Искатель импедансного дефектоскопа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт; свид-ву В 712755 (22) Заявлено 010б81 (23) 3297390/25-28 с присоединением заявки t4?— (23) Приоритет

Опубликовано 151282, Бюллетень HP 46

Р М К,.„з

6 01 и 29/04

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

{$3} УДК620-179. 16 (088 ° 8) Дата опубликования описания 15.12Я2 (72) Авторы изобретения

A.A. Кимяев и B.A. Потопахин

P1) Заявитель (54 ) ИСКАТЕЛЬ ИИПЕДАНСНОГО ДЕФЕКТОСКОИА

Изобретение относится к неразру1 шающему контролю и может быть нсполь1 зовано при ультразвуковой дефектоакопии слоистых изделий.

По основному авт. св. СССР В 712755 известен искатель импедансного дефектоскопа, содержащий звуковод с излучающим пьезоэлементом и два приемнык пьезоэлсмеита с наконечникаьщ, элек» трически соединенные встречно-параллельно, отражатель, размещенный с одной стороны излучакдяего пьезоэлемента, приемные пьезоэлементы установлены иа противоположной стороне звуковода с возможностью перемещения s плоскости измерения, а расстояние между осями приемных пьезоэлементов выбрано кратным расстоянию между микронеровностями контролируемой поверхности (1) .

Недостатком этого искателя является то, что при сканировании им с высокой скоростью в режиме автоматизированного контроля возникают ложные сигналы, связанные с неоднородной шероховатостью поверхности контролируемого иэделия, что снижает надежность контроля.

Цель изобретения — повышение надежности при контроле изделий с неоднородной шероховатостью поверхности изделия. I

Цель достигается тем, что искатель импедаиского дефектоскопа снабжен двумя размещенными между приемными пьезоэлементами и включенными встречно-параллельно компенсационными ньезоэлементамн с .наконечниками и инерциоиныьвт массами, упругими элементами, коисольио закрепляющими компенсационные пьезоэлементы на звуководе, причем продольные оси упругих элементов параллельны плоскости- расположения поиемных пьезоэлементов. .кроме того, закрепление упругих элементов на звуководе осуществляется через прокладки из пористого материала.

Радиус кривизны наконечников компенсационных пьезоэлементов равен ралиусу кривизны наконечников приемных пьезоэлементов., На чертеже представлена схема реализации искателя импедансного дефектоскбпа.

Искатель содержит звуковод 1 с излучающим пьезоэлементом 2, два приемных пьезоэлемента 3 и 4 с наконечниками 5 и б электрически соединен981886 ные встречно-параллельно, два упругих элемента 7 и 8, соединенные со звуководом через прокладки 9 и 10 из пористого материала, два компен-. сационных пьезоэлемента 11 и 12 с наконечниками 14 и 13 и инерционными массами 15 и 16 электрически соединенные встерчно-параллельн> и размещенные между приемными пьезоэлементами 3 и 4, отражатель 17, размещенный с противоположной стороны излучающего пьезоэлемента.

Искатель работает следующим образом.

Излучающий пьезоэлемент 2 возбуждает в звуководе 1 продольные колебания, которые передаются через наконечники 5 и 6 в контролируемое изделие.

Искателем сканируют по поверхности контролируемого изделия. Силы реакции изделия генерируют в приемных и компенсационных пьезоэлементах соотвественно 3,4 и 11, 12 заряд.

Причем величина заряда, генерируемого в приемных пьезоэлементах, пропорциональная величине механического импеданса в данной точке изделия, а в компенсационных пьезоэлементах — нет, и определяется лишь упругими силами элементов 7 и 8 и силами тяжести наконечников 13 и 14, пьезоэлементов 11 и 12 и инерционных масс 15 и 16, суммарная величина которых выбирается меньше величины минимальной силы прижатия, при которой происходит обнаружение дефекта.

Таким образом, при согласовании механических и электрических характеристик каждой пары пьезоэлементов, суммарный электрический заряд, генерируемый силами реакции изделия, снимаемый с компенсационных пьезоэлементов всегда равен нулю, а с приемных — пропорционален разности механических импедансов в контролируемых точках изделия.

Кроме сил реакции изделия в приемных и компенсационных пьезоэлементах генерируют заряд силы инерции масс, вовлеченных в колебание в результате движения искателя по микронеровностям поверхности контролируемого изделия. Величина этого заряда зависит от массы колеблющихся элементов, от степени шероховатости поверхности.

Таким образом, при соответствующем согласовании электрических характеристик каждой пары пьезоэлементов, приемных и компенсационных, суммарный электрический заряд, генерируемый силами инерции масс, вовлеченных в .колебание в результате дви- жения искателя по микронеровностям поверхности и снимаемый с каждой этой пары при данной скорости контроля. определяется только различием степени, ероховатости с окрестности двух контролируемых точек поверхности.

Полный сигнал пьезоэлементов 11 и 12 нычитается из полного сигнала,. поступающего с пьезоэлементов 3 и 4„ и результирующее напряжение фиксируется дефектоскопаи (не показан).

Поскольку сигналы с этих пьезоэлементов сдвинуть, по времени на величи..у,. пропорциональную расстоянию между ниии и обратно пропорциональную скорости контроля, то полный сигнал с компенсационных пьезоэлементов прежде проходит согласующее устройство и линию задержки (не показаны).

Напряжение результирующего сигнала, такии образом, пропорциональна только разности механических импедансов в двух точках контроля, замеряемых приеиныии пьезоэлементами, и не зависит от неоднородной шероховатости поверхности контролируемого изделия: пьезоэлементы 11 и 12 полностью компенсируют эту составляющу1., сигнала пьезоэлементов 3 и 4.

При отсутствии дефектов силы реак ции изделия генерируют в соединенных . встречно-параллельно пьезоэлементах 3 и 4 одинаковые по величине заряда,, в результате чего эта составляющая напря>кения, снимаемая с них: равна нулю. Результирующее напряжение, фиксируемое дефектоскопом, следовательно, также равно нулю.

Когда наконечник 6 проходит над дефектом, в приемном пьезоэлементе 4 генерируется меньший заряд, а на выходе v приемных пьезоэлементов появляется некомпенсированная составляю- . щая напряжения, которая и фиксируется дсфектоскопои. При этом будет установлена граница дефекта. Вторая граница дефекта устанавливается или в момент, когда результирующее напряжение вновь равно нулю, в случае длины дефекта -;:е;"ьшей расстояния между наконечника1;,и 5 и 6, или в момент изменения знака результирующего напряжения, в случае длины дефекта равной или большей расстояния между наконечниками 5 и 6. Критерием выбора соответствующего решения о иестонахогдении второй границы служит время длительности первого сигнала при данной скорости контроля: если это время меньше времени, необходимого для прохо>кдения пути, равного расстояния между наконечниками 5 и 6, то границу дефекта определяют первым способом, в противном случае — втоPbIM

Конструкция предлагаемого иска.теля позволяет существенно повысить скорость сканирования при контроле, так как исключает появление на выхо981886

Формула изобретения

Составитель .Т. Головкина

Редактор Н. Киштулинец Техред Т.йаточка

Корректор Г. Решетник

Заказ 9701/63 Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 де искателя сигнала, обусловленного неоднородной шероховатостью поверхности контролируемого изделия. Благодаря этому контроль многослойных конструкций осуществляется без предварительного изучения микропрофиля и подготовки поверхности. Это позволяет проводить автоматизированный контроль изделия не только в процессе эксплуатации, когда поверхность изделия подвергается .неблагоприятному воздействию окружающей среды, эррозионному, тепловому и т.п. воздействиям.

Предлалагаемый искатель импедансного дефектоскопа, обеспечивая выделение в чистом виде сигнала, величина которого пропорциональна разности механических импедансов в двух точках контролируемого изделия, позволяет по этой величине определить глубину залегания дефекта и тем самым повысить надежность при контроле изделий с неоднородной шероховатостью поверхности изделия.

1. Искатель импедансного дефектоскопа по авт. св. Ф .712755, отличающийся тем, что, с целью повыаения надежности при контроле изделий с неоднородной шероховатостью поверхндсти, он снабжен двумя раз5 мещенными между приемными пьезоэлементами и включенными встречно-параллельно компенсационными пьезоэлементами с наконечниками и инерционными массами, упругими элементами, консольно закрепляющими компенсационные пьезоэлементы на звуководе, при чем продольные оси упругих элементов параллельных плоскости располо жения приемных пьезоэлементов.

2. Искатель по п.1, о т л и

15 ч а ю шийся тем, что закрепление упругих элементов на звуководе

1 осуществляется через прокладки из пористого материала.

3. Искатель по пп.1 и 2, о т л и

?П ч а ю шийся тем, что рациус кривизны наконечников компенсационных пьезоэлементов равен радиусу кривизны наконечников приемных пьезоэлементов.

?5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 712755, кл. G 01 N 22/04, 1978