Ультразвуковой катящийся преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

Изобрегеиис- (лносится к акусги кч ким методам иеразрушпюпито контр(Х 1я и мсгжет быть Hciio.ibHOiuiiio при улы разиуковой (УЗ) дефектоскопии материалов геневым методом, например, при контро, 1е MHOI )с,:и)йиых материалов.

Це:1ью изобретения яв, 1Я(.-1 ся повышение надежное и и техноло ичноет и 11|)ео6разова- теля ве.н дствие повышения надежности электрического контакта иреопрачона е,1Я с э:1екгрон11ыми б.чоками, обеспечивающими его работу, а также вследствие обеспечения возможности б1 1С1рой ()рки и сборки преобразова ie, iH.

На фиг. 1 представлен преобразователь, сечение в плоскости, про.ходяшей через ось

врап1еиия; на фиг. z

СНИЗУ.

npe()t)pa.ioiiaTe, ib, вид

УЗ катяпцпк я преобраз()ватс;1ь содержит П-образный корпус 1 с боковинами 2 и установ,тенный с возможностью врапк ния вокруг собственной оси между боковина- ми 2 ко 1пуса 1 iio.ibiii ци.;1инд Н1ческий пьезоэ:1емент 3 с протектором 4. Между внеп1ней пилипдрической пове)хностьк) иье- зоэлемента 3 и протектором 4 расположен согласук)П1ИЙ слой 5. УЗ к;.1ТЯН1И11ся преоб- разователь также содержит скользяпи1е то- косьемпики, вк,лк)чак)П1ие две пары элекгро- проводяпи1Х ъ. 1ементов 6, 7 и 8, 9, уста- HOB. ieHHbi.x соответственно на боковинах 2 корнуса I и пье.юэлементе 3, причем менты 8 и 9 выпо,1нен1)1 в виде сте)жпей с 1паровидным коптактиру1(.)П1Им конном и установлены на ньезоэ.лемете 3 соосно с осью вран1епия, а элементы 6 и 7 вынолнепы в виде нодп()ужинен11ых пластинчатых элементов. KojMiyc 1 5ыиолнен разьемным в нлос- кости, проходящей через ось врапк ния иьезо- элемента 3, с кольпеными пазами И) в каждой боковипе 2, coocniiiMH оси вра1нения пьезо- элемента 3. Разьемность Kopiiyca 1 (после удаления винтов 11) обеспечивает отделение нижней части 12 боковин 2 корпуса 1 по плоскости. пе)Г1ендику,тярной, например, плоскости фиг. 1. Кроме того, преобразователь содержит диски 13 и 14, п ариконод- 111ИПНИКИ 15, винты 16, изо.чяторы 17, изолирующую втулку 18, высокочастотный разг.ем 19, две иентрируюн1ие И1айбы 20, диаметром равные диаметру пазов 10 и установленные в назах 10 боковин 2 корпуса 1, боковые металлические крып1ки 21 с винтами 22. Выводы высокочастотного разъема 19 электрически связаны с установленными на боковинах 2 корпуса 1 элементами 6 и 7. Пьезоэлемент i3 соединен в обн,ую конструкцию с дисками 13 и 14 через изоляторы 17 винтами 16. Данная конст)укция может быть рассмотрена как 1)езонатор. Элемент 8 запрессован в диск 14, а элемент 9

запрессован в диск 1о 4ej)e3 изоли)уюп;ую втулку 18. Стержни элементов 8 и 9 служат опорой П1арикоподп1ипникам 15, взакмодей- етвую1лим также с боковинами 2 корпуса 1

5

0 5 О 5 5 0

0

5

и центри|)уюп1ими П1айбами 20. Крышки 21 крепятся на корпусе 1.

УЗ катяи1И11ся н)еоб1)азователь работает с;1едую1цим образом.

От внен1не ч) источника через разъем 19, элементы 6, 7, 8 и 9 возбуждают пьезо- элеме(гг 3. Пьезоэлемент 3 преобразует электрические сигналы в импульсы УЗ-колебаний, которые через согласующий слой 5 и протектор 4, например, из полиуретана пере- д.ак)тся в контролируемое изделие 23. Вра- п1ательное движение пьезоэлемента 3 обеепе- чивается за счет под|пипников 15, поеажен- иых на стержни элементов 8 и 9. В процессе контроля нреобразователь, вращаясь. катится но поверхности изделия 23, вступая с )1им в акустический контакт, стабнлъ- ность которого гарантируется деформацией протектора 4. УЗ-колебания, пройдя через изделие 23. поступают на соосно установ ленный дру|-ой аналогичный преобразователь (не показан). В эгом преобразователе происходит трансформация принятых УЗ-колеба- ний в электрический сигнал, параметры которого несут информацию о качестве контролируемого изделия 23. Преобразователь может работать и в эхо-импульсном варианте. К конструкциях скользящих контактов целесообразно придать соприкасающимся проводникам такую форму, чтобы образовался точечный контакт, который способствует концентрации механического усилия на малой илощади и разрыву окисных пленок. Точечный контакт образуется между сферической поверхностью шаровидных концов элементов 8 и 9 и плоской поверхностью элементов 6 и 7. В случае необходимости разборка УЗ катящегося преобразователя оеу- П1ествляется следующим образом: отворачивают винты 22 и снимают боковые метал- .1ические крышки 21, закрывающие узлы электрического контакта, отворачивают винты И и снимают нижнюю часть 12 корпуса 1. извлекают резонатор (т. е. пьезо- элемент 3) с дисками 13 и 14) и центрирующие щайбы 20. При необходимости на данном этапе можно установить другой узел резонатора, например на другую частоту, и произвести сборку преобразователя в обратном юрядке. При дальнейшей разборке отворачивают винты 16, извлекают диски 13 и 14 и отпаивают проводники (не обозначены), электрически связанные с электродами цьезо- элемента 3, от диска 14 и элемента 3, Извлекают изоляторы 17 и Пьезоэлемент 3. При необходимости последний заменяют и осуществляют сборку преобразователя в обратном порядке.

Центрирующие щайбы 20, установленные в пазах 10, позволяют устранить осевой люфт узла резонатора со стержневыми электропроводящими элементами 8 и 9 и обеспечить постоянный надежный электрический контакт щаровидных концов последних с подпружиненными элементами 6 и 7. Центрирование и устранение люфта производится установкой необходимого количества центрирующих шайб 20, поднимающих внещнне обоймы шарикоподшипников 15. При контроле токопроводящих изделий 23 возможен непосредственный электрический контакт дисков 13 и 14, и изолирующая втулка 18 предотвращает короткое замыкание пьезо- элемента 3. Кроме того, наличие втулки 18 гарантирует защиту от внешних помех, так как узел электрического контакта изолирован от изделия и закрыт металлической крышкой 21. В ходе работы узла электрического контакта пробега контактов по поверхности друг друга практически не наблюдается, что предотвращает быстрый износ, приводящий к ухудшению электрического

контакта. .

Формула изобретения

Ультразвуковой катящийся преобразователь, содержащий П-образный корпус, полый

0

5

цилиндрический пьезоэлемент с протектором, установленный с возможностью вращения вокруг собственной оси между боковыми стенками корпуса, и скользян1ие токосьсм НИКИ, установленные на боковых стенкач корпуса и на пьезоэлементе, отлычакнцт п я тем, что, с целью повьпнения надожносги и технологичности, он снабжен двумя лонтри- рующими П1айбами, корпус выгюлнен разъем ным в плоскости, проходян1ей через ось вращения пьезоэлемента, с кольцевыми пазами в каждой боковой стенке, соосными оси вращения пьезоэлемента, центрирующие шайбы установлены в кольцевых пазах, а скользящие токосъемники выпо.чнены в виде установленных на пьезоэлементе соосно с осью его вращения стержневых элементов с 1паровидным контактируюн1им концом и установленных на корпусе подпружиненных пластинчатых элементов.

Изобретение относится к акустическим методам 11еразру1иак)1иего контроля. Це, изобретения является повышение надежности и технологичности преобразователя за счет снабжения нреобразователя центрирующими Н1айбами и выполнения особым об)азом ско:1ьзящих токос ьемникон вследствие обеспечения возможности быст)()ii сборки и разборки нреобразователя njiH качественном электрическом контакте. В ходе контроля преобразователь катится по поверхности изделия 23 и излучает в nei o ультразвуковые колебания цилиндрическим ньезо :, 1е.ментом 3. Электрическая связь между движуни1мся ньсзоэлементом 3 и вненшими цепями осуществляется через установленные на ньезоэлементе 3 соосно с осью его вращения стержневые элементы 8 и 9 с шаровидным контактирующим концом и ноднружиненные к ним пластинчатые элементы 6 и 7, установленные па корпусе 1. Центрирующие шайбы 20, установленные в ко,1ьиевых пазах 10 корпуса I, соосных с осью вращения пьеюэлемента 3, позволяют устранить осевой лкк|)т элементов 8 и 9, что новьипает стаби.чьность электрического контакта. Разьемность корпуса I обеспечивает отделение нижней части 12 боковины 2 корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа и проходящей через ось вращения, и обеспечивает несложность онера- uiiii сборки и разборки нреобразователя. 2 ил. fS (Л 00 со to 4 СО со

/

72

П

/

/

/

17

X

J3

ч

77 2