способ определения дефектов в изделии

Формула изобретения

1. Способ определения дефектов в изделии, заключающийся в том, что в нем возбуждают звуковые колебания, регистрируют сигнал свободных колебаний изделия, а о дефекте в изделии судят по результатам сравнения зарегистрированного сигнала с эталонным, отличающийся тем, что возбуждение изделия осуществляют импульсом звукового давления, а регистрацию колебаний изделия осуществляют при условии волны возбуждения ниже уровня излучения собственных колебаний изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрацию колебаний изделия осуществляют через воздух вне зоны прохождения возбуждающих звуковых колебаний.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дефектоскопии и предназначено для обнаружения дефектов типа трещин, изломов, несвязанных границ главным образом в изделиях из необожженной керамики, но может быть использовано для дефектоскопии изделий из обожженной керамики, стекла, металла и других материалов.

Известен способ обнаружения дефектов, при котором проводят сканирование поверхности изделия с помощью динамика, излучающего звуковые волны на частотах, способных вызвать генерацию импульсов акустической эмиссии в зоне дефекта [1]

Недостатком известного способа является то, что регистрацию импульсов приходится вести на фоне собственных колебаний изделия, а в случае бесконтактного контроля волновая картина еще более усложняется. Бесконтактный же метод регистрации требуется, например, при контроле изделий из необожженной керамики, при этом импульсы акустической эмиссии, возникающие в таких материалах, не обладающих достаточной жесткостью, чрезвычайно малы.

Известен также способ обнаружения дефектов, при котором в изделии возбуждают звуковые колебания ударом молоточка, затем с помощью микрофона регистрируют акустический сигнал и по мощности и коэффициенту затухания его высокочастотной составляющей судят о наличии или отсутствии дефекта [2] При осуществлении этого способа анализируется весь акустический сигнал без выделения информативной составляющей.

Недостатком известного способа является то, что для надежного выявления изделий с дефектами здесь требуется сильный удар, потому что только в этом случае дефекты оказывают заметное влияние на общий акустический сигнал. Однако далеко не все изделия можно подвергать таким воздействиям. Так, при контроле изделий из необожженной керамики дело осложняется еще и тем, что из-за малой жесткости материала доля акустического сигнала, связанная с наличием дефекта, вообще мала.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении области применения акустических методов дефектоскопии и повышении качества контроля изделий.

Осуществление поставленной задачи достигается тем, что возбуждение изделия и регистрацию акустического сигнала проводят бесконтактно, причем регистрируют преимущественно наиболее зависимую от наличия дефектов составляющую.

Звуковые колебания в изделии возбуждают импульсом звукового давления. Такой характер возбуждения позволяет выделить во времени участки сигнала, в большей или меньшей мере зависимые от наличия дефектов. Так, вначале уровень волны возбуждения значительно превышает уровень излучения, вызванного собственными колебаниями изделия. Однако с течением времени это соотношение меняется, сигнал становится более информативным. Наличие дефектов в изделии оказывает наибольшее влияние в области высокочастотных колебаний изделия, которые затухают быстрее низкочастотных. Таким образом, дальний участок сигнала также малоэффективен.

Кроме временной селекции сигнала запись его осуществляют в области, где излучение, вызванное собственными колебаниями изделия, максимально.

Дополнительно улучшить связь между регистрируемым акустическим сигналом и наличием дефектов можно, если существует зона, недоступная для прямого воздействия волны возбуждения, в которой излучение от собственных колебаний близко к максимальному.

Это позволяет распространить применение акустических методов контроля на изделия, контакт с которыми нежелателен, а сильное механическое воздействие недопустимо, и также повышает качество контроля изделий с малой жесткостью, когда изменения, вносимые дефектом в общий фон акустического сигнала, незначительны.

Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в том, что предложенный способ позволяет производить разбраковку изделий до обжига, что в свою очередь исключает непроизводительный ручной контроль. Кроме того, своевременное обнаружение дефектов в изделиях в значительной степени сокращает затраты электроэнергии, которая уже не расходуется на обжиг дефектной продукции.

Сущность изобретения характеризуется тем, что в способе обнаружения изделий с дефектами, включающем возбуждение в изделии звуковых колебаний, регистрацию акустического сигнала и обнаружение дефекта по результатам сравнения полученного сигнала с эталонным, изделие возбуждают импульсом звукового давления, а измерения проводят после снижения уровня волны ниже уровня излучения, вызванного собственными колебаниями изделия в зоне его наибольшей интенсивности, причем измерения проводят в области, недоступной для прямого прохождения волны от источника через воздух.

П р и м е р.

Проводилась дефектоскопия керамических тарелок перед загрузкой в обжиговую печь. Тарелка, двигаясь по конвейеру, попадает в зону действия источника акустического сигнала. По сигналу от фотодатчика происходит возбуждение тарелки импульсом звукового давления. Микрофон, расположенный под краем тарелки с противоположной от источника стороны, т.е. в области, недоступной для прямого прохождения волны от источника через воздух, воспринимает акустический сигнал.

Анализирующее устройство проводит временную селекцию сигнала, т.е. выделяет для анализа сигнал после снижения уровня волны возбуждения ниже уровня излучения, вызванного собственными колебаниями изделия, частотную фильтрацию и оценку энергетических показателей.

В случае несоответствия их эталонным на исполнительное устройство подается сигнал о снятии дефектной тарелки с конвейера.

Использование предложенного способа позволяет автоматизировать процесс акустического контроля изделий при малых уровнях полезного сигнала, при невозможности контакта с изделием и при невозможности сильного механического воздействия на изделие.