RU2167393C2 - Ultrasonic method determining thickness of article - Google Patents
Ultrasonic method determining thickness of article Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167393C2 RU2167393C2 RU99111273/28A RU99111273A RU2167393C2 RU 2167393 C2 RU2167393 C2 RU 2167393C2 RU 99111273/28 A RU99111273/28 A RU 99111273/28A RU 99111273 A RU99111273 A RU 99111273A RU 2167393 C2 RU2167393 C2 RU 2167393C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickness
- ultrasonic
- product
- article
- separately
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000007340 echolocation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ультразвукового контроля и может быть использовано для определения толщины изделия. The invention relates to the field of ultrasonic testing and can be used to determine the thickness of the product.
Известен ультразвуковой способ измерения толщины изделия эхо-импульсным методом, заключающийся, в том, что устанавливают на контролируемое изделие в место определения толщины ультразвуковой раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь, вводят импульсы ультразвуковых колебаний, измеряют время задержки между зондирующим и принятым отраженным сигналом и по ней судят о толщине изделия [Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В. Клюева. Кн.2. М.: Машиностроение, 1976]. A known ultrasonic method for measuring the thickness of the product by an echo-pulse method, which consists in installing a separately-combined piezoelectric transducer on the controlled product in the place of determining the thickness of the ultrasonic vibrations, introducing pulses of ultrasonic vibrations, measuring the delay time between the probe and the received reflected signal and judging by it about the thickness of the product [Devices for non-destructive testing of materials and products. Directory. In 2 kn. Ed. V.V. Klyueva.
Недостатком данного способа является наличие неоднозначного определения толщины в ближней зоне, а также невозможность определения толщины изделия с малой толщиной из-за наличия мертвой зоны. The disadvantage of this method is the presence of an ambiguous determination of the thickness in the near zone, as well as the inability to determine the thickness of the product with a small thickness due to the presence of a dead zone.
В качестве прототипа выбран ультразвуковой способ измерения толщины эхо-импульсным методом, используя раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь, заключающийся в том, что устанавливают на контролируемое изделие в место определения толщины ультразвуковой раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь, проводят эхо-локацию, измеряют время задержки между зондирующим и принятым отраженным сигналом и по ней определяют толщину изделия [Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В. Клюева. Кн.2. М., "Машиностроение", 1976]. The ultrasonic method for measuring the thickness by an echo-pulse method using a separately-combined piezoelectric transducer is selected as a prototype. It consists in the fact that an ultrasonic separately-combined piezoelectric transducer is installed on a controlled product in the place where the thickness is determined, an echo location is performed, and the delay time between the probe is measured and the received reflected signal and from it determine the thickness of the product [Devices for non-destructive testing of materials and products. Directory. In 2 kn. Ed. V.V. Klyueva.
Недостатком данного способа является то, что им невозможно измерение толщины при малой толщине изделия, из-за наличия мертвой зоны. The disadvantage of this method is that it is impossible to measure the thickness with a small thickness of the product, due to the presence of a dead zone.
Решаемая техническая задача заключается в повышении точности определения толщины изделия с односторонним доступом, толщина которых мала, что приводит к невозможности контроля толщины обычными ультразвуковыми способами. The technical problem to be solved is to increase the accuracy of determining the thickness of a product with one-sided access, the thickness of which is small, which makes it impossible to control the thickness by conventional ultrasonic methods.
Решаемая техническая задача, в ультразвуковом способе определения толщины изделия, включающем: установку на контролируемое изделие в место определения толщины раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя, ввод импульсов ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие и прием отраженных от донной поверхности изделия ультразвуковых колебаний, достигается тем, что ввод импульсов ультразвуковых колебаний и прием отраженных от донной поверхности изделия ультразвуковых колебаний осуществляют последовательно, используя раздельно-совмещенные пьезоэлектрические преобразователи из набора раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей с заданными значениями толщины акустических экранов d1,d2,... dn-1,dn, где n - количество преобразователей, n>1- заданное число находящихся в соответствующей зависимости с контролируемой толщиной изделия, для каждого n-го раздельно-совмещенного преобразователя:
где hn - контролируемая толщина изделия для n-го раздельно-совмещенного преобразователя;
n - количество раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей, n>1- заданное число;
Cnl1 - скорость распространения продольных ультразвуковых волн в призме n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя;
C12- скорость распространения продольных ультразвуковых волн в материале, из которого изготовлено контролируемое изделие;
dn - толщина акустического экрана n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя,
измеряют интенсивность или амплитуду отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний для каждого раздельно-совмещенного преобразователя из набора раздельно-совмещенных преобразователей, строят зависимость интенсивности или амплитуды отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний от hn и по месту скачкообразного изменения интенсивности или амплитуды в полученной зависимости определяют толщину контролируемого изделия.The technical problem to be solved, in the ultrasonic method for determining the thickness of the product, including: installing on a controlled product in the place of determining the thickness of a separately combined piezoelectric transducer, inputting pulses of ultrasonic vibrations into the controlled product and receiving ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the product, is achieved by inputting pulses ultrasonic vibrations and the reception of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the product is carried out sequentially using I duals piezoelectric transducers of a set of dual element piezoelectric transducer with predetermined values of acoustic screens thickness d 1, d 2, ... d n-1, d n, where n - the number of transmitters, n> 1- predetermined number being in the corresponding dependence with the controlled thickness of the product, for each n-th separately-combined transducer:
where h n is the controlled thickness of the product for the n-th separately-combined Converter;
n is the number of separately combined piezoelectric transducers, n> 1 is a given number;
C nl1 is the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the prism of the n-th separately-combined piezoelectric transducer;
C 12 - the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the material from which the controlled product is made;
d n is the thickness of the acoustic screen of the n-th separately combined piezoelectric transducer,
measure the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product for each separately combined transducer from a set of separately combined transducers, plot the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product from h n and at the place of the abrupt change in intensity or amplitude in the resulting dependencies determine the thickness of the controlled product.
Предлагаемое техническое решение удовлетворяет критериям "новизны" и "изобретательскому уровню", так как предложенные признаки позволяют получить новое свойство, и обеспечивает измерение толщины, при малой толщине изделия. The proposed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step", as the proposed features allow to obtain a new property, and provides a measurement of thickness, with a small thickness of the product.
На фиг. 1 показан пример изменения амплитуды или интенсивности ультразвуковых колебаний P от контролируемой толщины изделия hn для n-го раздельно-совмещенного преобразователя, где P0 - значение величины амплитуды или интенсивности ультразвуковых колебаний, соответствующих порогу регистрации.In FIG. Figure 1 shows an example of a change in the amplitude or intensity of ultrasonic vibrations P from the controlled thickness of the product h n for the n-th separately-combined transducer, where P 0 is the value of the amplitude or intensity of ultrasonic vibrations corresponding to the detection threshold.
Толщина изделия определяется по месту скачкообразного изменения амплитуды или интенсивности ультразвуковых колебаний, так на фиг.1 где, Pпор - значение величины амплитуды или интенсивности ультразвуковых колебаний, соответствующих порогу регистрации, для раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя n=4, которому соответствует толщина изделия h=h4.The thickness of the product is determined by the place of the abrupt change in the amplitude or intensity of ultrasonic vibrations, so in Fig. 1 where, P then is the value of the amplitude or intensity of ultrasonic vibrations corresponding to the detection threshold for a separately combined piezoelectric transducer n = 4, which corresponds to the thickness of the product h = h 4 .
На фиг. 2 изображено устройство, с помощью которого может быть осуществлен данный способ. In FIG. 2 shows a device with which this method can be implemented.
Устройство содержит: ультразвуковой генератор 1, первый выход которого соединен со входом коммутатора датчиков 2, с которым соединен набор датчиков, содержащий n раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей 3, и выход которого соединен со входом резонансного усилителя 4, выход которого соединен со входом компаратора 5, выход которого соединен с индикатором уровня сигнала 6, второй выход генератора 1 соединен со входом синхронизатора 7, выход которого соединен со входом разрешения работы компаратора 5, раздельно-совмещенные пьезоэлектрические преобразователи 3 последовательно устанавливают на изделие 7 в место определения толщины. The device comprises: an
Рассмотрим осуществление способа с помощью описанного выше устройства. Сначала устанавливают первый раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь 3 на контролируемое изделие 7 в место определения толщины, на коммутаторе датчиков 2 устанавливают соответствующий первому раздельно-совмещенному преобразователю 3 канал, далее ультразвуковой генератор 1 вырабатывает импульсы, которые с первого выхода подаются на коммутатор датчиков 2, одновременно со второго выхода генератора 1 импульс подается на синхронизатор 7, который вырабатывает сигнал разрешения работы компаратора 5, с коммутатора датчиков 2 импульсы подаются на передающий пьезоэлемент первого раздельно-совмещенного преобразователя 3, который возбуждает в контролируемом изделии 7 ультразвуковые колебания, а приемный пьезоэлемент раздельно-совмещенного преобразователя 3 принимает отраженные от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковые колебания, которые через коммутатор датчиков 2 подаются на вход резонансного усилителя 4, а затем на компаратор 5, где сравниваются с установленным пороговым значением величины амплитуды или интенсивности Pпор, далее сигнал поступает на индикатор уровня сигнала 6. Данную последовательность операций повторяют последовательно, используя n-1 раздельно-совмещенные пьезоэлектрические преобразователи из набора раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей с заданными значениями толщины акустических экранов d1,d2,... dn-1, dn, где n- количество преобразователей, n>1 заданное число находящихся в соответствующей зависимости с контролируемой толщиной изделия, для каждого n-го раздельно-совмещенного преобразователя:
где hn - контролируемая толщина изделия, для n-го раздельно -совмещенного преобразователя;
n - количество раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей, n>1 - заданное число;
Cnl2 - скорость распространения продольных ультразвуковых волн в призме n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя;
C12 - скорость распространения продольных ультразвуковых волн в материале, из которого изготовлено контролируемое изделие;
dn - толщина акустического экрана n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя,
измеряют интенсивность или амплитуду отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний для каждого раздельно-совмещенного преобразователя из набора раздельно-совмещенных преобразователей, строят зависимость интенсивности или амплитуды отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний от hn и по месту скачкообразного изменения интенсивности или амплитуды в полученной зависимости определяют толщину контролируемого изделия.Consider the implementation of the method using the above device. First, the first separately-combined
where h n is the controlled thickness of the product, for the n-th separately-combined Converter;
n is the number of separately combined piezoelectric transducers, n> 1 is a given number;
C nl2 is the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the prism of the n-th separately-combined piezoelectric transducer;
C 12 is the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the material from which the controlled product is made;
d n is the thickness of the acoustic screen of the n-th separately-combined piezoelectric transducer,
measure the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product for each separately combined transducer from a set of separately combined transducers, plot the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product from h n and at the place of the abrupt change in intensity or amplitude in the resulting dependencies determine the thickness of the controlled product.
Таким образом, по сравнению с прототипом способ обеспечивает измерение толщины изделия. Thus, in comparison with the prototype, the method provides a measurement of the thickness of the product.
Claims (1)
где hn - контролируемая толщина изделия для n-го раздельно-совмещенного преобразователя;
n - количество раздельно-совмещенных пьезоэлектрических преобразователей, n > 1 - заданное число;
Cnl1 - скорость распространения продольных ультразвуковых волн в призме n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя;
Cl2 - скорость распространения продольных ультразвуковых волн в материале, из которого изготовлено контролируемое изделие;
dn - толщина акустического экрана n-го раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя,
измеряют интенсивность или амплитуду отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний для каждого раздельно-совмещенного преобразователя из набора раздельно-совмещенных преобразователей, строят зависимость интенсивности или амплитуды отраженных от донной поверхности контролируемого изделия ультразвуковых колебаний от hn и по месту скачкообразного изменения интенсивности или амплитуды в полученной зависимости определяют толщину контролируемого изделия.The ultrasonic method for determining the thickness of the product, which is that a separately-combined piezoelectric transducer is installed on the controlled product at the place of determining the thickness of the ultrasonic vibrations, the pulses of ultrasonic vibrations are introduced and ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the product are received, characterized in that the input of pulses of ultrasonic vibrations and reception ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the product are carried out sequentially using separate nye piezoelectric transducers of a set of dual element piezoelectric transducer with predetermined values of acoustic screens thickness d 1, d 2,. .., d n-1 , d n , where n is the number of transducers, n> 1 is a predetermined number that are in an appropriate relationship with the controlled thickness of the product, for each n-th separately-combined transducer
where h n is the controlled thickness of the product for the n-th separately-combined Converter;
n is the number of separately combined piezoelectric transducers, n> 1 is a given number;
C nl1 is the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the prism of the n-th separately-combined piezoelectric transducer;
C l2 is the propagation velocity of longitudinal ultrasonic waves in the material from which the controlled product is made;
d n is the thickness of the acoustic screen of the n-th separately combined piezoelectric transducer,
measure the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product for each separately combined transducer from a set of separately combined transducers, plot the intensity or amplitude of ultrasonic vibrations reflected from the bottom surface of the controlled product from h n and at the place of the abrupt change in intensity or amplitude in the resulting dependencies determine the thickness of the controlled product.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111273/28A RU2167393C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Ultrasonic method determining thickness of article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111273/28A RU2167393C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Ultrasonic method determining thickness of article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99111273A RU99111273A (en) | 2001-03-27 |
| RU2167393C2 true RU2167393C2 (en) | 2001-05-20 |
Family
ID=20220497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99111273/28A RU2167393C2 (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Ultrasonic method determining thickness of article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167393C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2305134C1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАГНОСТИКА МЕТАЛЛУРГИЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ" | Method of determining topography of metallurgical assembly lining layers |
| CN115295438A (en) * | 2021-07-15 | 2022-11-04 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Process tool and method of operating the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3918296A (en) * | 1972-10-10 | 1975-11-11 | Tokyo Keiki Kk | Pulse reflection type ultrasonic thickness meter |
| GB2089039A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Teitsu Denshi Kenkyusho | Thickness measurement with ultrasonic pulses |
| GB2153075A (en) * | 1984-01-14 | 1985-08-14 | Krautkraemer Gmbh | The measurement of wall thicknesses by means of ultrasound pulses |
-
1999
- 1999-05-31 RU RU99111273/28A patent/RU2167393C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3918296A (en) * | 1972-10-10 | 1975-11-11 | Tokyo Keiki Kk | Pulse reflection type ultrasonic thickness meter |
| GB2089039A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Teitsu Denshi Kenkyusho | Thickness measurement with ultrasonic pulses |
| GB2153075A (en) * | 1984-01-14 | 1985-08-14 | Krautkraemer Gmbh | The measurement of wall thicknesses by means of ultrasound pulses |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Cправочник /Под ред. В.В.Клюева. Кн. 2. - М.: Машиностроение, 1976. 2. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2305134C1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ДИАГНОСТИКА МЕТАЛЛУРГИЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ" | Method of determining topography of metallurgical assembly lining layers |
| CN115295438A (en) * | 2021-07-15 | 2022-11-04 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Process tool and method of operating the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2338047B1 (en) | Method and device for determining characteristics of a medium | |
| JPH0525045B2 (en) | ||
| SU917711A3 (en) | Method of tuning ultrasonic apparatus | |
| RU2167393C2 (en) | Ultrasonic method determining thickness of article | |
| JP2005315622A (en) | Nondestructive inspection method and device of concrete structure | |
| KR20040056821A (en) | Ultrasonic evaluation system for internal deposit layer in a pipe | |
| SU1631401A1 (en) | Method of monitoring liquid flow continuity in pipeline | |
| RU2052769C1 (en) | Ultrasonic method of measuring thickness of articles with large attenuation of ultrasound and apparatus for performing the method | |
| RU2687086C1 (en) | Method of ultrasonic monitoring of pipeline wall thickness | |
| SU1763887A1 (en) | Ultrasonic thickness meter | |
| SU1516959A1 (en) | Ultrasonic device for inspecting the quality of articles | |
| RU2006853C1 (en) | Ultrasonic method for determining elastic constants of solid bodies | |
| RU2034236C1 (en) | Ultrasound echo thickness gage | |
| SU1345063A1 (en) | Method of determining depth and velocity of propagation of ultrasonic waves in articles | |
| SU834499A1 (en) | Method of ultrasonic pulse mirror-transmission testing | |
| RU2121659C1 (en) | Method of ultrasonic test of thickness of articles | |
| GB1595973A (en) | Flow sensor | |
| RU2195635C1 (en) | Method of measurement of level of liquid and loose media | |
| RU2018815C1 (en) | Ultrasonic method for measuring internal mechanical stresses | |
| SU1226302A1 (en) | Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface | |
| RU2158920C2 (en) | Ultrasonic converter | |
| Alleyne et al. | The measurements and prediction of Lamb wave interaction with defects | |
| SU1350609A1 (en) | Method of acoustic flaw detection of multilayer articles | |
| Pei et al. | Plate thickness and transducer distance dual inversion with dry contact ultrasonic Lamb wave transducers | |
| SU1460620A1 (en) | Method of measuring the mean ultrasound velocity in positively nonhomogeneous layer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030601 |