первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа
Классы МПК: | G01N29/04 анализ твердых тел G01N29/24 зонды |
Автор(ы): | Дрейзин В.Э., Грузнов А.М., Грузнов Ф.А. |
Патентообладатель(и): | Курский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-12-29 публикация патента:
10.03.2001 |
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для неразрушающего контроля многослойных изделий из металлов, пластиков и их комбинаций. Повышение чувствительности, локальности и достоверности контроля, снижение уровня возбуждаемого при контроле акустического шума и исключение возможности повреждения поверхности контролируемого изделия достигается за счет того, что первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа содержит ударную систему электромагнитного типа и приемную систему упругих колебаний магнитоиндукционного типа. Причем ударная и приемная системы геометрически совмещены путем введения тела-"посредника", выполненного в виде шарика с сошлифованным верхним сегментом, который служит для передачи ударного импульса от ударника в контролируемое изделие и восприятия возбуждаемых в изделии упругих колебаний. Ударник выполнен в виде тонкой тупой иглы, неударный конец которой жестко запрессован в плунжер электромагнита, а тело-"посредник" (шарик) впаяно в центр мембраны из ферромагнитного материала, являющейся чувствительным элементом магнитоиндукционной приемной системы. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа, содержащий ударную систему электромагнитного типа и приемную систему упругих колебаний магнитоиндукционного типа, отличающийся тем, что ударная и приемная системы геометрически совмещены путем введения тела - "посредника", выполненного в виде шарика с сошлифованным верхним сегментом, который служит для передачи ударного импульса от ударника в контролируемое изделие и восприятия возбуждаемых в изделии упругих колебаний, причем ударник выполнен в виде тонкой тупой иглы, неударный конец которой жестко запрессован в плунжер электромагнита, а тело - "посредник" (шарик) впаяно в центр мембраны из ферромагнитного материала, являющейся чувствительным элементом магнитоиндукционной приемной системы.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для неразрушающего контроля многослойных изделий из металлов пластиков и их комбинаций, полученных методами диффузионной сварки, пайки, склеивания и др. Оно предназначено для обнаружения локальных дефектов соединения отдельных слоев и использует ударно-акустический метод контроля, заключающийся в нанесении ударов по контролируемому изделию и анализу реакции изделия на ударные импульсы. Известны дефектоскопы, реализующие ударно-акустический метод: АД-20УП, АД-50У, АД-60С и другие [1-4], в которых используются первичные преобразователи, состоящие из электромагнитной ударной системы и пьезоэлектрической приемной системы, выполненной в виде металлического щупа с пьезопреобразователем, находящегося в постоянном механическом контакте с поверхностью контролируемого изделия и являющегося приемником возбуждаемых в нем упругих колебаний (АД-20УП, АД-50У). В дефектоскопе АД-60С приемником возбуждаемых в изделии при ударах упругих колебаний является микрофон, расположенный вблизи зоны удара и воспринимающий колебания поверхности контролируемого изделия через воздух. Основными недостатками указанных дефектоскопов, обусловленными несовершенством используемых первичных преобразователей, является недостаточная чувствительность, воспроизводимость и локальность контроля, а также высокий уровень генерируемого акустического шума, утомляющий оператора. Причинами этих недостатков являются- наличие определенного расстояния между точкой удара и точкой съема упругих колебаний, возбуждаемых в изделии при ударе. В первичных преобразователях с приемником в виде щупа это расстояние соответствует 7-10 мм, ввиду чего и границы дефектной зоны не могут быть определены с более высокой точностью, а дефекты диаметром менее 10-15 мм вообще не обнаруживаются. В первичном преобразователе с приемником в виде микрофона точка съема информационного сигнала вообще не локализована. Микрофон воспринимает акустический сигнал, возбуждаемый всей поверхностью изделия (а также и вибрирующими элементами конструкции ударной системы, что создает весьма существенный сигнал помехи, ухудшающий воспроизводимость результатов контроля). В результате, локальность контроля при использовании первичных преобразователей с приемником колебаний в виде микрофона еще хуже;
- значительная масса ударника, что создает высокий уровень акустического шума и может приводить к повреждению поверхности контролируемого изделия, если его верхним слоем является пластик;
- амплитудно-частотная характеристика приемника колебаний в виде щупа с пьезопреобразователем имеет принципиально неустранимые экстремумы (максимум и минимум, вызванные последовательным и параллельным резонансами в акустическом тракте приемника) в рабочей области частот, что затрудняет его использование в спектральных дефектоскопах. Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение чувствительности, локальности и воспроизводимости (достоверности) контроля, основанного на применении ударно-акустического метода, а также существенное снижение уровня возбуждаемого при контроле акустического шума и исключение возможности повреждения поверхности контролируемого изделия. Решение указанных задач достигается тем, что ударная и приемная системы геометрически совмещены путем введения тела - "посредника", выполненного в виде шарика с сошлифованным верхним сегментом, через который передается ударный импульс от ударника в контролируемое изделие и воспринимаются возбуждаемые в изделии упругие колебания, причем ударник выполнен в виде тонкой тупой иглы, неударный конец которой жестко запрессован в плунжер электромагнита, а тело - "посредник" (шарик) впаяно в центр мембраны из ферромагнитного материала, являющегося чувствительным элементом магнитноиндукционной приемной системы. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен схематический чертеж предлагаемого первичного преобразователя. Ударная система первичного преобразователя состоит из ударника 1, выполненного в виде тонкой иглы, ударный конец которой затуплен, а противоположный конец жестко запрессован в ферромагнитный плунжер 2 электромагнита броневого типа, в магнитопроводе 3 которого имеется осевой канал, в котором может свободно перемещаться ударник 1. Магнитопровод 3 состоит из нижней и верхней частей, свинчиваемых друг с другом. Нижняя часть магнитопровода имеет удлиненный хвостовик с наружной. Верхняя часть имеет в крышке отверстие, в котором может свободно перемещаться плунжер 2. В полости магнитопровода 3 расположена катушка 4 электромагнита, питаемая короткими прямоугольными импульсами напряжения. Плунжер 2 в состоянии покоя удерживается конической пружиной 5 таким образом, что между нижним торцом плунжера и верхним торцом центральной части магнитопровода 3 остается начальный зазор
![первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа, патент № 2164023](/images/patents/307/2164005/948.gif)
![первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа, патент № 2164023](/images/patents/307/2164005/948.gif)
1. Ланге Ю.В. Акустический спектральный метод неразрушающего контроля. - Дефектоскопия, 1978, N 3, с.7-14. 2. Ланге Ю. В., Устинов Е.Г. Авт. свид. N 557318. Бюлл. изобр. 1977, N 17. 3. Ланге Ю.В., Устинов Е.Г. Акустический спектральный дефектоскоп. - Дефектоскопия, 1978, N 4, с.27-33. 4. Ланге Ю. В. , Устинов Е.Г. Низкочастотный акустический дефектоскоп АД-60С. - Дефектоскопия, 1982, N 1, с.12-15.
Класс G01N29/04 анализ твердых тел