УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области ультразвукового контроля вращающихся тел: роторов, турбин, валов и т.д.

Известно устройство, реализующее способ обнаружения дефекта на поверхности вращающегося изделия, имеющего круглое поперечное сечение и находящегося в ванне с иммерсионной жидкостью, с помощью зонда, предназначенного для излучения ультразвуковых колебаний и расположенного таким образом, что ультразвуковые волны падают на поверхность изделия под критическим углом. Далее отраженная от дефекта волна регистрируется приемным преобразователем (см. патент США N 5005417, кл. G 01 N 29/04, Изобретения стран мира, вып. 84, 1992, N 20).

Описанное решение имеет ряд недостатков, во-первых, возможен контроль изделий только круглого поперечного сечения, во-вторых, контроль осуществляется только поверхностными волнами и, в-третьих, ограничен диапазон изменения скорости вращения изделия, обусловленный погружением изделия в жидкость.

Наиболее близким по сути к предполагаемому изобретению является решение, приведенное в способе ультразвуковой дефектоскопии вращающихся деталей. Возбуждение ультразвуковых колебаний осуществляется бесконтактным оптическим методом, а прием - с помощью автономного преобразователя ультразвуковых колебаний, закрепленного на детали и связанного с регистрирующей аппаратурой посредством оптоэлектронной пары (см. положительное решение по заявке N 95101322(002712) от 18.03.96).

Приведенное решение имеет недостаток, обусловленный сложностью конструкции устройства и связанный с необходимостью юстировки и синхронизации по времени возбуждающего ультразвуковые колебания лазерного импульса.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства ультразвукового контроля вращающихся изделий путем исключения из состава устройства узлов наведения, юстировки и синхронизации лазерного импульса. Поставленная цель достигается тем, что излучающие преобразователи ультразвуковых колебаний механически и акустически связаны с изделием и подключены посредством неподвижных электрических щеток и секторного электрода, закрепленного на валу, к генератору электрических сигналов, синхронизованному с вращением вала.

По сравнению с прототипом, излучающие преобразователи ультразвуковых колебаний находятся в постоянном контакте с изделием. При этом отпадает необходимость в приспособлениях наведения, юстировки и синхронизации, что и обеспечивает упрощение конструкции предполагаемого изобретения.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство.

На фиг.2 дана схема подключения излучающих преобразователей к секторному электроду.

На фиг.3 дана схема включения приемных преобразователей.

Устройство содержит: вал 1, передающий вращение изделию 2, излучающие и приемные преобразователи ультразвуковых колебаний 3, 4, механически и акустически связанные с изделием 2; секторный электрод 5 и диэлектрическую втулку 6, закрепленные на валу 1; автономный предусилитель 7, расположенный внутри или снаружи вала 1; оптоэлектронную пару 8, обеспечивающую бесконтактную дистанционную связь предусилителя 7 и регистрирующей аппаратуры 9, неподвижную электрическую щетку 10 (щеток может быть несколько); генератор электрических сигналов 11. Электрод 5 диэлектрическими прокладками 12 разделен на сектора 13. Генератор 11 синхронизирован с вращением вала таким образом, чтобы при движении щетки 10 по электроду 5 на каждый сектор 13 электрода 5 подавалось определенное число N электрических сигналов (N выбирают в зависимости от скорости вращения вала, N ≥ 1). Количество секторов 13 электрода 5 N (N ≥ 1) выбирают в зависимости от условий и требований контроля. Приемные и излучающие преобразователи 3, 4 ультразвуковых колебаний располагают на изделии таким образом, чтобы обеспечить требуемый объем и качество контроля. Преобразователи 4 и предусилитель 7 образуют автономные приемные преобразователи ультразвуковых колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы генератора 11 через неподвижную электрическую щетку 10 синхронно с вращением вала 1 последовательно поступают на каждый из излучающих преобразователей ультразвуковых колебаний 3. Ультразвуковые колебания, распространяясь по изделию 2, регистрируются приемными преобразователями ультразвуковых колебаний 4. С преобразователей 4 электрические сигналы поступают в автономный предусилитель 7 и оптоэлектронной парой 8 передаются в регистрирующую аппаратуру 9. Регистрирующая аппаратура 9, анализируя параметры ультразвуковых сигналов, определяет качество изделия и фиксирует результаты контроля.

Устройство ультразвукового контроля вращающихся изделий предназначено для ультразвукового контроля вращающихся тел: роторов, турбин, валов и т.д. Сущность изобретения: устройство содержит вал, передающий вращение изделию, излучающие и приемные преобразователи ультразвуковых колебаний, механически и акустически связанные с изделием, секторный электрод и диэлектрическую втулку, закрепленные на валу, автономный предусилитель, расположенный внутри или снаружи вала, оптоэлектронную пару, обеспечивающую бесконтактную дистанционную связь предусилителя и регистрирующей аппаратуры, неподвижную щетку, генератор электрических сигналов, синхронизированный с вращением вала. Электрод диэлектрическими прокладками разделен на сектора. Излучающие преобразователи ультразвуковых колебаний находятся в постоянном контакте с изделием, при этом отпадает необходимость в приспособлениях наведения, юстировки и синхронизации. 3 ил.

Устройство ультразвукового контроля вращающихся изделий, содержащее вал, закрепленные на изделии автономные приемные преобразователи ультразвуковых колебаний, оптоэлектронную пару и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что излучающие преобразователи ультразвуковых колебаний механически и акустически связаны с изделием и подключены посредством неподвижных электрических щеток и секторного электрода, закрепленного на валу, к генератору электрических сигналов.