), as a result of which the amplitude, according to the chart in Fig. 2, decreases with U us to 0. In most realizable in practice when the proximal area of the transducer 3 and 4 defect commensurate with a coating thickness of 1, Sg the detected defect area is determined from the expression:
Q QIfllQ QIfll
й9 йк ft | + | в |y9 yk ft | + | in |
где SK - площадь рабочей поверхности преобразовател 3 при нулевой амплитуде принимаемого им эхо-сигнала от границы покрытие 1-основа where SK is the working surface area of the converter 3 at zero amplitude of the echo signal received by it from the border covering 1 base
в- коэффициент отражени УЗ колебаний по давлению от границы покрытие 1- основа в- coefficient of reflection of ultrasonic fluctuations in pressure from the boundary; coating 1- basis
коэффициент отражени УЗ колебаний по давлению от границы покрытие 10 воздух. The coefficient of reflection of ultrasonic fluctuations in pressure from the boundary covering 10 air.
Если толщина покрыти превосходит размеры ближних зон преобразовател 3 и дефекта 4, необходимо учесть расхождение пучка УЗ колебаний, определ площадь SgIf the thickness of the coating exceeds the dimensions of the near zones of the transducer 3 and defect 4, it is necessary to take into account the divergence of the beam of ultrasonic vibrations, determine the area Sg
5 вы вленного дефекта из выражени 5 detected defect from the expression
Sn Sn
SK F I в ISK F I to I
RI I/si +RO 101RI I / si + RO 101
где Ro и Ri - рассто ни от мнимых фокусов дефекта 4 и участка границы скреплени до преобразовател 3 соответственно.where Ro and Ri are the distances from the imaginary foci of defect 4 and the portion of the bond boundary to converter 3, respectively.
В примере реализации (в 0,5) исходный контроль осуществл етс преобразователем с площадью рабочей поверхности 0,7 см2 на рабочую частоту 2,5 мГц. Вы влены два дефекта с одинаковой амплитудой эхо-сигнала. В одном случае уменьшение эхосигнала произошло при уменьшении площади рабочей поверхности УЗ преобразовател до 0,3 см2, в другом - при увеличении площади рабочей поверхности УЗ преобразовател до 1,0 см . В первом случае площадь дефекта составл ет 0,1 см , во втором - 0,3 см .In the example of implementation (0.5), the initial control is carried out by a transducer with a working surface of 0.7 cm2 at an operating frequency of 2.5 MHz. Two defects with the same echo amplitude were detected. In one case, a decrease in the echo signal occurred when the working surface of the ultrasonic transducer decreased to 0.3 cm2, in the other case, when the working surface of the ultrasonic transducer increased to 1.0 cm. In the first case, the area of the defect is 0.1 cm, in the second - 0.3 cm.
В данном способе нет точных измерений абсолютных величин амплитуды и фазы УЗ колебаний, что повышает точность измерений площади дефекта. При реализации способа целесообразно использовать короткие зондирующие импульсы, что уменьшает мертвую зону и сглаживает осцилл ции амплитуды в ближнем поле. ф о р м у л а и з о б р е т е н и In this method, there are no accurate measurements of the absolute values of the amplitude and phase of the ultrasonic vibrations, which increases the accuracy of measurements of the area of the defect. When implementing the method, it is advisable to use short probe pulses, which reduces the dead zone and smoothes amplitude oscillations in the near field. f o rm u l a i z o brie n i
Способ ультразвукового контрол сплошности соединени двух материалов с различным акустическим сопротивлением, заключающийс в том, что ввод т пучок ультразвуковых , колебаний в материал с меньшим акустическим сопротивлением, принимают отраженные соединением двухThe method of ultrasonic monitoring of the continuity of the connection of two materials with different acoustic impedance, which consists in introducing a beam of ultrasonic, oscillations into a material with a lower acoustic impedance, receive reflected
материалов колебани , сканируют соединение пучком ультразвуковых колебаний, измер ют в ходе сканировани амплитуду прин тых колебаний и с ее помощью оценивают наличие и размер нарушени сплошности соединени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени размера нарушени сплошности соединени , фиксируют пучок ультразвуковыхvibrating materials, scanning the connection with a beam of ultrasonic vibrations, measuring the amplitude of the received vibrations during scanning and using it to estimate the presence and size of the discontinuity of the connection, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the size of the discontinuity of the connection,
колебаний в положении, при котором амплитуда прин тых колебаний имеет локальный экстремум на оси дефекта, измен ют сечение пучка ультразвуковых колебаний в процессе непрерывного измерени амплитуды прин тых колебаний, измер ют площадь F пучка ультразвуковых колебаний по достижении амплитудой прин тых колебаний минимального значени , а площадь Sg нарушени сплошности соединени определ ют из выражени сFI0Ioscillations in a position where the amplitude of the received oscillations has a local extremum on the axis of the defect, change the cross section of the ultrasonic oscillation beam during continuous measurement of the amplitude of the received oscillations, measure the area F of the ultrasonic oscillation beam when the amplitude of the received oscillations reaches its minimum value, and Sg discontinuity of the compound is determined from the expression cf0i
Ьд п /з i +1 e tBd p / i i +1 e t
где в - коэффициент отражени ультразвуковых колебаний по давлению от качественного соединени двух материалов;where in is the reflection coefficient of ultrasonic oscillations in pressure from the quality connection of the two materials;
/3 - коэффициент отражени ультразвуковых колебаний по давлению от дефектного соединени двух материалов при распространении колебаний со стороны материала с меньшим акустическим сопротивлением .(3) is the coefficient of reflection of ultrasonic oscillations in pressure from the defective connection of two materials with the propagation of oscillations from the side of the material with a lower acoustic resistance.
Фм.1Fm.1
5д5d
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894734553A SU1698746A1 (en) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894734553A SU1698746A1 (en) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1698746A1 true SU1698746A1 (en) | 1991-12-15 |
Family
ID=21468395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894734553A SU1698746A1 (en) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1698746A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1562034A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-10 | Snecma Moteurs | Method for measuring the adhesion of a coating on a substrate by acoustic coupling of the transducers by means of a thin gel layer |
| RU2451289C2 (en) * | 2009-12-24 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Method of detecting defects in adhesive joints and apparatus for realising said method |
| RU2457480C2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" (УГТУ) | Method of detecting defects in joints between polymer coating and metal tubes |
-
1989
- 1989-09-04 SU SU894734553A patent/SU1698746A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР №1430877, кл. G 01 N 29/04, 1987. Авторское свидетельство СССР № 260262, кл. G 01 N 29/04, 1967. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1562034A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-10 | Snecma Moteurs | Method for measuring the adhesion of a coating on a substrate by acoustic coupling of the transducers by means of a thin gel layer |
| FR2866119A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-12 | Snecma Moteurs | METHOD FOR MEASURING THE ADHESION OF A COATING ON A SUBSTRATE |
| US6948370B2 (en) | 2004-02-05 | 2005-09-27 | Snecma Moteurs | Method of measuring the adhesion of a coating to a substrate |
| RU2457480C2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" (УГТУ) | Method of detecting defects in joints between polymer coating and metal tubes |
| RU2451289C2 (en) * | 2009-12-24 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Method of detecting defects in adhesive joints and apparatus for realising said method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5965818A (en) | Ultrasonic Lamb wave technique for measurement of pipe wall thickness at pipe supports | |
| US4524621A (en) | Method for measurement of velocity of surface acoustic wave | |
| SU1698746A1 (en) | Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance | |
| JPH04323553A (en) | Ultrasonic resonance flaw detection method and equipment | |
| JPH11118771A (en) | Ultrasonic flaw-detecting method and device of thin plate with plate-thickness change | |
| RU2816684C1 (en) | Method for non-destructive testing of polymer composite material in multilayer structures | |
| RU2787645C1 (en) | Method for non-destructive testing of ceramic products by ultrasonic method | |
| SU1228007A1 (en) | Method of article ultrasonic inspection | |
| JPH09145696A (en) | Method and apparatus for measuring depth of flaw | |
| RU2755565C1 (en) | Method for controlling continuity in multi-layered adhesive connections of structural elements of aircrafts made of heterogeneous materials | |
| RU2789814C1 (en) | Method for defect determination of hydro-acoustic coating applied on underwater object | |
| SU1677612A1 (en) | Method of ultrasonic testing of twin-layer materials | |
| RU2789244C1 (en) | Method for ultrasonic control of the surface of quartz ceramic products for the presence of scratches | |
| RU2760487C1 (en) | Ultrasonic method for measuring the height of vertically oriented planar defects in glass-ceramic materials of aircraft structural elements | |
| RU2775516C1 (en) | Ultrasonic method for monitoring quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface | |
| RU2045059C1 (en) | Method of ultrasonic quality controlling of mounting of tension connections | |
| JPH0212609Y2 (en) | ||
| SU1364971A1 (en) | Specimen for ultrasonic check | |
| SU1732258A1 (en) | Piece of work ultrasonic testing by scanning beam method using | |
| RU1797042C (en) | Method of ultrasonic inspection of articles with plain-parallel surfaces | |
| RU1797043C (en) | Method of ultrasonic defectoscopy of products with simultaneous acoustic contact quality control | |
| RU2063027C1 (en) | Method of ultrasound inspection of quality of assembly of joints with interference fit | |
| RU1810814C (en) | Method of ultrasonic echo testing for continuity of joint of two materials with different wave resistances | |
| SU1439490A1 (en) | Method of ultrasonic inspection of quality of welded joints | |
| JP2001318085A (en) | Padding pipe inspecting method |