РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ Российский патент 1994 года по МПК G01N29/24 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля изделий из различных материалов, а также послойного контроля с определением типа дефекта.

Известен раздельно-совмещенный преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий два пьезоэлемента, две призмы с отверстиями и вставки в виде тел вращения, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности. Призмы выполнены как единое целое, а отверстия в призмах выполнены цилиндрическими [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является раздельно-совмещенный преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий два пьезоэлемента, две призмы со сквозными отверстиями и вставки в виде тел вращения, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности [2].

Недостаток известного преобразователя - невозможность изменения угла ввода и приема ультразвуковых колебаний.

Цель изобретения - создание раздельно-совмещенного преобразователя для ультразвукового контроля, обеспечивающего возможность изменения угла ввода и приема ультразвуковых колебаний.

Поставленная цель достигается за счет того, что раздельно-совмещенный преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий два пьезоэлемента, две призмы со сквозными отверстиями и вставки в виде тел вращения, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности, снабжен механизмом осевого смещения вставок в отверстиях. Отверстия в призмах выполнены с общей осью и имеют коническую форму с увеличением диаметра в направлении ближайших боковых поверхностей призм. Вставки выполнены с возможностью поворота относительно оси отверстий и перемещения вдоль последних. Механизм осевого смещения вставок в отверстиях размещен между большим основанием вставок. Пьезоэлементы размещены внутри вставок. Механизм осевого смещения вставок в отверстиях выполнен в виде пружины, сжатой вставками. Выполнение отверстий в призмах с общей осью конической формы с увеличением диаметра в направлении ближайших боковых поверхностей призм, выполнение вставок с возможностью поворота относительно оси отверстий и перемещения вдоль последних, размещение пьезоэлементов внутри вставок и наличие в преобразователе механизма осевого смещения вставок в отверстиях, который размещен между большими основаниями вставок, обеспечивают возможность изменения углов ввода и приема ультразвуковых колебаний путем вдавливания каждой вставки вовнутрь преобразователя и поворота ее на требуемый угол.

На чертеже изображен вариант раздельно-совмещенного преобразователя для ультразвукового контроля, разрез.

Преобразователь содержит две размещенные с зазором и соединенные стяжкой 1 идентичные призмы 2 и 3, размещенные с зазором между боковыми поверхностями и имеющие сквозные отверстия конической формы, выполненные с общей осью ОО^l, перпендикулярной плоскости симметрии преобразователя, с диаметрами, увеличивающимися в направлении ближайших одна к другой боковых поверхностей призм, т. е. в направлении плоскости симметрии MN преобразователя, вставки 4 и 5 в виде усеченных конусов, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности, механизм осевого смещения вставок в отверстиях, выполненный в виде пружины 6, которая зажата между большими основаниями конусных вставок, для чего в больших основаниях вставок выполнены цилиндрические отверстия, в которые вставлены втулки 7 и 8, и излучающий и приемный пьезоэлементы 9 и 10, размещенные во вставках, симметрично относительно плоскости симметрии MN. На внешних боковых поверхностях 11 и 12 призм 2 и 3 вокруг отверстий нанесены шкалы углов наклона пьезоэлементов, а на меньших основаниях конусных вставок - индекс. Вставка и призмы могут быть выполнены как из одного материала, так и из разных материалов. В последнем случае желательно, чтобы выбор материалов и вставок производился из условия уменьшения потерь при прохождении ультразвуковыми колебаниями границ раздела сред.

Условие идентичности призм и их симметричности относительно плоскости MN не является обязательным, так же как и наличие зазора между призмами. Между последними может быть размещен акустический экран с отверстием вдоль оси ОО^l вставок, через которое проходит пружина. Вставки могут быть выполнены короче, чтобы в статическом состоянии между ними и экраном образовались зазоры.

Рабочая поверхность призм может быть плоской, а может быть выполнена по форме контролируемого изделия и сопрягаться с контактной поверхностью. Механизм осевого смещения вставок может быть выполнен в виде двух идентичных магнитов, встроенных во вставки со стороны больших их оснований симметрично относительно плоскости симметрии преобразователя и ориентированных одноименными полюсами навстречу.

Преобразователь работает следующим образом.

В процессе контроля излучающий пьезоэлемент 9 излучает через вставку 4 и призму 2 в контролируемое изделие (не показано) ультразвуковые колебания и принимает приемным пьезоэлементом 10 отраженные от дефекта сигналы, прошедшие через призму 3 и вставку 5. Для изменения углов ввода пьезоэлементов 9 и 10, нажимая на меньшее основание соответствующей из вставок 4 и 5 и сжимая пружину 6, перемещают вставку вдоль общей оси в направлении плоскости симметрии MN преобразователя, и поворачивают ее относительно оси ОО^l, устанавливая требуемый угол по шкале углов на внешних боковых поверхностях призм. Прекращают нажимать на меньшее основание вставки, и за счет разжатия пружины вставка смещается вдоль оси в обратном направлении и фиксируется при выбранном значении угла.

Таким образом, предложенный раздельно-совмещенный преобразователь для ультразвукового контроля позволяет изменять углы ввода и приема ультразвуковых сигналов.

Использование: для ультразвукового контроля изделий из различных материалов. Сущность изобретения: раздельно-совмещенный преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий два пьезоэлемента, две призмы со сквозными отверстиями и вставки в виде тел вращения, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности, снабжен механизмом осевого смещения вставок в отверстиях. Отверстия в призмах выполнены с общей осью и имеют коническую форму с увеличением диаметра в направлении ближайших боковых поверхностей призм. Вставки выполнены с возможностью поворота относительно оси отверстий и перемещения вдоль последних. Механизм осевого смещения вставок в отверстиях размещен между большими основателями вставок. Пьезоэлементы размещены внутри вставок. Механизм осевого смещения вставок может быть выполнен в виде сжатой вставками пружины, что позволит изменить углы ввода и приема преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащий два пьезоэлемента, две призмы со сквозными отверстиями и вставки в виде тел вращения, размещенные в отверстиях и сопряженные с ними по боковой поверхности, отличающийся тем, что снабжен механизмом осевого перемещения вставок отверстия в призмах выполнены с общей осью и имеют коническую форму с увеличением диаметра в направлении ближайших одна к другой боковых поверхностей призм, вставки выполнены с возможностью поворота относительно оси отверстий и перемещения вдоль последних, механизм осевого смещения вставок в отверстиях размещен между большими основаниями вставок, а пьезоэлементы размещены внутри вставок. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что механизм осевого смещения вставок в отверстиях выполнен в виде пружины, сжатой вставками.