Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в машиностроении при ультразвуковом контроле. Цель изобретения - повышение производительности и надежности ультразвукового контроля. Цель достигается тем, что призматический ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, содержащий пьезоэлемент, установленный в призме, дополнительно снабжен коническими звукопроводами, установленными на внешней поверхности пьезоэлемента под заданным углом к ней, и цилиндрическими конусными звукопроводящими насадками по числу конических волноводов, в которых с торцовой поверхности выполнены конические полости, размеры которых соответствуют размерам конических волноводов. Материал насадок обеспечивает распространение в них трансформированных поперечных волн. Насадки имеют заданные длину и диаметр. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2055359
Класс(ы) патента: G01N29/24
Номер заявки: 4929796/28
Дата подачи заявки: 22.04.1991
Дата публикации: 27.02.1996
Заявитель(и): Самарский филиал Начуно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей
Автор(ы): Дубровин Н.Н.
Патентообладатель(и): Самарский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей
Описание изобретения: Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии.
Известны средства определения чувствительности контроля при помощи искусственных контрольных отражателей [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является призматический ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, содержащий пьезоэлемент, установленный на призме [2]
Боковые цилиндрические отражатели расположены в призме на пути распространения продольной и поперечной волн, отражающих в процессе контроля в корпус преобразователя, а расстояния от точки ввода ультразвуковых колебаний до отражателей выбраны такими, что тест-импульсы от этих отражателей располагаются в начале и конце зоны контроля.
К недостаткам этого преобразователя относится ограниченность его применения, связанная с размерами призмы преобразователя. Так, для зоны контроля, например. 150 мм по ходу луча в материале со скоростью звука 5000 м/с (металл) и скоростью звука в призме 2500 м/с (оргстекло, полистирол) величина протяженности хода луча должна быть примерно 15 мм. Это явление наиболее ярко выражено при контроле толстостенных изделий на первом, втором и т.д. отражении от нижней и верхней граней контролируемого объекта.
При подобном эталонировании отражателем является боковая поверхность цилиндра с заданным диаметром, что также снижает диапазон изменения чувствительности при разных режимах контроля.
Подобный способ эталонирования неприменим для преобразователей с переменным углом ввода, так как при изменении угла наклона пьезоэлемента в призме происходит несовпадение хода лучей на границе раздела с направлением на цилиндрические отражатели.
Цель изобретения повышение производительности и надежности ультразвукового контроля.
Сущность изобретения заключается в том, что призматический ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (УЗ ПЭП), содержащий пьезоэлемент, установленный на призме, дополнительно снабжен коническими звукопроводящими волноводами, установленными на внешней торцовой поверхности пьезоэлемента под заданным углом к ней, и цилиндрическими съемными звукопоглощающими насадками по числу конических волноводов, в которых с торцовой поверхности выполнены конические полости, размеры конических полостей соответствуют размерам конических волноводов, каждая из насадок конической полостью сопряжена с волноводом, материал насадок выбран из условия распространения в них трансформированных на границе раздела поперечных волн, длина насадки выбирается из соотношения
lmin ≅ L ≅ lmax. где lmin=
lmax=
V скорость звука в материале цилиндрической насадки;
t1 и t2 заранее определенное время появления импульса на экране соответственно от ближайшего и наиболее отдаленного от преобразователя дефекта, а наружные диаметры насадок соответствуют диаметрам эталонных отражателей.
На фиг.1 показан УЗ ПЭП в процессе контроля на изделии; на фиг.2 тест-импульсы на экране дефектоскопа.
Призматический УЗ ПЭП содержит пьезоэлемент 1, призму 2, конические волноводы 3 и 4 (показано по одному конусному волноводу), цилиндрическую съемную звукопоглощающую насадку 5 длиной LL и диаметром D1, цилиндрические насадки 6 длиной Lt и диаметром D2 (показано по одной насадке). На фиг.1 показаны контролируемое изделие 7 и дефекты 8 и 9.
На фиг. 2 показаны зондирующий сигнал 10, эхо-сигнал 5' от отражателя, эхо-сигнал 6' от отражателя, эхо-сигнал 8' от дефекта 8, эхо-сигнал 9' от дефекта 9.
Длину насадок 5 и 6 выбирают так, чтобы в процессе контроля эхо-сигналы 5'и 6' располагались по краям зоны автоматической сигнализации дефекта (АСД) 1 для дефекта 8, диаметры D1 и D2 должны соответствовать диаметру, соответствующему минимально выявленному дефекту для зоны АСД I, длина и диаметр неуказанных насадок для зоны АСД II дефекта 9 обозначены тест-сигналами 11 и 12.
Призматический УЗ ПЭП работает следующим образом.
Преобразователь помещают на контролируемое изделие 7, производят поиск дефектов. Находят минимально выявленный дефект. Устанавливают при помощи контактной смазки насадки 5 и 6 длиной LL и Lt. При этом диаметры насадок D1 и D2 соответствуют по отражательной способности отражению от минимального выявляемого дефекта 8 в ближней и дальней зонах. Путем сравнения на экране дефектоскопа амплитуд тест-сигналов и сигналов от дефектов судят о размерах дефектов и о качестве изделия.
При необходимости при помощи дополнительных насадок формируют соответствующие зоны контроля для дефекта 9.
Формула изобретения: ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьезоэлемент, установленный на призме, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности ультразвукового контроля, он снабжен коническими звукопоглощающими волноводами, установленными на внешней торцевой поверхности пьезоэлемента под заданным углом к ней, и цилиндрическими съемными звукопоглощающими насадками по числу конических волноводов, в которых с торцевой поверхности выполнены конические полости, размеры конических полостей соответствуют размерам конических волноводов, каждая из насадок конической полостью сопряжена с волноводом, метариал насадок выбран из условия распространения в них трансформированных на границе раздела поперечных волн, а длина насадки выбирается из соотношения
lmin ≅ L ≅ lmax,
где lmin = vt1/2,
lmax = vt2/2,
где v - скорость звука в материале цилиндрической насадки;
t1 и t2 - заранее определенное время появления на экране соответственно ближайшего и наиболее отдаленного от преобразователя дефекта,
а наружные диаметры насадок соответствуют диаметрам эталонных отражателей.