Ультразвуковой преобразователь с переменным углом ввода
Изобретение отноеится к области неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя и упрощение его конструкции . Для установки и фиксации требуемого угла ввода в преобразователе, содержащем призму 1 с кольцевым пазом, образованным цилиндрической поверхностью 3 и конической поверхностью 4, и размещенную в пазу подвижную вставку 5 с пьезоэлементом 6, на поверхности которой, обращенной к конической поверхности, паза, выполнен валик 7 в виде части тора, размещенного так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя, вращают вставку 5 до требуемого положения по шкалам углов и утапливают ее в паз, пока валик 7 не войдет в контакт с конической поверхностью 5 вставки. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических
РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 N 29/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867298/28 (22) 18,09.90 (46) 30.10.92, Sion. М 40 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения. "ЦНИИТМАВ" (72) В.Г.Щербинский (56) Авторское свидетельство СССР
t4 728076, кл. G 01 N 29/04, 1976.
Авторское свидетельство СССР
М 1357839, кл. G 01 и 29/04, 1986. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ ВВОДА (57) Изобретение отновится. к области неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение надежности
„„5Q„„1?72733 А1 преобразователя и упрощение его конструкции. Для установки и фиксации требуемого угла ввода в преобразователе, содержащем призму 1 с кольцевым пазом, образованным цилиндрической поверхностью 3 и конической поверхностью 4, и размещенную в пазу подвижную вставку 5 с пьезоэлементом 6, на поверхности которой, обращенной к конической поверхности паза, выполнен валик 7 в виде части тора, размещенного так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя, вращают вставку 5 до требуемого положения по шкалам углов и утапливают ее в паз, пока валик 7 не войдет в контакт с конической поверхностью 5 вставки. 2 ил.
1772733
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ручного и автоматизированного ультразвукового контроля иэделий и материалов, Известен преобразователь с переменным углом ввода, содержащий призму с коническим отверстием и размещенную в ней коническую поворотную вставку с пьезоэлементом, поверхность которой сопрягается с поверхностью отверстия, Наиболее близким па технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является преобразователь с переменным углом ввода, содержащий призму с кольцевым пазом, образованным двумя коаксиальными цилиндрическими поверхностями и размещенную в нем подвижную, относительно призмы, вставку с закрепленным в ней пьезоэлементам и механизм поворота подвижной вставки.
Недостаткам известного преобразователя является сложная конструкция вставки, в которую должны входить элементы падпружинивания и фиксации, и механизма поворота и обусловленная наличием большого количества элементов низкая надежность устройства в целом, Целью изобретения является повышение надежность и упрощение конструкции.
Поставленная цель достигается тем, чта в преобразователе с переменным углом ввода, содержащем призму с кольцевым пазом, одна иэ поверхностей которого цилиндрическая, и размещенную в nasy подвижную вставку с закрепленным в ней пьезоэлементом, вторая поверхность паза выполнена канусной, обращенная к ней поверхность вставки выполнена с валиком в виде части тора, размещенным так, чта диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя.
На фиг. 1 изображен схематично предложенный преобразователь с переменным углом ввода для ультразвуковой дефектоскопии, вид спереди; на фиг. 2 изображен он же. вид сбоку.
Преобразователь содержит призму 1 с рабочей.(контактной) поверхностью 2 и кольцевым пазом. образованным цилиндрической поверхностью 3 и конической поверхностью 4, и размещенную в пазу подвижную вставку 5 с пьезоэлементом 6, на поверхности вставки, обращенной к конической поверхности паза. выполнен saлик 7 в виде части тора, размещенного так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя.
Поверхность вставки; обращенная к ка55 нической поверхности ваза, может быть аыполнена любой формы, но с обязательным условием наличия в плоскости падения ультразвука локального выступа в виде валика, Зтот валик может быть выполнен как одно целое с вставкой или из другого материала, 10
2О
ЗО
Для удобства изменения положения вставки 5 в пазу с целью изменения угла ввода преобразователя в призме 1 выполнено выходящее в паэ кольцевое отверстие 8 с цилиндрическими поверхностями, продольные оси которых совпадают с продольной осью поверхностей паза, а преобразователь снабжен винтом 9, пропущенным через отверстие 8 и связанным резьбовым соединением с подвижной вставкой 5.
На поверхности призмы 1, ограниченной цилиндрической поверхностью 3 паза, нанесена шкала углов (фиг.2), а на поверхности вставки 5, параллельной поверхности призмы со шкалой, нанесена проекция акустической оси пьезоэлемента, Преобразователь работает следующим образом.
Устанавливают требуемый угол ввода ультразвуковых колебаний. Для этого вывинчивают винт 9 из вставки 5 и выводят вставку 5 в положение, когда контакт между валиком 7 и конической поверхностью 4 паза минимален по величине или отсутствует, вращают вставку 5 по цилиндрической поверхности 3 паза и устанавливают требуемый угол ввода преобразователя путем совмещения проекции акустической оси пьезоэлемента с риской требуемого значения шкалы углов. Ввинчивают винт во вставку 5, утапливая ее в паз до тех пор, пака валик 7 не войдет в контакт с конической поверхностью 5, вследствие чего осуществляется фиксация в пазу положения вставки, обеспечивающего требуемый угол ввода ультразвуковых колебаний
8 процессе контроля, перемещая заявляемый преобразователь по поверхности изделия, излучают им в изделие ультразвуковые колебания с выбранным углом ввода.
В случае наличия дефекта в изделии преобразователем принимают отраженные ат дефекта сигналы. При необходимости измерить амплитуду сигнала при другом уг.ле ввода устанавливают его с помощью приемов, описанных выше. При этом при любам
yrne ввода путь ультразвука в призме и центр излучения (тачка ввода) остаются постоянными. Для обеспечения акустического контакта поверхность призмы покрыта тонким слоем контактной жидкости (маслом, глицерином и т.n.) 1772733
Фиг. 2
Составитель О.Атоманова
Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская
Редактор .
Заказ 3843 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Например, из резины, полиуретана, фторопласта, металла и других упругих или малоупругих материалов. Высота валика определяется конструкцией преобразователя. В частности, в изготовленных и испытанных преобразователях такой валик был высотой равной h .P B.Ùð, где p — угол между конусной и цилиндрической nosepxностями; 2 а — ширина вставки(фиг.1). Коэффициент ф определяется упругими свойствами материала валика и призмы. Если они из оргстекла, то экспериментально найдено, что ф= 1,1-1,15.
Такая конструкция вставки с валиком в виде части тора обеспечивает равномерное прижатие ее рабочей поверхности к призме и надежный акустический контакт между ними практически независимо от угла и качества выполнения конусиой поверхности призмы, в пределах достаточного для практики широкого диапазона вариаций этих параметров. Это существенно снижает требования к технологии мехобработки и сборки и реобразователей без ухудшения их акустических параметров и эксплуатационных свойств.
Выполненные исследования показали, что отражение ультразвука на границе лривмв-вставка составляет 34-4о дБ отв уровня прошедшего сигнала, что обеспечивает хорошую реверберационно-шумовую характеристику преобразователя.
Размещение валика в виде части тора
5 так, что диаметральная плоскость тора проходит через акустическую ось преобразователя, обеспечивает надежный акустический контакт между вставкой и призмой в области распространения ультразвукового пуч10 ка. Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь с переменным углом ввода проще по конструкции, и более технологичен и надежен в эксплуатации.
15 Формула изобретения
Ультразвуковой преобразователь с переменным углом авода, содержащий пьезоэлемент, призму с кольцевым пазом, одна из поверхностей которого цилиндрическая.
20 и размещенную в пазу подвижную вставку с закрепленным на ней пьезоэлементом, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности преобразователя и упрощения его конструкции. вторая поверх25 ность паза выполнена конусной, а обращенная к ней поверхность вставки имеет валик в виде части тора, диаметральная плоскость которого проходит через акустическую ось преобразователя.
