Устройство для ультразвукового контроля качества бетона

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю крупноструктурных материалов, в частности бетона. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет увеличения отношения сигнал/шум. При выбранных значениях диаметра основания и высоты конического волновода насадок 8, 9 он работает как резонирующий стержень на частоте максимума спектральной плотности сигнала излучающего 4 и приемного 5 преобразователей. В результате при поступлении сигнала продольных ультразвуковых колебаний на вход резонансного усилителя 10 обеспечивается увеличение амплитуды принятого сигнала на уровне собственных шумов и, следовательно, повышение отношения сигнал/шум. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4222230/25 — ?8 (22) 06.04.87 (46) 30.06.89.Бюл. ¹ 24 (71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР (72) С.И.Ногин, А,В.Бобров и М.В.Носаль (53) 620.179.16 (088.8)

;(56) Авторское свидетельство СССР

¹ 977179, кл. В 28 В 11/ОО, 1982.

Лэенис В.В. Применение ультразвуковых преобразователей с точечным контактом для неразрушающего контроля. — Рига: Зинатне, 1987, с. 39-75. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА БЕТОНА (57) Изобретение относится к неразру„„SU„„1490620 A 1 шающему контролю крупноструктурных материалов, в частности бетона. Целью изобретения является повьппение точности контроля за счет увеличения отношения сигнал/шум. При выбранных значениях диаметра основания и высоты конического волновода насадок 8 и 9 он работает как резонирующий стержень на частоте максимума спектральной плотности сигнала излучающего 4 и приемного 5 преобразователей.

В результате при поступлении сигнала продольных ультразвуковых колебаний на вход резонансного усилителя 10 обеспечивается увеличение амплитуды принятого сигнала на уровне собствен- ф ных шумов и, следовательно, повьппение отношения сигнал/шум. 2 ил.

1 490620 (1) (2) 0е2 0,5а„...;

С

О ° ° j

21

1 где d A

Предст ти1 и 2

Изобретение относится к нераэрушающему контролю качества крупноструктурных материалов, преимущественно бетона, и может быть использовано при ультразвуковом контроле прочности бетона строительных изделий.

Цель изобретения — повышение точности контроля эа счет увеличения отношения сигнал/шум.

На фиг.1 схематично изображено устройство для ультразвукового контроля качества бетона, общий вид; на фиг.2 — зависимость амплитуды первого вступления продольной волны от отношения диаметров d и d „основания волновода и пьезоэлементов преобразователей.

Устройство содержит соединительную ручку 1 с втулками 2 и 3, закрепленные в них навстречу друг другу под заданным углом г4 излучающий и приемный преобразователи 4 и 5 с пьезоэлементами 6 и 7 и насадками 8 и

9, выполненными в виде цилиндрической пластины с коаксиальным коничес1 ким волноводом, и усилитель 10. Цилиндрические пластины волноводных насадок 8 и 9 размещены на рабочих поверхностях пьезоэлементов 6 и 7 преобразователей 4 и 5 для отвода ультразвуковой энергии и крепления к ним волновода, вершины которых контактируют с материалом изделия 11.

Кроме того, усилитель 10 выполнен резонансным и установлен в корпусе приемного преобразователя 5 для сведения к минимуму влияния наводок на кабель, соединяющий преобразователь с дефектоскопом (не показан).

Диаметр d волновода и его высота h выбраны из следующих соотноmeний: диаметр пьезоэлемента излучающего и приемного преобразователей; скорость распространения продольных волн в волноводе преобразователей; частота, соответствующая максимуму спектральной плотности преобразователей. авленные на фиг.2 зависимос0 характеризуют параметры лре.5

50 обраэователей к дефектоскопам УК-14П и УК-1ОПМ соответственно.

Устройство для ультразвукового контроля качества бетона работает следующим образом.

Электрические импульсы, вырабатываемые генератором импульсов ультразвукового прибора (не показан), возбуждают в пьезоэлементе 6 излучающего преобразователя 4 импульсы продольных ультразвуковых колебаний с широким спектром частот, которые вводятся в волноводную насадку 8, При выбранньгх значениях диаметра

d8 основания конусного волновода и его высоты h согласно соотношев ниям (1) и (2) он колеблется как стержень с резонансной частотой Г вследствие чего обеспечивается усйление ультразвукового сигнала в области максимума спектральной плотности пьезопреобразователя 4 для бетона, как правило в области 50

100 кГц, В случае выбора значений соотношения (1) ниже 0,2 или выше

0, 5 передача ультразвуковой энергии от цилиндрической пластины насадки

Я в конический волновод уменьшается, что приводит к снижению амплитуды принятого сигнала (см,фиг, 2), Аналогичным образом работает волноводная насадка 9 приемного преобразователя 5, с вьгхода которого электрический сигнал поступает на вход резонансного усилителя 10 с узкой полосой усиливаемых частот и подъемом усиления на частоте Г .При проэвучиванни бетона на базе 1

I5 см на выходе усилителя 1О амплитуда первого вступления импульсного сигнала составляет не менее

750 мкВ при уровне собственных шумов не более 15 мкВ.

Поскольку полученное отношение сигнал-шум составляет не менее 50, подключение выхода усилителя к входу серийного ультразвукового прибора обеспечивает повьш ение точности измерений.

Формул а изобретения

Устройство для ультразвукового контроля качества бетона, содержащее соединительную ручку и закрепленные на ее концах навстречу друг другу под заданным углом излучающий и приемный преобразователи с пьеэоэлемен1490620 где п

10

Д1

ДЮ

0,2 0,3

Фиг, 2

Составитель В.Бабина

Т ехр ед М. Дидык Корректор С ЧеРни

Редактор М.Андрушенко

Заказ 3749/52 Тирах 789 Под пи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 тами и размещенными на их рабочих поверхностях коническими волноводами и усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, усилитель резонансным, а диаметр и основания волновода и

его высота h выбраны из следующих соотношений:

С

6ь = Ое2 — Ов5 dиэ "в 71 диаметр пь ез о элемента излучающего и приемного преобразователей; скорость распространения продольных волн в волноводе преобразователей; частота, соответствующая максимуму спектральной плотности преобразователей .