Акустический импедансный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества клеевых, паяных и сварных соединений тонкостенных обшивок с внутренними элементами конструкций.

Цель изобретения - повьппение чувствительности и производительности контроля путем выполнения приемного преобразователя в виде двух пьезо- злементов, установленных под равными углами к оси звукопроводящих стержней.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схема сил последнего.

, Акустический импедансный преобразователь содержит два расположенных на одной оси (не показано) звукопроводящих стержня 1 и 2, два установлен ных между ними излучающих преобразователя 3 и 4 и закрепленные на концах звукопроводящих стержней 1 и 2 приемный с контактным наконечником 5 и компенсационный с инерционной массой 6 преобразователи 7 и 8. Приемный преобразователь 7 выполнен в виде двух пьезоэлементов 9 и 10, установленных под равными углами в пределах от 9 до 8 к оси звукопроводящих стержней.

Предусмотрено параллельное соединение через корректирующие сопротивления 11 и 12 пьезоэлементов 9 и 10.

Предусмотрена установка вставки 13 между контактным наконечником 5, контактирующим с контактируемым изделием (не обозначено). и пьезоэлементами 9 и 10, позволяющая проводить замену наконечника 5 по мере его износа.

Устройство работает следующим образом.

От излучающих преобразователей 3 и 4 упругие колебания проходят через звукопроводящие стержни 1 и 2, приемный 7 и компенсационный 8 преобразователи, вставку 13 и контактный наконечник 5. При перемещении по контролируемому изделию (не обозначено) позникают упругие колебания за счет сил нормального давления F,, , „, и сил трения FTP ; , (фиг. 2). При автоматизированном контроле с построчным сканированием сигнала трения по абсолютной величине постоянна при сканировании в одну сторону и может менять свою величину при изменении направления сканирования. Указанная сила трения зависит от чистоты контролируемой поверхности, а направление ее меняется на противоположное при изменении направления сканирования. Вследствие этого возбуждающая сила Ер, FP, , являющаяся векторной суммой сил нормального давления FK, FK,, излучающих преобразователей 3 и 4 и сил трения F , F ,

также изменяет свое направление.

Для получения максимального напряжения на пьезоэлементах 9 и 10 необходимо, чтобы сила реакции F была направлена перпендикулярно к

поверхности контролируемого изделия.

Можно показать на основе математических зависимостей для коэффициента f трения и угла cf наклона пьезоэлеентов 9 и 10, вид которых

f-l.,

где - сила трения;

FH - сила нормального давления;

(f - arctg f,

что при коэффициенте f трения сапфирового контактного наконечника 5 от 0,06 до 0,2 угол наклона пьезоэлементов 9 и 10 составляет от 3 до 8 к оси звукопроводящих стержней 1 и 2.

При сбалансированных массах контактного наконечника 5 и инерционной массе 6 напряжение между приемным 7

и компенсационным 8 преобразователям равно нулю. При контроле напряжение разбаланса определяется степенью дефектности контролируемого изделия.

40

Формула изобретения

Акустический импедансный преобразователь, содержаЕций два расположенных на одной оси звукопроводящих

стержня, установленньк между ними два излучающих преобразователя и закрепленные на концах звукопроводящих стержней приемный с контактным наконечником и компенсационный с инерционной массой преобразователи, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности и производительности контроля, приемный преобразователь вьтолнен в виде двух

пьезоэлементов, установленных под равными углами в пределах от 3 до 8 к оси звукопроводящих стержней.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества клеевых, паяных и сварных соединений тонкостенных обшивок с внутренними элементами конструкций. Целью изобретения является повышение чувствительности и производительности контроля путем выполнения приемного преобразователя в виде двух пьезоэлементов, установленных под равными углами к оси звукопроводящих стержней. В акустическом импедансном преобразователе от излучающих преобразователей упругие колебания проходят через звукопроводящие стержни, приемный и компенсационный преобразователи, вставку и контактный наконечник. При перемещении по контролируемому изделию возникают упругие колебания за счет сил нормального давления F«, и сил трения F , . Для получения максимального напряжения на пьезо- элементах последние ориентируют под 1 о углом 3-8 к оси звукопроводящих стержней (при использовании сапфирового контактного наконечника). При сбалансированных массах контактного наконечника и инерционной массе напряжение между приемным и компенсаци- онньгм преобразователями равно нулю. При контроле напряжения разбаланса определяется степенью дефектности контролируемого изделия. 2 ил. ё (Л 1чЭ ел 1с ч Is9 сл

Редактор О. Бугир

Составитель С. Рыжакова

Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман

Заказ 4618/46

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное