ДЕФЕКТОСКОП Российский патент 2009 года по МПК G01N21/88 G01B11/30 

Изобретение относится к области исследования материалов - дефектоскопии, в частности к устройствам для обнаружения поверхностных дефектов деталей в виде несплошности материала, например трещин с помощью оптических средств.

В дефектоскопии известен переносной магнитный дефектоскоп ПМД-70, имеющий электромагнитный соленоид, блок управления, импульсный блок и блок питания [1].

Недостатком данного дефектоскопа является узость эксплуатационных возможностей из-за применения его только для обследования деталей из магнитных материалов.

Наиболее близким техническим решением является дефектоскоп для контроля тонкостенных изделий на наличие дефектов, состоящий из излучателя, двух фотоприемников, аппаратуры управления излучателем и приемниками. На поверхность контролируемого изделия направляют сфокусированный поток инфракрасного излучения от высокоинтенсивного излучателя, например лазера, который нагревает участок изделия с небольшой площадью пятна. Два приемника излучения сравнивают величину теплового потока от нагретой поверхности и отраженное инфракрасное излучение, получая действительный сигнал от дефекта [2].

Недостатком такого дефектоскопа является использование его только для тонкостенных конструкций, работа в инфракрасном диапазоне излучения, а также его громоздкость.

Задачей изобретения является расширение области применения, использование любых диапазонов излучения, упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров устройства.

Технический результат изобретения достигается тем, что в дефектоскопе, содержащем излучатель электромагнитных волн и фотоприемник отраженного сигнала, в качестве излучателя электромагнитных волн используют лазер, имеющий видимый диапазон электромагнитных волн со слабой интенсивностью, в качестве фотоприемника отраженного от поверхности контролируемой детали сигнала используется фотодиод, усилитель этого сигнала, компаратор, формирующий сигнал «дефект» в виде короткого одиночного импульса, когда падающий от лазера луч падает на дефект на поверхности контролируемой детали, ждущий мультивибратор, преобразующий короткий одиночный импульс в импульс значительной длительности, достаточной для восприятия органами зрения и слуха оператора, световой индикатор, включающийся от сигнала «дефект», устройство для перемещения контролируемой детали, причем сформированный в фотоприемнике отраженным от поверхности контролируемой детали излучением сигнал поступает в усилитель, а с усилителя в компаратор, затем с компаратора на ждущий мультивибратор, с него на световой индикатор и одновременно звуковой генератор и далее - на звуковой преобразователь, при этом контролируемая деталь приводится в движение устройством для перемещения таким образом, чтобы фокус падающего от лазера луча оставался на поверхности контролируемой детали.

На поверхность контролируемой детали падает сфокусированный поток излучения от любого источника, например от лазера. При этом обеспечивают относительное движение исследуемой детали и источника излучения для сканирования поверхности детали. Контролируемая поверхность поглощает часть энергии падающего потока, а оставшуюся часть отражает, фотоэлектрический приемник регистрирует величину отраженного потока в виде незначительно меняющегося сигнала, например электрического напряжения или тока. В месте дефекта, например трещины, отраженный поток резко уменьшается и приемник фиксирует «всплеск» падения величины отраженного сигнала.

На фиг.1 приведена схема обнаружения поверхностных дефектов деталей в виде несплошности материалов; на фиг.2 - изменение величины сигнала, отраженного от поверхности детали; на фиг.3 - структурная схема дефектоскопа.

Поверхность контролируемой детали имеет определенную шероховатость, падающий луч сфокусирован на этой поверхности, отраженный сигнал или его часть по величине будет незначительно колебаться около какой-то средней величины, фиг.2. При попадании падающего луча на дефект, например трещину, величина отраженного сигнала резко уменьшается и появляется так называемый «всплеск».

Дефектоскоп, фиг.3, содержит излучатель электромагнитных волн - лазер 1 с фокусирующим устройством, фотоприемник 2, усилитель сигнала 3, компаратор 4, ждущий мультивибратор 5, световой индикатор 6, проверяемая деталь 7 с поворотным устройством 8, звуковой генератор 9 и звуковой преобразователь 10.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Лазер 1 образует падающий луч и направляет его на поверхность контролируемой детали 7 под любым произвольным углом. Падающий луч фокусируется на поверхности детали 7, которая приводится в движение специальным устройством 8 таким образом, чтобы фокус падающего луча оставался на поверхности детали. В данном случае, в качестве примера, рассматривается вариант, когда излучатель 1 неподвижен, а деталь перемещается относительно его. Во многих случаях целесообразно перемещать излучатель относительно детали, например при контроле детали на эксплуатируемой технике без ее разборки.

Часть энергии падающего луча поглощается материалом детали, а часть отражается. Отраженный от детали 7 луч попадает в фотоприемник 2, (фотодиод), где под его воздействием возникает напряжение и появляется электрический ток: чем больше по интенсивности отраженный световой поток, тем будет выше напряжение в фотоприемнике и больше величина электрического тока. С фотоприемника 2 сигнал подается в усилитель 3 и далее усиленный сигнал попадает в компаратор 4. Если нет дефекта на пути падающего луча, то с усилителя 3 поступает сигнал примерно одинакового уровня, на который компаратор не реагирует. При попадании луча на дефект отраженный сигнал резко уменьшается по величине и появляется «всплеск». С выхода усилителя 3 измененный сигнал поступает на компаратор 4, где формируется сигнал «дефект» в виде короткого одиночного импульса, который поступает в ждущий мультивибратор 5 и преобразуется в нем в импульс значительной длительности, достаточной для восприятия органами зрения и слуха оператора. Импульс поступает на световой индикатор 6, преобразующий его в световой сигнал, и одновременно на звуковой генератор 9 и далее на звуковой преобразователь 10.

Использование изобретения позволяет расширить номенклатуру проверяемых деталей, улучшает условия работы и повышает производительность труда, дает возможность создания малогабаритного устройства для использования его в полевых условиях.

Источники информации

1. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники. / Под ред. П.И.Беды - М.: Воениздат, 1978 - с.43, 70, 105.

2. Авторское свидетельство СССР №282722, кл. G01N 21/32.

Изобретение относится к способу обнаружения поверхностных дефектов деталей в виде несплошности материала. Дефектоскоп содержит излучатель электромагнитных волн и фотоприемник отраженного сигнала. В качестве излучателя электромагнитных волн используется лазер, имеющий видимый диапазон электромагнитных волн со слабой интенсивностью. В качестве фотоприемника отраженного от поверхности контролируемой детали сигнала используется фотодиод. Дефектоскоп также содержит усилитель этого сигнала, компаратор, формирующий сигнал «дефект» в виде короткого одиночного импульса, когда падающий от лазера луч падает на дефект на поверхности контролируемой детали, ждущий мультивибратор, преобразующий короткий одиночный импульс в импульс значительной длительности, достаточной для восприятия органами зрения и слуха оператора, световой индикатор, включающийся от сигнала «дефект», и устройство для перемещения контролируемой детали. Причем сформированный в фотоприемнике отраженным от поверхности контролируемой детали излучением сигнал поступает в усилитель, а с усилителя в компаратор. Затем с компаратора на ждущий мультивибратор, с него на световой индикатор и одновременно на звуковой генератор, далее на звуковой преобразователь. При этом контролируемая деталь приводится в движение устройством для перемещения таким образом, чтобы фокус падающего от лазера луча оставался на поверхности контролируемой детали. Технический результат - расширение области применения эксплуатационных возможностей устройства. 3 ил.

Дефектоскоп, содержащий излучатель электромагнитных волн и фотоприемник отраженного сигнала, отличающийся тем, что в качестве излучателя электромагнитных волн используется лазер, имеющий видимый диапазон электромагнитных волн со слабой интенсивностью, в качестве фотоприемника отраженного от поверхности контролируемой детали сигнала используется фотодиод, а также содержащий усилитель этого сигнала, компаратор, формирующий сигнал «дефект» в виде короткого одиночного импульса, когда падающий от лазера луч падает на дефект на поверхности контролируемой детали, ждущий мультивибратор, преобразующий короткий одиночный импульс в импульс значительной длительности, достаточной для восприятия органами зрения и слуха оператора, световой индикатор, включающийся от сигнала «дефект», устройство для перемещения контролируемой детали, причем сформированный в фотоприемнике отраженным от поверхности контролируемой детали излучением сигнал поступает в усилитель, а с усилителя - в компаратор, затем с компаратора на ждущий мультивибратор, с него - на световой индикатор и, одновременно на звуковой генератор, далее - на звуковой преобразователь, при этом контролируемая деталь приводится в движение устройством для перемещения таким образом, чтобы фокус падающего от лазера луча оставался на поверхности контролируемой детали.