Искатель к дефектоскопу Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушаюшему контролю и может быть использовано при контроле слоистых материалов и изделий.

Известна искательная головка к дефектоскопу, содержащая ультразвуковой пьезопреобразрватель,установленный с возможностью вращения вокруг своей оси протектор, закрепленный по периметру пьезопрё образователя, и электромагнитную антенну, которая размещена над пьезопреобразователем Щ . ,

Недостатками этой искательной головки являются значительные дифрационные потери энергии электромагнитных волн в пьезокерамике и невозможность проведения непрерывного контроля при наличии на поверхности изделия конструктивных элементов (кронштейнов, наплывов и т.п.) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является искатель к дефектоскопу, содержащий излучающую и приемную головки, каждая из ко торых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной 2 .

Недостатком данного искателя является невозможность контроля сложных полимерных композиций, а также изделий, имеющих на поверхности конструктивные выступы и технологические неровности, которые нарушают акустический контакт.Кроме Того, такой искатель обладает низкой чувствительностью. Обусловленной влиянием на электромагнитную антенну согласующего слоя, расположенного между антенной и изделием.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет осуществления бесконтактногр контроля и повышение чувствительности искателя.

Поставленная цель достигается тем, что в искателе к дефектоскопу, содержащем излучающую и приемные головки, каждая из которых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной, каждая головка снабжена звукорадиопрозрачной мембраной, установленной в основании корпуса, и второй электромагнитной- антенной, отделенной JDT первой поглощающей нагрузкой, антенны расположены между звукорадиопрозрачной мембраной и согласующим слоем перпендикулярно оси пъезопреобразователя, согласующий слой

выполнен четвертьволновым, а мембрана - в виде дифракционной решетки.

На чертеже изображена схема искателя в составе комбинированного дефектоскопа.

Схема содержит источник 1 питания с подключенными к нему генератором 2 возбуждения ультразвуковых колебаний и генераторами 3 и 4 возбуждения электромагнитных колебаний, аттенюаторы 5 и б, излучающую и приемную головки, которые состоят соответственно из корпусов 7 и 8, пьезопреобразователей 9 и 10, 5 согласующих четвертьволновых слоев 11 и 12, передающих электромагнитных антенн 13 и 14,приемных электромагнитных антенн 15 и 16,поглощающих нагрузок 17 и 18 мембран, выполQ ненных в виде дифракционных решеток 19 и 20, а также усилители 21 и 22 и регистрирующий прибор 23. Устройство работает следующим образом.

5 Генератором 2 возбуждаются ультразвуковые колебания в пьезопреобразователе 9, а генератором 3 через аттенюатор 5 - электромагнитные колебания в передающей антенне 13. Ультразвуковые сигналы, излучаемые пьезопреобразователем 9, через согласующий четвертьволновый слой 11, дифракционную решетку 19 и воздушный промежуток вводятся нормально в изделие 24. Дифракционная решетка повышает эффективность ультразвукового преобразователя и одновременно формирует электромагнитный волновой пучок, направленный под углом к поверхности изделия.

0 . Угол ввода электромагнитного пучка зависит от параметров дифракционной решетки (периода, ширины щелей), которые рассчитываются на определенную глубину контроля. В общем случае, когда требуется проводить зондирование по всей толщине слоя, частота генератора электромагнитных колебаний непрерывно изменяется в полосе, обеспечивающей отклонение g луча в заданных пределах.

Отраженный от дефектов и модулированные ими электромагнитный пучок принимается дифракционной решеткой 19, преобразуется в антенне 15 в электрический сигнал, который через усилитель 22 поступает на регистрирующий прибор 23, Для развязки передающей и приемной антенн друг от друга между ними введена поглощаю0 цая нагрузка 17, Ультразвуковые колебания, прошедшие изделие 24, воздушный промежуток, дифракционную решетку 20, четвертьволновой слой 12; принимаются с помощью пьезопре. образователч 10 и через усилитель

21 поступают на регистрирующий прибор 23. Для контроля изделия с обратной стороны в приемной головке может быть использован электромагнитный канал, включающий источник Г питания, генератор 4 электромагнитных колебаний, аттенюатор б, передающую антенну 14, дифракционную решетку 20/ приемную антенну 16, усилитель 22 и регистрирующий прибор 23.

Если в контролируемом изделии отсутствуют дефекты (инородные включения, расслоения и т.п.), то интенсивность и фаза прошедшего через изделие УЗ-сигнала и отраженного электромагнитного сигнала неизменны.

Неоднородности материала изменяют эти параметры. Глубина залегания дефектов определяется по значению частоты генератора, cooTBeTCTByщему экстремуму принятого электромагнитного сигнала.

В ряде случаев в зависимости от типа контролируемой композиции и поставленной задачи возможны и другие варианты использования искателя.

Например, в одной из головок используется только УЗ-канал, электромагнитный отключен.

Или УЗ и электромагнитный каналы искателя работают в теневом режиме, при этом передающая антенна однойголовки действует в паре с приемной антенной другой головки.

Таким образом, наличие в искателе согласующего четверть-волнового слоя и звукорадиопрозрачноП мембраны, выполненной в виде дифракционной решетки, позволяет осуществить ввод-прием ультразвука бесконтактным способом, что исключает зависимость результатов дефектоскопии от качества акустического контакта и значительно расширяет применяемость искателя за счет возможности контроля изделий, имеющих на поверхности конструктивные выступы и технологические неровности.

Совмещение функций мембраны УЗ бесконтактного преобразователя и дифракционной решетки электромагнитных антенн в одном элементе искателя позволяет повысить и чувствительност электромагнитного канала за счет исключения промежуточных импедансных слоев между антеннами и изделием, рассеивающих электромагнитное излучение.

Введение в приемную и излу ающую головки второй электромагнитной антены и расположение антенн перпендикулярно оси пьезопреобразовахеля под согласующим слоем позволяет реализовать зеркально-теневой метод электромагнитного контроля безизменений в расположении головок и тем самым определять глубину залегания дефектов.

ИСКАТЕЛЬ К ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащий излучающую и приемную головки, каждая из которых содержит корпус с установленными в нем пьезопреобразователем с согласующим слоем из звукорадиопрозрачного материала и электромагнитной антенной, отличающи, йся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения чувствительности искателя, каждая головка снабжена звукорадиопрозрачной мембраной, установленной в основании корпуса, и второй электромагнитной антенной, отделенной от первой поглощающей нагрузкой , антенны расположены между звукорадиопрозрачной мембраной и согласующим слоем перпендикулярно оси пьезопреобразователя, согласующий слой вьтолнен четвертьволновым, а мембрана - в виде дифракционной решетки. (Л :i :$ ; S KSS8S jMK со м