Акустический способ исследования свойств изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

взрьтающихся проволочек и равномерного их расположения по окружности. В полости изделия 12, заполненной жидкостью 11, устанавливают коаксиальный ввод 3, Импульс высокого напряжения с выхода накопительной емкости 1 через клеммы 2, ввод 3 с центральным электродом 4 и диски 5 поступает на проволочки 9. Электрический взрьт проволочек 9 сопровождается генерированием ударной волны. Под действием высокого напряжения слой 8

1

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле полых цилиндрических изделий, например, при визуализации внутренней структуры толстостенных труб.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля качества полых цилиндрических изделий благодаря .формированию в полости контролируемого изделия мощного импульса акусти- ;ческих колебаний с равномерным круговым фронтом,соосным полости контролируемого изделия.

На фиг.1 представлено устройство для акустического исследования свойств изделий; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - график зависимости отдачи запасенной энергии Э, приведенной к максимальному значению

энергии Э

, от отношения диаметра

d J диска к диаметру D полости контролируемого изделия; на фиг.4 - качественный график распределения поля давления Р в ближней зоне изрывающихся проволочек в приведенных координатах расстояния, определяемых отношениями диаметра d окружности, на которой расположены взрьгоающиеся проволочки, к диаметру d диска.

Акустический способ исследования свойств изделий осуществляют следующим образом.

В заполненной жидкостью цилиндрической полости изделия располагают равномерно по окружности диаметром dp взрывающиеся проволочки и соединяют их через разрядную цепь с накополярного диэлектрика на электроде 4 также генерирует встречную ударную волну, что защищает от разрушения слой 8 и электрод 4. Внутрь коаксиального ввода 3 ударная волна не попадает благодаря шайбам 7. Акустический импульс через жидкость 11 передается в изделие 12 и принимается с наружной стороны приемником 10. По интенсивности принятого сигнала определяют качество изделия, 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

пительной емкостью. Диаметр личество п проволочек выбирражений

d, 0,765D;

0,15

n

Lo.as ..

I-r-D

P ,6 .(

0 где D - диаметр полости;

С - величина накопительной емкости;

I - величина тока; г - электрическое сопротивление 5 проволочки;

L - индуктивность разрядной цепи;Р - давление во фронте ударной

волны; 0 d, - диаметр проволочки.

R результате подвода запасенной емкостью энергии происходит электрический взрыв проволочек, сопровождающийся генерированием ударной волны. 5 Через жидкость мощный акустический импульс передается контролируемому изделию,и принимается с наружной стороны последн€1Го. Интенсивность принятого импульса измеряется и с помощью результатов измерений определяют ка- чество контролируемого изделия.

Устройство для акустического исследования свойств изделий содержит . накопительную емкость 1, клеммы 2 35 подвода электроэнергии и коаксиаль- ньй ввод 3 с центральным электродом 4. Устройство также содержит два плоских проводящих диска 5 с отверсти31

ями 6, расположенными равномерно по окружности диаметром d, соосной Центральному электроду 4. Лиски 5 установлены соосно на коаксиальном вводе 3 и электрически связаны с клеммами 2. Кроме того, устройство содержит распорные шайбы 7, установленные на центральном электроде 4 и одном из дисков 5, слой 8 полярного диэлектрика, окружающий центральный

электрод 4, взрьтавощиеся проволочки 9, установленные в отверстиях 6 дисков 5, и приемник 10. Диаметр d дисков 5 равен 1,1 d.

Устройство для акустического исследования свойств изделий работает следующим образом.

В заполненное жидкостью 11, например водой, изделие 12 с цилиндри- ческой полостью диаметром D вводят коаксиальный ввод 3. Устанавливают последний так, что центр окружности диаметром d, по которой расположены взрывающиеся проволочки 9, совпадает

30

40

с осью изделия 12. Диски 5 формируют вокруг проволочек 9 практически замкнутый объем. С накопительной емкости 1 через клеммы 2 подвода электроэнергии, коаксиальный ввод 3 с центральным электродом 4 и диски 5 на проволочки 9 поступает импульс высокого напряжения. В результате происходит электрический взрьт проволочек 9, сопровождающийся генерированием ударной волны. Одновременно при при- 35 лржении высокого напряжения к окру- жающему центральнъй электрод А слою 8 полярного диэлектрика получают вокруг последнего ударную волну, направленную навстречу ударной волне от взрывающихся проволочек 9, что защищает слой 8 и электрод 4 от разрушения мощным импульсом давления. Шайба 7 предотвращает прохождение импульса давления внутрь коаксиального ввода 3.

Через жидкость 11 мощный акустический импульс передается контролируемому изделию 12, например металлической толстостенной трубе, и возбужает его кристаллическую решетку. С наружной стороны изделия 12 импульс регистрируется приемником 10, наприер фотопленкой. Измеряют интенсивность принятого импульса и по ней пределяют качество изделия 12. Выор диаметра d дисков 5 равным 1,1 o , что соответствует равенству

45

25

55

0,84 П, обеспечивает максимал ную отдачу запасенной энергии Э (фиг.З). Выбор диаметра d равным 0,765 D, что соответствует равенству 0,9 d , также обеспечивает максимальное количество выделяемой энергии Э (фиг,4). Диаметр d проволочки 9 также определяется из условия максимума выделяемой энергии. Ко шчество п проволочек 9, установленных в отверстиях 6 дисков 5, выбирают из выражения

п

1,1 С

0,15

IT-D

о.ЙО . р 1,6 . 0,5

0

0

5

5

5

( где D - диаметр цилиндрической полости изделия 12;

С - величина накопительной емкости 1 ; I - величина тока в разрядной

цепи; г - электрическое сопротивление

проволочки 9;

L - индуктивность разрядной цепи, состоящая из индуктивности коаксиального ввода 3 и индуктивности клемм 2; Р - давление во фронте, создаваемой в результате электрического взрьгоа проволочек 9 ударной волны С, - диаметр проволочки 9. определения количества п проволочек 9 получена путем обработки экспериментальных данных с помощью ЭВМ и обеспечивает симметричность нагружения. Экспериментальные данные получают при следукщих условиях: диаметр проволочек d - 0,6 - 0,8 мм; емкость накопительной емкости 1 С 20-100 мк; индуктивность разрядной цепи L 40 10 Г, ток в цепи разряда I 240-480 кА, диаметр полости изделия 12 D 60 мм; напряжение на накопительной емкости U 5-15 кВ.

Использование акустического способа исследований свойств изделий позволяет увеличить мощность зондирующего импульса за счет повьппения КПД до 60%. Ресурс работы устройства для акустического исследования свойств изделий составляет 10 000 импульсов.

Формула изобретен.и я

1. Акустический способ исследования свойств изделий, заключающийся в том, что располагают в заполненном

жидкостью полом изделии взрывающиеся проволочки, соединяют их через разряную цепь с накопительной емкостью, генерируют в жидкости ударную волну взрывающимися проволочками, принимаю возбужденные колебания и измеряют их интенсивность, отличающий- с я тем, что, с целью контроля качества полых цилиндрических изделий, взрьшающиеся проволочки равномерно располагают в полости изделия по окружности диаметром d и определяют качество изделия по интенсивности прошедших через него колебаний, а диаметр d и количество п проволочек выбирают из выражений

d 0,765 D;

п

1 1-С° - I-r-D -

D - диаметр полости;

С - величина накопительной емкости;

I - величина тока;

г - электрическое сопротивление проволочки;

L - индуктивность разрядной цепи;

Р - давление во фронте ударной

волны;

- диаметр проволочки. 2. Устройство для акустического исследования свойств изделий, содер- жа1цее накопительную емкость, клеммы подвода электроэнергии, коаксиальный ввод с центральным электродом, взрывающиеся проволочки и приемник, о т- личающееся тем, что, с целью контроля качества полых цилиндрических изделий, оно снабжено двумя плоскими проводящими дисками, установленными соосно на коаксимальном вводе и электрически связанными с клеммами, распорными шайбами, установленными на центральном электроде и одном из дисков, и окружающим центральный электрод слоем полярного диэлектрика, диски выполнены с отверстиями, расположенными равномерно по окружности диаметром d, соос- ной центральному электроду, взры- вакициеся проволочки установлены в отверстиях дисков, а диаметр d , дисков выбран равным 1,1 d,

ВидА

fpUB.2

0.1 0.2 0.3 0. 0,5 0.6 0.7 0,8 0.9 7,0 d ФааЛ

d

йд 0.8 0.7 0,6 0,5 О.Ц

U2

Фаг,4

d

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является обеспечение возможности контроля качества польге цилиндрических изделий благодаря формированию в полости изделия мощного акустического импульса с равномерньм круговьм фронтом за счет выбора определенного количества . fe S СО 00 о от

Редактор М.Бланар

Составитель В.Гондаревский

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 882/46 Тираж 777 Подписное 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