Регулируемый совмещённый преобразователь импедансного дефектоскопа Российский патент 2018 года по МПК G01N29/09 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для акустического импедансного метода неразрушающего контроля многослойных материалов и изделий.

Известен «Преобразователь импедансного дефектоскопа» (А.С. SU №868571, МПК: G01N 29/04), содержащий параллельные друг другу излучающий и приемный вибраторы, каждый из которых включает в себя не менее одного пьезоэлемента и пассивную накладку с контактным наконечником. Пассивные накладки обоих вибраторов выполнены с обращенными друг к другу изогнутыми концами, а контактные наконечники закреплены на рабочих торцах накладок и сдвинуты к оси преобразователя.

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая чувствительность, потому что вибраторы являются сплошными штоками с неизменяемой частотой собственных колебаний и неизменяемой жесткостью воздействия на контролируемый объект, которые нельзя подстраивать под свойства контролируемого объекта, с целью более эффективного выявления изменений его упругости.

Известно А.С. SU №1226296 «Импедансный способ дефектоскопии изделий». МПК: G01N 29/04 с описанным в нем устройством, взятый за прототип.

Устройство содержит совмещенный преобразователь с излучающим и приемным пьезоэлементами, питаемый от источника постоянного тока генератор импульсов, состоящий из резистора, тиристора и емкости пьезоэлемента, и электронный блок, с помощью которого осуществляют обработку сигнала с приемного пьезоэлемента. Преобразователь контактирует с контролируемым объектом.

Недостатком прототипа является недостаточно высокая чувствительность, потому что вибраторы являются сплошными штоками с неизменяемой частотой собственных колебаний и неизменяемой жесткостью воздействия на контролируемый объект, которые нельзя подстраивать под свойства контролируемого объекта, с целью более эффективного выявления изменений его упругости.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении чувствительности процесса дефектоскопии композитных материалов и обеспечении возможности быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, и управления затяжкой регулировочного винта с гайкой.

Поставленная задача достигается тем, что регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа, содержит корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент. Дополнительно корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей- верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой. А также верхняя часть штока и нижняя часть штока жестко соединены с излучающим и приемным пьезоэлементами. Корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - основной вид регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в разрезе;

на фиг. 2 - вид слева регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в разрезе.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа состоит из корпуса 1, в котором расположен шток с контактным элементом 2. Шток разделен на две части - верхнюю 3 и нижнюю 4. Излучающий пьезоэлемент 5 с уравновешивающей массой 6 расположен над верхней частью штока.

Приемный пьезоэлемент 7 расположен в нижней части штока 4. Верхняя часть штока 3 и нижняя часть штока 4 жестко соединены с излучающим 5 и приемным 7 пьезоэлементами и соединены между собой двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин 8, с установленной между ними прослойкой 9, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом 10 с гайкой 11. В корпусе регулируемого совмещенного преобразователя 1 выполнены два боковых окна 12, служащие для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин 8, так и упругих блоков, а также для управления затяжкой регулировочного винта 10 с гайкой 11.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа работает следующим образом:

Для повышении чувствительности регулируемого совмещенного преобразователя импедансного дефектоскопа в процессе дефектоскопии контролируемых объектов, состоящих из композитных материалов, надо разделить шток совмещенного преобразователя на две части так, чтобы излучающий 5 и приемный 7 пьезоэлементы оказались в разных частях, и получить возможность в процессе работы оперативно соединять эти части упругой связью с любой, заданной жесткостью, которая позволяет подобрать оптимальные значения частот колебаний и усилий для контроля упругости контролируемого объекта. Излучающий пьезоэлемент 5 преобразует электрические колебания в механические в заданном диапазоне частот. Заданный диапазон выбирают широким, так чтобы в него попадала частота колебаний, оптимальных для проведения дефектоскопии контролируемого объекта. Далее через боковые окна 12 в корпусе регулируемого совмещенного преобразователя 1 к верхней 3 и нижней 4 частям штока жестко крепят с обеих сторон одинаковые упругие блоки, состоящие из гибких изогнутых пластин 8, при этом количество гибких изогнутых пластин подбирают экспериментально так, чтобы обеспечить максимальную чувствительность дефектоскопа. Таким образом, осуществляют дискретную адаптацию настроек дефектоскопа. Далее осуществляют более точную настройку затяжкой регулировочного винта 10 с гайкой 11. В итоге установленная жесткость соединения обеих частей штока - верхней 3 и нижней 4 - обеспечивает максимальную амплитуду колебаний на оптимальной для контроля данного материала частоте при «мягком» воздействии на контролируемый объект, которое не возбуждает помех. Это обеспечивает максимальную чувствительность процесса дефектоскопии.

Эффективность заявленного регулируемого преобразователя заключается в повышении чувствительности процесса дефектоскопии объектов из композитных материалов.

Использование: для акустического импедансного метода неразрушающего контроля многослойных материалов и изделий. Сущность изобретения заключается в том, что регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа содержит корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент. Дополнительно корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей - верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой. А также верхняя часть штока и нижняя часть штока жестко соединены с излучающим и приемным пьезоэлементами. Корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков. Технический результат: повышение чувствительности процесса дефектоскопии композитных материалов и обеспечение возможности быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, а также обеспечение возможности управления затяжкой регулировочного винта с гайкой. 2 ил.

Регулируемый совмещенный преобразователь импедансного дефектоскопа, содержащий корпус регулируемого совмещенного преобразователя, контактный элемент, контактирующий с контролируемым объектом, излучающий пьезоэлемент с уравновешивающей массой и приемный пьезоэлемент, отличающийся тем, что корпус совмещенного преобразователя снабжен штоком, изготовленным из двух частей - верхней и нижней, жестко соединенных двумя упругими блоками, состоящими из гибких изогнутых пластин, с установленной между ними прослойкой, соединенных с возможностью регулирования регулировочным винтом с гайкой, а также жестко соединенных с излучающим и приемным пьезоэлементами, а корпус совмещенного преобразователя выполнен с двумя боковыми окнами, служащими для быстрой замены как отдельных гибких изогнутых пластин, так и упругих блоков, а также для управления затяжкой регулировочного винта с гайкой.