ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ Советский патент 1994 года по МПК G01N29/24 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в устройствах для ультразвуковой дефектоскопии с разнонаправленным движением ультразвукового преобразователя относительно контролируемой поверхности, например, с продольно-поперечным сканированием преобразователя.

Цель изобретения - снижение затрат при ультразвуковом контроле за счет сокращения расхода контактной жидкости.

Для этого преобразователь для ультразвукового контроля, содержащий цилиндрическую локальную ванну с каналом для подвода контактной жидкости, концентрично установленный в ней пьезоэлемент, заключенный в корпус, снабжен распределительным кольцом, свободно установленным между корпусом и локальной ванной, на основании которой выполнены опоры, а противоположный основанию торец кольца уплотнен и подпружинен относительно внутренней поверхности локальной ванны.

На фиг. 1 изображен преобразователь для ультразвукового контроля, разрез; на фиг. 2 дано сечение А-А на фиг. 1 (преобразователь с распределительным кольцом); на фиг. 3 - то же, преобразователь без распределительного кольца.

Преобразователь для ультразвукового контроля состоит из пьезоэлемента 1, заключенного в корпус 2, который концентрично размещен в корпусе-сборнике 3 контактной жидкости. Между корпусом 2 и корпусом-сборником 3 свободно без закрепления установлено распределительное кольцо 4, на основании которого имеются три опоры 5, контактирующие с контролируемой поверхностью 6. Корпус-сборник 3 имеет канал 7 для подвода жидкости, который связан с распределительной полостью 8. Другой торец распределительного кольца 4 уплотнен относительно внутренней поверхности корпуса-сборника 3 уплотнением 9 из антифрикционного материала (фторопласта). Уплотнение 9 предотвращает попадание контактной жидкости во внутреннюю полость 10, образованную кольцом 4 и корпусом 2 пьезоэлемента 1. Корпус-сборник 3 и распределительное кольцо 4 образуют полость 11 для контактной жидкости, в которой зоной 12 в основном ограничивается полезный расход жидкости. Уплотнение 9, выполненное в форме тарельчатой пружины, обеспечивает поджатие кольца 4 к контролируемой поверхности 6. Это обеспечивает их фрикционную связь в любом пространственном положении преобразователя. Относительно внутренней поверхности корпуса-сборника 3 обеспечена развязка кольца 4 выбором материала уплотнения 9 (например, фторопласта) и соответствующей обработкой контактирующих поверхностей.

Преобразователь без распределительного кольца 4 имеет полость 13 для подвода контактной жидкости (см. фиг. 3), а зоной 14 в основном ограничивается полезный расход жидкости.

Геометрические размеры элементов преобразователя удовлетворяют соотношению:
d₁+d₂= d₃+d₄ , где d₁ и d₂ - соответственно наружный и внутренний диаметры распределительного кольца;
d₃ - внутренний диаметр корпуса-сборника;
d₄ - наружный диаметр корпуса пьезоэлемента.

Это соотношение является предпочтительным, так как при этом соотношении получается максимально возможная площадь проходного сечения перед пьезоэлементом и предельно возможное перекрытие проходного кольцевого сечения позади пьезоэлемента. В этом случае распределительное кольцо при предельном смещении в сторону, противоположную движению преобразователя, одновременно касается внутренней поверхности корпуса-сборника и поверхности корпуса пьезоэлемента. Указанное положение составных элементов преобразователя отражено на фиг. 1 и 2.

Если d₁ < d₁< + + , между корпусом-сборником и распределительным кольцом позади пьезоэлемента остается зазор, т.е. жидкость поступает на контролируемую поверхность и позади пьезоэлемента, что не требуется.

Если d₁ > d₁> + + , внутренняя поверхность распределительного кольца не касается корпуса пьезоэлемента, при этом площадь проходного сечения уменьшена, тем самым сокращен полезный расход контактной жидкости.

Преобразователь для ультразвукового контроля работает следующим образом. Преобразователь устанавливается на контролируемую поверхность 6, распределительное кольцо 4 занимает при этом произвольное положение, а к поверхности 6 кольцо 4 поджато уплотнением 9. При движении преобразователя по поверхности 6 pаспределительное кольцо 4 за счет сил трения смещается в сторону, противоположную направлению движения преобразователя, и устанавливается, как показано на фиг. 1 и 2. При этом большая часть площади проходного сечения (полость 11) располагается перед движущимся пьезоэлементом 1. Контактная жидкость поступает из распределительной полости 8 в полость 11 и попадает непосредственно под контактную поверхность движущегося пьезоэлемента 1. Уплотнение 9 препятствует попаданию жидкости в полость 10.

Полезный эффект, получаемый при наличии распределительного кольца 4, иллюстрируется с помощью фиг. 2 и 3. Проходное сечение полости 13 преобразователя без распределительного кольца 4 имеет форму кольца (см. фиг. 3). Расход жидкости через кольцевое проходное сечение полости 13 равномерен, при этом полезная его часть расходуется в основном через зону 14, а остальная часть жидкости минует контактную поверхность пьезоэлемента. Очевидно, что общий расход контактной жидкости значительно больше полезного расхода. Площадь проходного сечения полости 11 (см. фиг. 2) меньше площади проходного сечения полости 13 (см. фиг. 3) примерно на величину площади сечения полости 10, которая не дает эффекта при подводе жидкости и в предложенной конструкции посредством кольца 4 исключена из проходного сечения.

При равенстве количества жидкости, приходящейся на единицу площади в единицу времени, и при равенстве прочих влияющих на расход факторов общий расход жидкости через полость 11 будет меньше, чем через полость 13. Однако полезный расход жидкости, который определяется площадями зон 12 и 14, равных между собой, также будет примерно одинаковым. Следовательно, не снижается надежность акустического контакта, а общий расход контактной жидкости уменьшается.

Изобретение относится к неразрушающей дефектоскопии и может быть использовано в устройствах с разнонаправленным движением преобразователя относительно контролируемой поверхности, например с продольно - поперечным сканированием преобразователя. Цель изобретения - снижение затрат при ультразвуковом контроле за счет сокращения расхода контактной жидкости. Преобразователь для ультразвукового контроля содержит заключенный в корпус 2 пьезоэлемент 1, концентрично установленный в корпусе-сборнике 3 контактной жидкости с каналом 7 для ее подвода. В полости между корпусами 2 и 3 свободно установлено распределительное кольцо 4 с опорами 5 на торце, другой торец уплотнен и подпружинен уплотнителем 9 относительно внутренней поверхности корпуса-сборника 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащий цилиндрическую локальную ванну с каналом для подвода контактной жидкости, концентрично установленный в ней пьезоэлемент, заключенный в корпус, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на ультразвуковой контроль за счет сокращения расхода контактной жидкости, он снабжен распределительным кольцом, свободно установленным между корпусом и локальной ванной, на основании которого выполнены опоры, а противоположный основанию торец кольца уплотнен и подпружинен относительно внутренней поверхности локальной ванны. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что геометрические размеры элементов преобразователя удовлетворяют условию
d₁ + d₂ = d₃ + d₄,
где d₁ и d₂ - соответственно наружный и внутренний диаметры распределительного кольца;
d₃ - внутренний диаметр цилиндрической локальной ванны;
d₄ - наружный диаметр корпуса пьезоэлемента.