144120. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ultrahangos immerziós anyagvizsgálatra
Megjelent: 1958. augusztus hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.120. SZÁM 42. k. 20-29. OSZTÁLY — El—66. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés ultrahangos immerziós anyagvizsgálatra Magyar Állam, mint Egri Imre oki. g. m. budapesti lakos jogutódja A bejelentés napja: 1956. február 13. Fém., különösen acéllemezeik roncsolásrnentes vizsgálatának régi problémája belső hibák (rétegződések, zárványok) kimutatása. Minthogy ezeknek a hibáknak vastagsági mérete a lemez vastagsági méretének rendszerint csak 0,01— 0,001%-a, az ismert vizsgálati módszerek közül csak az ultraszonikusi módszer jöhet számításba. Ha tömegvizsgálatról van szó, célszerű az ultraszonikus módszerek közül olyat használni, amelynek alkalmazása esetén a vizsgálati eredmény könnyen feljegyezhető. Ilyenek az átvilágítással dolgozó módszerek. Törne gvizsgálát esetén, különösen, ha a lemez felülete durva (megmunkálatlan) az; ultraszonikus hangot keltő kristály (rendszerinti kvarc) vagy kerámia (főleg bárium, titanát) csatolása, a vizsgálandó lemezhez törés és kopás veszélye miatt, rendszerint nem közvetlenül, hanem folyadékoszlop közbeiktatásával történik. Ilyen elrendezést mutat az 1. ábra, amelyen a 6 vízbe merített vizsgálandó 8 lemezt a felületre merőleges irányban „világítjuk" keresztül az alatta elhelyezett 2 adókrisitályokból vagy kerámiákból induló hanggal és az; átbocsátott hangot a lemez felett levő 3 vevőkristály (vagy kerámia) alakítja vissza elektromos jellé, amit a 4 vevőkészülék a regisztráláshoz szükséges nagyságúra erősít fel; az 1. ábrán 7 jelöli a víz tárolására szolgáló kádat, 1 az ultrahang adókészüléket és 5 a. kimenő feszültséget mérő csővoltmérőt. Ha a lemezben hiba van, a vevőkristályra (kerámiára) érkező hang által keltett nyomás csökken és ennek következtében a jel is kisebb lesz. Az átvilágításhoz a következő hullámfajták használhatók: Átvilágítás folytonos modulálatlan hanggal. Átvilágítás folytonos frekvenciamodulált hanggal. Átvilágítás impulzusmodulált hanggal. A három módszer mindegyikének megvan az a hibája, hogy a vevőkvarc (vagy kerámia) helyén mérhető hang intenzitása függ a vizsgált lemez, vastagságától még akkor is, ha. annak abszorpciója gyakorlatilag elhanyagolható és ugyancsak nagymértékben változik a hangintenzitás, ha a lemez síkja csak kismértékben is eltér a hangsugárra merőleges iránytól. Ezen változások mérési bizonytalanságként jelentkeznek, aminek következménye, hogy csak a bizonytalanságnál nagyobb indikációk fogadhatók el valódi hibaindikációként. Ezeket, a mérési bizonytalanságokat igen nagy mértékben csökkenti az alábbi módszer: Átvilágítással és impulzusmodulált adójellel dolgozunk és indikációnak a vevőfejhez érkező jelcsoport, első jelének amplitúdóját tekintjük. Jelcsoport alatt értendő a minden egyes adóimpulzust a vízben és lemezben történő ismételt reflexiók folytán követő impulzusok csoportja. Magyarázatul szolgál a 2. ábra, amely megfelel annak a képnek, melyet a vevő kimenetére kapcsolt katódsugár osciHoszkóp ernyőjén, láthatunk, ha egy lemezt t; impulzushosszúságú és Tr ismétlődési idejű impulzussal modulált ultrahanggal átvilágítunk. A vevőhöz; érkező „a" jelű első impulzus, reflexió nélkül érkezik a vevőhöz, tehát interferenciamentes. A „b", „c", ,,d" ... jelű impulzusok a vizsgált lemezben való ismételt reflexió után érkeznek a vevőfejhez. A „g", ,,h", „i", ,,j", ,,k", ,,1", „m" . . . stb. jelűek pedig a lemez feletti illetve alatti víztérben és a lemezben történt reflexiók után. Az: „a" jelű első jelek interferencia nélkül érkeznek a vevőhöz, ezért amplitúdójuk független a lemezvastagságtól. Az első jelek amplitúdója azonkívül, hogy független a lemezvastagságtól, csak kevéssé változik akkor, ha a lemez síkja kis mértékben eltér a hangsugárra merőleges iránytól. Ennek magyarázata a 3. ábrán látható. A 8 lemez síkjának kis mérvű pl. « szögű ferdesége esetén az: ,,a" első jel sokkal kevésbé tolódik el eredeti irányától, mint az ismételt reflexiók után érkező többi jel. A 3. ábrán ' első jel eltolódása: pl. h, távolság, míg a „b" második jelé, amelyik a lemezben történt egyszeri reflexió után érkezik a vevőhöz, már a sokkal, nagyobb h' távolság, a további jelek („c", „d" stb.) eltolódása még, nagyobb lenne, de ez, utóbbiak: az. ábrán nincsenek feltüntetve. A hangsugár eltolódása, avval jár, hogy egy része már nem éri a vevőkristályt
