G - Physics – 01 – N
Patent
G - Physics
01
N
G01N 29/04 (2006.01) G01N 29/14 (2006.01)
Patent
CA 2169307
A system for the non-contact inspection and characterization of an object in which wideband (40kHz to approximately 2MHz) air/gas coupled ultrasonic transducers are used. The system of the present invention enables a single set of transducers to be used in an inspection/defect detection arrangement to characterize materials having a wide range of through-thickness, and other resonances. For example, the through-thickness fundamental resonance of 11mm thick plywood is 44kHz, 723kHz for 2mm thick carbon fibre, and 1.47kHz for 0.75mm thick polystyrene, all of which are measurable in the same system. The system is used in a method to characterize a defect by being able to operate at or near the resonant frequency of the normal material and at or near the resonant frequency of the material in a defect region to improve the accuracy of detecting specific types of defects including inclusions, material thinning, delamination and pitting by monitoring changes of various attributes (e.g. amplitude, frequency) of the detected output signal. The system of the present invention can also be combined with laser or EMAT systems, where the means for generating ultrasonic vibrations in the object is a laser or EMAT and in pulse-echo arrangements in which a single wideband air-coupled transducer is used as the source and as the receiver/detector of ultrasound.
ystème pour l'inspection et la caractérisation sans contact d'un objet dans lequel des transducteurs à contrôle par ultrasons couplés air/gaz à large bande (40 kHz à 2 MHz environ) sont utilisés. Le système de la présente invention permet d'utiliser un unique combiné de transducteurs dans un arrangement inspection/détection de défauts pour caractériser des matériaux dont la plage d'épaisseurs et autres résonances varie beaucoup. Par exemple, la résonance fondamentale de l'épaisseur d'un contreplaqué de 11 mm d'épaisseur est de 44 kHz, elle est de 723 kHz pour la fibre de carbone d'une épaisseur de 2 mm, et de 1,47 kHz pour le polystyrène de 0,75 mm; tous ces éléments sont mesurables par le présent système. Le système est utilisé d'une façon permettant de caractériser un défaut en étant capable de fonctionner à la fréquence de résonance du matériel, ou à une fréquence qui s'en rapproche, dans une région défectueuse, pour améliorer la précision de la détection de types spécifiques de défauts, y compris les inclusions, l'amincissement des matériaux, le délaminage et le piquage en surveillant la variation de divers attributs (p. ex. amplitude, fréquence) du signal de sortie détecté. Le système de la présente invention peut aussi être combiné à des systèmes laser ou EMAT, les ultrasons étant alors générés par le laser ou le système EMAT et l'arrangement impulsion-écho dans lequel un unique transducteur à large bande couplé à air est utilisé comme source dans le récepteur/détecteur d'ultrasons.
Hutchins David A.
Schindel David W.
Microacoustic Instruments Inc.
Queen's University At Kingston
Thomson J. Gordon
LandOfFree
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