Устройство для ультразвукового контроля качества бетона Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

фиг.7

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества крупноструктурных материалов, преимущественно бетона, и может быть использовано при ультразвуковом контроле прочности бетона строительных изделий.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет увеличения отношения сигнал/гаум.

На фиго схематично изображено устройство для ультразвукового контроля качества бетона, общий вид; на фиг,2 - зависимость амплитуды певого вступления продольной волны от отношения диаметров d g и d основания волновода и пьезоэлементов преобразователей .

Устройство содержит соединительную ручку 1 с втулками 2 и 3, закреленные в них навстречу друг другу под заданным углом tL излучающий и приемный преобразователи 4 и 5 с пь зоэлементами 6 и 7 и насадками 8 и 9, выполненными в виде цилиндрической пластины с коаксиальным коническим волноводом, и усилитель 10. Цилиндрические пластины волноводных насадок 8 и 9 размещены на рабочих поверхностях пьезоэлементов 6 и 7 преобразователей 4 и 5 для отвода ультразвуковой энергии и крепления к ним волновода, вершины которых котактируют с материалом изделия 11„

Кроме того, усилитель 10 выполне резонансным и установлен в корпусе приемного преобразователя 5 для сведения к минимуму влияния наводок на кабель, соединяющий преобразователь с дефектоскопом (не показан).

Диаметр dj, волновода и его высота hg выбраны из следующих соотношений:

(О

d, 0,2 г 0,5d..o;

в

N

с

(2)

р

d - диаметр пьезоэлемента излучающего и приемного преобразователей;

С - скорость распространения продольных волн в волноводе преобразователей; fp - частота, соответствующая максимуму спектральной плотности преобразователей Представленные на фиг.2 зависимос1 и 2 характеризуют параметры преобразователей к дефектоскопам УК-14П и УК-10ПМ соответственно.

Устройство для ультразвукового контроля качества бетона работает следующим образом.

Электрические импульсы, вырабатываемые генератором импульсов ультразвукового прибора (не показан), возбуждают в пьезоэлементе 6 излучающего преобразователя 4 импульсы продольных ультразвуковых колебаний с широким спектром частот, которые вводятся в волноводную насадку 8.

При выбранных значениях диаметра dg основания конусного волновода и его высоты h согласно соотношениям (l) и (2) он колеблется как стержень с резонансной частотой fр,

вследствие чего обеспечивается усиление ультразвукового сигнала в области максимума спектральной плотности пьезопреобразователя 4 для бетона, как правило в области 50 100 кГц. В случае выбора значений соотношения (l) ниже 0,2 или выше 0,5 передача ультразвуковой энергии от цилиндрической пластины насадки 8 в конический волновод уменьшается,

что приводит к снижению амплитуды принятого сигнала (см,фиг.2)„

Аналогичным образом работает вол- новодная насадка 9 приемного преобразователя 5, с выхода которого

электрический сигнал поступает на вход резонансного усилителя 10 с узкой полосой усиливаемых частот и подъемом усиления на частоте f- .При прозвучивании бетона на базе 1

15 см на выходе усилителя 10 амплитуда первого вступления импульсного сигнала составляет не менее 750 мкВ при уровне собственных шумов не более I5 мкВ.

Поскольку полученное отношение сигнал-шум составляет не менее 50, подключение выхода усилителя к входу серийного ультразвукового прибора обеспечивает повьт)ение точности измерений о

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля качества бетона, содержащее соединительную ручку и закрепленные на ее концах навстречу друг другу под заданным углом излучающий и приемный преобразователи с пьезоэлементами и размещенными на их рабочих поверхностях коническими волноводами и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности контроля, усилитель резонансным, а диаметр dg основания волновода и его высота h выбраны из следующих соотношений:„

0,2 - 0,5 d

и

в

я

где d.

С f. 10

6

диаметр пьеэоэлемента излучающего и приемного преобразователей;скорость распространения продольных волн в волноводе преобразователей; частота, соответствующая максимуму спектральной плотности преобразователей.

Изобретение относится к неразрушающему контролю крупноструктурных материалов, в частности бетона. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет увеличения отношения сигнал/шум. При выбранных значениях диаметра основания и высоты конического волновода насадок 8, 9 он работает как резонирующий стержень на частоте максимума спектральной плотности сигнала излучающего 4 и приемного 5 преобразователей. В результате при поступлении сигнала продольных ультразвуковых колебаний на вход резонансного усилителя 10 обеспечивается увеличение амплитуды принятого сигнала на уровне собственных шумов и, следовательно, повышение отношения сигнал/шум. 2 ил.

Г

лЬ

15

J3

11

OJ 0,2 Фие. 2

(,- 0,5