Устройство к ультразвуковому дефектоскопу Советский патент 1983 года по МПК G01N29/04 

2 1

К дефектоскопу

IvD

OD О 4

10

ft

00

Изобретение относится к нераррушающему контролю и может быть исполэовано для дефектоскопии материалов и изделий в различных отраслях промышленности .

Известен ультразвуковой преобразователь, включакяций секционированный пьезоэлемент с кольцевыми электрода, протектор и демпфер fl.

Недостаток устройства - малый дипазон изменения глубины зоны максимальной чувствительности, обусловленный ограниченностью полосы пропускания устройства, а также нестабильность его характеристик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство к ультразвуковому дефектоскопу, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полволновой пластины со сплошными электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу, источник постоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника постоянного напржения к указанному электроду 21Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость при контроле изделий сложной формы, обусловленная наличием акустических сигналов не только из конт,ролируемой зоны, но и из других зон изделия.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при контроле изделий сложной формы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство к ультразвуковому дефектоскопу, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины с электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу, первый источник.постоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника постоянного напряжения к указанному электроду, снабжено вторым источником постоянного напряжения, амплитуда которого равна, а фаза противоположна соответственно ампли;туде и фазе первого источника постоянного напряжения, электрод, слу жащий для подключения к дефектоскопу, выполнен секционированным, а в пластине между секциями электродов выполнены канавки.

На чертеже представлена схема усройства.

Устройство к ультразвуковому деФектоскстпу содержит ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины 1 со сплошным электродом 2 и секционированным электродом, состоящим из дискового электрода 3 и кольцевых

электродов 4, канавки 5, выполненные в пластине 1 между дисковым 3 и кольцевыми 4 электродами, протектор б, демпфер 7, соединенные с дисковым 3 и .кольцевыми 4 электродами, разделительные фильтры 8, выходы которых предназначены для подключения к дефектоскопу, коммутатор,9, заградительные фильтры 10 и источники 11 и 12 постоянного напряжения,

соединенные через фильтры 10 и коммутатор 9 с дисковым 3 и кольцевыми 4 электродами.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии внешнего электрического поля параэлектрическая полуволновая пластина 1 пьезоэффектом не обладает. При приложении к пластине 1 внешнего электрического поля от источников 11 и 12 прстоянного напряжения в ней индуцируется пьезоэффект,величина которого зависит от значения внешнего электрического поля и переменного напряжения,

создаваемого генератором дефектоскопа, и параэлектрическая полуволновая пластина излучает в контролируемое изделие упругие колебания или принимает сигналы, отраженные от дефектов, причем за Счет различия постоянных напряжений, прикладываемых к различным зонам пластиныi по знаку данные зоны излучают противофазные .акустические колебания. Наличие канавок 5 в пластине 1

между дисковым 3 и кольцевыми 4 электродами позволяет исключить возбужде- иие паразитных поверхностей волн, а также использовать вектбр поперечной поляризации между этими электродами для возбуждения толщинных колебаний.

Разделительные фильтры 8 препятствуют проникновению постоянных, нап- ; ряжений источников 11 и 12 в при вмнопередающий тракт дефектоскопа.

Заградительные фильтры 10 исключают шунтирование приемно-передающего тракта дефектоскопа внутренними сопротивлениями источников 11 и 12 постоянного напряжения.

Параметры параэлектрической полуволновой пластины рассчитывают исходя из пределов требуемой глубины Ну„4и то зоны контроля по следующим формулам и соотношению:

та

(1)

(2)

win

дг : U5 Наш П-Vi-d H ix- )

f3)

Dy( диаметр параэлектрической полуволновой пластины с электродами,

Н . ,Н - наименьшая и наибольшая min та глубины зоны контроля

соответственноJ

). .- длина волны упругих колебаний в материале контролируемого изделияJ d - диаметр требуемой зоны

прозвучивания на глубине

U k

won г. - радиус дискового электро да/ лг - расстояние между дисковым

и кольцевыми электрода ми.

Устройство позволяет аналогично зональной длиннофокусной пьезоэлектрической пластине изменять глубину зоны максимальной чувствительности при контроле за счет изменения диаметра активной зоны пластины, к электродам которой прикладывают напряжения от источников 11 и 12, количества возбуждаемых противофазно зон и радиуса центрального электрода с помощью коммутатора 9.

Для этого в формулу (1) подстав,ляют значение требуемой глубины зоны контроля и получают диаметр D зоны параэлектрической полуволновой пластины, электроды которой должны

быть подключены к источникам- 11 и 12 постоянного напряжения.

Определяют количество групп т кольцевых электродов, ,в пределах каждой из которых электроды соединены с одним из источников 11 и 12 постоянного напряжения, а сами группы подключены поочередно к разным, источникам по формуле

.--«.-I0

(4)

0,25- D - Н Д.

Ш;

Далее определяют радиусы г„} указанных групп кольцевых электродов

по формуле

. п. П,- п , (5)

5 где п 1,2,...,т.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство обладает большим диапазоном изменения глубины зоны максимальной чувствительности высокой стабиль0ностью его характеристики вследствие того, что приемно-передающий тракт дефектоскопа электрически нагружен на постоянную нагрузку, и ВЫСОКИЙ помехоустойчивостью при

5 контроле изделий сложной формы за счет обеспечения возможности контроля заданной по глубине зоны с максимальной чувсгвительностью.

ч

УСТРОЙСТВО К УЛЬТРАЗВУКОВОМУ ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины с электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу, первый источник постоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника пос тоянного напряжения к указанному электроду, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при контроле изделий сложной формы, оно снабжено вторым источником постоянного напряжения, амплитуда которого равна, а фаза противоположна соответственно алтлитуде и фазе первого источника постоянного напряжения, электрод, служащий для подключения JK Дефектоскопу, выполнен секционированным, а в пластине между секциями электродов выполнены канавки.§