Регулируемый совмещённый преобразователь импедансного дефектоскопа

Авторы патента:

G01N29/09 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2671334:

Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" (RU)

Использование: для акустического импедансного метода неразрушающего контроля многослойных материалов и изделий. Сущность изобретения заключается в том, что регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа содержит корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент. Дополнительно корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей - верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой. А также верхняя часть штока и нижняя часть штока жестко соединены с излучающим и приемным пьезоэлементами. Корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков. Технический результат: повышение чувствительности процесса дефектоскопии композитных материалов и обеспечение возможности быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, а также обеспечение возможности управления затяжкой регулировочного винта с гайкой. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для акустического импедансного метода неразрушающего контроля многослойных материалов и изделий.

Известен «Преобразователь импедансного дефектоскопа» (А.С. SU №868571, МПК: G01N 29/04), содержащий параллельные друг другу излучающий и приемный вибраторы, каждый из которых включает в себя не менее одного пьезоэлемента и пассивную накладку с контактным наконечником. Пассивные накладки обоих вибраторов выполнены с обращенными друг к другу изогнутыми концами, а контактные наконечники закреплены на рабочих торцах накладок и сдвинуты к оси преобразователя.

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая чувствительность, потому что вибраторы являются сплошными штоками с неизменяемой частотой собственных колебаний и неизменяемой жесткостью воздействия на контролируемый объект, которые нельзя подстраивать под свойства контролируемого объекта, с целью более эффективного выявления изменений его упругости.

Известно А.С. SU №1226296 «Импедансный способ дефектоскопии изделий». МПК: G01N 29/04 с описанным в нем устройством, взятый за прототип.

Устройство содержит совмещенный преобразователь с излучающим и приемным пьезоэлементами, питаемый от источника постоянного тока генератор импульсов, состоящий из резистора, тиристора и емкости пьезоэлемента, и электронный блок, с помощью которого осуществляют обработку сигнала с приемного пьезоэлемента. Преобразователь контактирует с контролируемым объектом.

Недостатком прототипа является недостаточно высокая чувствительность, потому что вибраторы являются сплошными штоками с неизменяемой частотой собственных колебаний и неизменяемой жесткостью воздействия на контролируемый объект, которые нельзя подстраивать под свойства контролируемого объекта, с целью более эффективного выявления изменений его упругости.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении чувствительности процесса дефектоскопии композитных материалов и обеспечении возможности быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, и управления затяжкой регулировочного винта с гайкой.

Поставленная задача достигается тем, что регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа, содержит корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент. Дополнительно корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей- верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой. А также верхняя часть штока и нижняя часть штока жестко соединены с излучающим и приемным пьезоэлементами. Корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - основной вид регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в разрезе;

на фиг. 2 - вид слева регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в разрезе.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа состоит из корпуса 1, в котором расположен шток с контактным элементом 2. Шток разделен на две части - верхнюю 3 и нижнюю 4. Излучающий пьезоэлемент 5 с уравновешивающей массой 6 расположен над верхней частью штока.

Приемный пьезоэлемент 7 расположен в нижней части штока 4. Верхняя часть штока 3 и нижняя часть штока 4 жестко соединены с излучающим 5 и приемным 7 пьезоэлементами и соединены между собой двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин 8, с установленной между ними прослойкой 9, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом 10 с гайкой 11. В корпусе регулируемого совмещенного преобразователя 1 выполнены два боковых окна 12, служащие для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин 8, так и упругих блоков, а также для управления затяжкой регулировочного винта 10 с гайкой 11.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа работает следующим образом:

Для повышении чувствительности регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в процессе дефектоскопии контролируемых объектов, состоящих из композитных материалов, надо разделить шток совмещенного преобразователя на две части так, чтобы излучающий 5 и приемный 7 пьезоэлементы оказались в разных частях, и получить возможность в процессе работы оперативно соединять эти части упругой связью с любой, заданной жесткостью, которая позволяет подобрать оптимальные значения частот колебаний и усилий для контроля упругости контролируемого объекта. Излучающий пьезоэлемент 5 преобразует электрические колебания в механические в заданном диапазоне частот. Заданный диапазон выбирают широким, так чтобы в него попадала частота колебаний, оптимальных для проведения дефектоскопии контролируемого объекта. Далее через боковые окна 12 в корпусе регулируемого совмещенного преобразователя 1 к верхней 3 и нижней 4 частям штока жестко крепят с обеих сторон одинаковые упругие блоки, состоящие из гибких изогнутых пластин 8, при этом количество гибких изогнутых пластин подбирают экспериментально так, чтобы обеспечить максимальную чувствительность дефектоскопа. Таким образом, осуществляют дискретную адаптацию настроек дефектоскопа. Далее осуществляют более точную настройку затяжкой регулировочного винта 10 с гайкой 11. В итоге установленная жесткость соединения обеих частей штока - верхней 3 и нижней 4 - обеспечивает максимальную амплитуду колебаний на оптимальной для контроля данного материала частоте при «мягком» воздействии на контролируемый объект, которое не возбуждает помех. Это обеспечивает максимальную чувствительность процесса дефектоскопии.

Эффективность заявленного регулируемого преобразователя заключается в повышении чувствительности процесса дефектоскопии объектов из композитных материалов.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа, содержащий корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент, отличающийся тем, что корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей - верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой, а также жестко соединенных с излучающим и приемным пьезоэлементами, а корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, а также для управления затяжкой регулировочного винта с гайкой.

Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий и может быть использовано для экспериментальной отработки технологии улучшения условий атмосферной видимости при посадке спускаемого аппарата на поверхность Марса.

Способ имитации дефекта непроклея в многослойных конструкциях // 2667317

Использование: для диагностики многослойных изделий из композиционных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что для имитации дефекта непроклея в многослойных конструкциях, состоящих из сотового заполнителя и обшивок, выполняют занижение смежной грани или граней ячеек сотового заполнителя с созданием замкнутого контура, периметр которого образован гранями целых ячеек, и склеивание его с обшивками посредством клеевой пленки, предварительно удалив ее по периметру, образованному гранями целых ячеек.

Способ определения фильтрационных параметров в многоскважинной системе методом импульсно-кодового гидропрослушивания (икг) // 2666842

Импульсно-Кодовое Гидропрослушивание (ИКГ) представляет собой комплексное решение задачи межскважинного гидропослушивания и претендует на существенное расширение применимости традиционного гидропрослушивания на практике.

Способ и устройство для бесконтактной проверки состояния металлургического литого изделия // 2665342

Использование: для бесконтактной проверки состояния транспортируемого на производственной линии металлургического литого изделия. Сущность изобретения заключается в том, что проверка литого изделия основывается на ультразвуковой технике, соответственно, устройство имеет ультразвуковое приспособление, с помощью которого обеспечивается возможность бесконтактной проверки состояния литого изделия.

Способ контроля изменений уровней дебитов твердых включений и капельной влаги в газовом потоке в трубопроводе // 2662738

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля изменений уровней дебитов различных компонент взвесенесущего газового потока в эксплуатационных условиях газовых скважин.

Способ определения вязкоупругих свойств жидких и твёрдых сред и устройство для его реализации // 2661455

Использование: для измерения вязкоупругих свойств жидких и твердых сред. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют возбуждение крутильных колебаний в измерительном устройстве расположенными на его поверхности преобразователями, при этом возбуждение крутильных колебаний производят путем подачи импульсного сигнала на излучающие преобразователи, расположенные на поверхности измерительного устройства, геометрические параметры которого позволяют возбуждать в нем крутильные колебания, регистрируют сигнал принимающими преобразователями, определяют коэффициент затухания серии эхо-импульсов многократных отражений крутильных колебаний в ненагруженном и нагруженном исследуемой средой измерительном устройстве, вычисляют коэффициент затухания серии эхо-импульсов многократных отражений крутильных колебаний с учетом коэффициента отражения на границе «преобразователь - труба», а вязкость и модуль сдвига с учетом известной плотности исследуемой среды, вычисленного коэффициента затухания крутильных колебаний и основной частоты в спектре сигнала определяют по номограммам.

Устройство для измерения параметров ультразвуковых импульсов // 2661060

Использование: для измерения скорости распространения и коэффициента затухания ультразвуковых волн при исследовании физико-механических характеристик материалов.

Акустический способ определения упругих констант токопроводящих твёрдых тел // 2660770

Использование: для определения упругих констант токопроводящих твердых тел. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно или поочередно воздействуют на поверхность локальной области упомянутого твердого тела электромагнитным одно- или многопериодным импульсом и постоянным или импульсным магнитным полем, возбуждают акустические продольную и две плоско-поляризованные сдвиговые волны, ориентируют векторы смещений упомянутых сдвиговых волн, соответственно, вдоль и поперек направления прокатки или приложенного усилия, принимают и усиливают одно-многократно отраженные акустические сигналы, при этом уточняют упомянутые направления прокатки или приложенного усилия по максимальным значениям амплитуд сдвиговых волн, путем стробирования выделяют из принятой последовательности импульсов одно-многократно отраженные эхо-сигналы продольной и сдвиговых волн соответствующей поляризации, производят корреляционную обработку сигналов, измеряют временные интервалы между эхо-сигналами, соответственно, продольной и сдвиговых волн соответствующей поляризации, рассчитывают скорости распространения акустических волн и по соотношению этих интервалов и скоростей и известному значению плотности исследуемых твердых тел определяют упругие константы по соответствующим формулам.

Способ определения режима многофазной смеси в трубопроводе с использованием cbr-технологий // 2660411

Использование: для определения режима многофазной смеси в трубопроводе. Сущность изобретения заключается в том, что на внешней поверхности трубопровода устанавливается группа излучателей, одновременно являющихся приемниками, которая прозвучивает (зондирует) ультразвуковыми колебаниями заданной частоты многофазный поток, движущийся в трубопроводе, перпендикулярно продольной его оси.

Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа // 2660307

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для контроля формы и размеров подземных хранилищ газа. Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа с установленной в ней насосно-компрессорной трубой с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора заключается в облучении ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных и наклонных плоскостях на различных глубинах каверны, заполненной рабочей жидкостью, и последующем измерении времен распространения зондирующими импульсами двойного расстояния от стенок каверны до приемо-передающего электроакустического преобразователя звуколокатора, по которым определяют геометрические размеры и форму каверны.