Ультразвуковой излучатель для капиллярной дефектоскопии Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающеку контролю 1C использованием ультразвуковых колебаний, в частности к капиллярней дефектоскопии. Цель изобретения - повьшение надежности контроля и экономичности за счет оптш изации режима подачи дефектоскопического материала к контролируемому участку изделия. На чертеже схематически изображен ультразвуковой излучатель для капил-лярной дефектоскопии. Ультразвуковой излучатель содержи корпус 1, установленный в корпусе 1 электроакустический преобразователь 2 и концентратор-звуковод 3, смонтированный на корпусе 1 и акустически связанный с электроакустическим преобразователем 2, и пакет 4 капилляров. Концентратор-звуковод 3 выполне с осевым каналом 5, в котором установлен пакет 4 капилляров с зазорами 6 и 7 между их торцовыми поверхностями и торцовыми поверхностями концентратора-звуковода 3, а входное и выходное сечения концентратора-звуко провода выбраны из условия увеличени амплитуды колебаний при распростране , НИИ их в концентраторе-звукопроводе в 1-3,5 раза. Зазор 6 между одним .торцом пакета капилляров и торцом концентратора-звукопровода 3, связан ного с электроакустическим преобразо вателем 2, выполнен равным 0,050,07 мм, а зазор между другими торца ми пакета капилляров и концентратора звукопровода 3 - не менее 15-20 мм. Кроме того, излучатель содержит электрические выводы 8 и 9 электроакустического преобразователя 2, кла пан 10 для заливки в корпус 1 жидког дефектоскопического материала, уплот нительное кольцо 11 и контролируемый объект 12. Ультразвуковой излучатель работае следующим образом. Через клапан 10 корпус 1 заполняется жидким дефектоскопическим материалом (например, очищающей жидкость или пенетрантом). При контроле потолочных участков изделия (как показан на чертеже) жидкость по капиллярам 4 не поднимается и не поступает к мест контроля. При обратном положении излучателя (контролируемый .объект 12 внизу, излучатель вверху) жидкость удерживается капиллярными силами и также не поступает к. месту контроля. 1 202 . Переменным напряжением ультразвуковой частоты через выводы 8 и 9 возбуждают ультразвуковые колебания в электроакустическом преобразователе 2 и концентраторе-звукопроводе 3 с амплитудой ЗА или более, где А амплитуда, соответствующая порогу кавитации в дефектоскопической жидкости. При этом возникает ультразвуковой капиллярный эффект, под действием которого жидкость поднимается по пакету 4 капилляров и подается в зазор 7 между контролируемым изделием 12 и излучающей поверхностью концентратора-звукопровода 3, Соотношение входного и выходного сечений концентратора-звукопровода 3 выбрано таким образом, что амплитуды колебаний при распространении их в концентраторе-звукопроводе увеличиваются в1-3,5 раза. Поэтому, если на входе звукопровода-концентратора 3 обеспечивается режим ультразвукового капиллярного эффекта, он заведомо обеспечивается также на выходе волновода и на его излучающей поверхности. За счет ультразвукового капиллярного эффекта рабочая жидкость ( пенетрант или очиЩающий состав) проникает в несплошности и далее реализуется способ капиллярной дефектоскопии. Таким образом, в предлагаемом устройстве жидкость подается к месту контроля только в том случае, если амплитуда колебаний излучающей поверхности обеспечивает режим ультразвукового капиллярного эффекта. При уменьшении расстояния между пакетом 4 и капилляром и электроакустическим излучателем2 результирующее давление, вызывающее прокачивание жидкости через пакет 4 капилляров под действием ультразвука, растет. Однако при слишком малых зазорах растет гидродинамическое сопротивление, что затрудняет подачу жидкости к каналам капилляров и приводит в целом к снижению эффекта. Как показывают эксперименты, оптимальная величина зазора находится в диапазоне 0,05-0,07 мм. Чтобы предотвратить возникновение обратного потока жидкости (в сторону контролируемого участка за счет ультразвукового капиллярного эффекта на другом торце пакета 4 капилляров), последний должен быть удален на расстояние не менее 15-20 мм от излучающей поверхности звукопровода-концентратора 3. Для проверки эффективности изобре тения изготовлен излучатель на базе серийного преобразователя к диспергатору УЗДН-1 с рабочей частотой 21,7 кГц. Входной диаметр волновода 60 мм, а выходной 21,2 мм. Амплитуда колебаний на выходе в среднем превышает амплитуду на входе в 2,2 раза. Диаметр осевого канала 8 мм. Пакет капилляров набран из стеклянных капилляров внутренним диаметром 0,7 мм Пакет капилляров выполнен короче волновода на 20 мм и прикреплен в осевом канале через резиновую прокладку таким образом, что его торец находится на расстоянии 0,5 мм от преобразователя. При этом другой торец находится на расстоянии 19,5 мм от излучакицей поверхности волновода. При испытаниях вместо резинового ограничителя 11 крепится сосуд, в ко тором размещается образец с дефекта ш. Проведенные испытания показали, что жидкость подается к месту контротш только при амплитуде большей ЗАц, когда на излучающей поверхности пред- д лагаемого устройства заведомо реализуется режим Ультразвукового капиллярного эффекта. Если по каким-либо причинам амплитуда уменьшается ниже требуемой, подача жидкости автоматически прекращается, что приводит к экономии и повышает надежность контроля. Формула из тения Ультразвуковой излучатель для капиллярной дефектоскопии, содержащий корпус, установленный в корпусе электроакустический преобразователь, и концентратор-звукопровод, смонтированный на корпусе и акустически связанный с электроакустическим преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и экономичности, он снабжен пакетом капилляров,,срнцентратор-звукопровод выполнен с осевым каналом, в котором установлен пакет капилляров с зазорами между их торцовыми поверхностями и торцовыми поверхностями концентратора-звукопровода, а входное и выходное сечения концентраторазвукопровода выбраны из условия увег личения амплитуды колебаний при распространении их в концентраторе-звукопроводе в 1-3,5 раза.

Изобретение касается неразрушающего контроля с использованием ультразвуковых колебаний, в частности щ к капиллярной дефектоскопии. Целью изобретения является повьшение надежности контроля и экономичности за счет оптимизации режима подачи дефектоскопического материала к контролируемому участку изделия. Сущность изобретения состоит в том, что в концентраторе-звукопроводе 3, связанном с электроакустическим преобразователем 2, выполнен осевой канал 5, в котором установлен пакет 4 капилляров. Дефектоскопический материал подается через пакет 4 капилляров к месту контроля только при амплитуде колебаний, обеспечивающей режим ультразвукового капиллярного эффекта. Если по какимлибо причинам амплитуда колебаний С/) уменьшается ниже требуемой, подача с: дефектоскопического материала автоматически прекращается. 1 ил. ю о ю