Устройство для определения полостей и дефектов в материалах Советский патент 1992 года по МПК G01N3/52 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использоьзно дая определения дефектов в виде полостей и неоднородностей структуры испытуемого материала в строительных и других конструкциях

Известен прибор для определения упруго iистерезисных свойств резины путем оценки ее деформации и эластичности при отскоке ударника Прибор содержит ударник, выполненный в виде стержня с металлическим наконечником нз одной конце и о двумя собачками, установленными с возможностью откидывания в противоположные стороны на другом конце, и смонтирован внутри вертикальной направляющей трубки с закрепленной на ней шкалой с отклоняющимися при зацеплении с собачками двумя стрелками.

Недостатком прибора является его низкая чувствительность и производительность

труда, так как применен ручной механизм взвода.

Известно устройство для исследования материалов методом упругого отскока содержащее тр/бу, один конец оторой предназначен для подвода к поверхности испытуемого материала, который содержит попости ипи неоднородности структуры; наконечник, установленны 1 ча конце направляющей трубки с возможностью перемещен 4я вдоль ее оси и предназначенный для контакта с поверхностью испытуемого матерчал боек, расположенный с возможностью перемещения в направляющей трубке и предназначенный для сзаимо .,ейств с наконечником; механизм взяода, расположенный на другом конце нагшавлрщщей трубки и предназначенный для разгона бойка.

Действие устройства основано на юм что когда после соударения с наконечником боек меняет направление своего движения

С

СП

на обратное, параметры этого движения (скорость, время, величина отскока) определяются наличием полостей под наконечником и способностью наконечника достаточно точно пропустить через себя прямые и отраженные от поверхностей полостей волны деформации, возбужденные ударами бойка о наконечник.

Недостатком устройства является его низкая чувствительность, обусловленная большой толщиной наконечника, из-за чего проходя эту значительную толщину, волны деформации претерперают значительные искажения, и низкая производительность из-за использования ручного труда при взводе и пуске пружины механизма.

Известно также устройство для определения полостей и дефектов в материалах, частично устраняющее указанный недостаток за счет применения наконечника, вы- полненного в виде шарового сегмента, сферическая часть которого обращена к ударнику, а плоская к поверхности испытуемого объекта, прикрепленного к корпусу устройства винтами через упругие проклад- ки и имеющего толщину, определяемую, исходя из условия жесткости, охвата наибольшей площади и минимального влияния на отскок из соотношения

,

где d - усредненный поперечный размер ударника.

Недостатком устройства является быстрая деформация формы пластинки наконечника в процессе работы и, как следствие этого, понижение чувствительности устройства за счет искажения параметров отскока ударника.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

Цель изобретения достигается тем, что в известном устройстве для определения полостей и дефектов в материалах, содержащем корпус, размещенный в нем ударник со штоком, периодически взаимодействую- щийсним наконечник, установленный коак- сиальноударникусоленоид,

последовательно соединенные с ним диод и источник переменного тока и электромагнитный датчик скорости отскока ударника, наконечник выполнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаи модействия с образцом и ударником и жесткой кольцевой пластины, размещенной между корпусом и мембраной, с учетом то- го, что жесткой называется пластина, если ее наибольший прогиб не превышает i/4 толщины; мембраной называется пластина, прогиб которой превышает толщину s 5 раз и более.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической литературы для доказательства существенности от- заявляемого изобретения выделен следующий существенный признак.

Наконечник выполнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаимодействия с образцом и удзрни- ком, и жесткой кольцевой пластины, размещенной между корпусом и мембраной. При поиске не обнаружено объектов техники, имеющих отличительный Признак Б таком виде, хотя наконечник, выполненный в вида одного целого элемента, широко используется для пропуска через себя, просушивания волны деформации, отраженных от свободных поверхностей полостей и неоднородности испытуемого материала. Компоновка наконэчника в виде мембраны и жесткой кольцевой пластины позволяем придать наконечнику такоз сочетание свойств, как высокая чувствительность за счет применения мембраны, служащей в качестве элемента, пропускающего через себя прямые и офэженные от свободных поверхностей полостей волны деформации, возбужденные ударами, с минимальными искажениями, и сохраняемость этой чувствительности в процессе эксплуатации за счет применения жесткой пластиьы, предотвращающей деформацию мембраны в зоне вне контакта ударника с мембраной что в конечном счете ведет к значительному улучшению качества определения полостей и кгсд . ородностей в испытуемом материале.

Из приведенного анализа следует, чго предлагаемое устройство обладает существенным отличием.

Устройство состоит и корпуса 1, оазме- ,чых в нем ударника 2 со штоком 3, наконечника, содержащего мембрану 4 и жесткую кольцевую пластину 5 и взаимодействующего с поверхностью испытуемого материала б, соленоида 7, соединенногоче- ре диод с источником порешенного тчхя 8, электромагнитного датчика 9 скорости ог- скока ударника 2. Пластины наконечника крепится между собой и к корпусу 1 винтами 10 через упругие прокладки I .

Устройство работает следующим образом.

При подключении источника переменного тока 8 диод обеспечивает включение на половину периода переменного тока соленоида 7. который, притягивая ударник 2, разгоняет его до определенной скорости, определяя удар по наконечнику при этом жесткая копьцевая пластина 5 ;гко зчника обесточивает контакт/дэрника2 с мем&раной 4, предотвращав при этом ее деформацию вне зоны контакта ударника с мембраной, а мембраьа 4 с наименьшими искажениями передает через себя прямые и отраженные от поверхности пустот волны деформации возбужденные ударами, которые (волны деформации) в конечном счете определяют параметры отскока ударника, регистрируемые электромагнитным датчиком скорости отскока. Пластины 4 и 5 нако- нечника коепятся между собой и к корпусу 1 винтами 10 через упругие прокладки 11, значительно уменьшающими амплитуду передаваемого на корпус удара,

Для работы на конкретных объектах ис- пользуются тарировоиные кривые электрический сигнал - величина скорости отскока - наличие полостей и пустот. Взаимосвязь скорости отскока (или, соответственно, электрического сигнала) от наличия поло- cieii и пустот определяется из этих экспериментальных тарировочных кривых, которые строятся на основе специальных имитаций этих полостей по объему испытываемого материала, месторасположению их от места удара бойка и других факторов.

Из основе тарировочной зависимости, простучав уже неизвестный объект, можно

ю

указать есть там полости и дефекты или нет, а также интегрально определить их приблизительный размер.

Таким образом, предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа, так как позволяет обеспечить повышение чувствительности устройства и ее сохраняемость в процессе эксплуатации и на основе этого улучшение качества производимых работ по определению полостей и неоднородностей испытуемого материала.

Формула изобретения Устройство для определения полостей и дефектов в материалах, содержащее корпус, размещенный в нем ударник со штоком, периодически взаимодействующий с ним наконечник,установленный коаксиаль- но ударнику соленоид, последовательно соединенные с ним диод и источник переменного тока и электромагнитный датчик скорости отскока ударника, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, наконечник выполнен в виде жестко связанных мембраны, предназначенной для взаимодействия с образцом и ударником, и кольцевой пластины, размещенной между корпусом и мембраной.

7

Изобретение относится к испытательной тохнике и может быть использовано для определения дефектов в визе лотэггм ь неоднородностей структуры исгк.лсгию материала в строительнь,х и др /thx ,гнст- оукцмях. Цель изобретения - повншонье чувствительности за счет уменьшенич дь- формации формы наконечника В устройстве наконечник выполнен наборным из двух наложенных одна нз другую, жестко связанных между собой по периферии и с корпусом разнстопщинных пластин - мем- брамы и жесткой , ластины, пр чем жесткая пластина ссрашечя к ударнику и имеет по центру отвер ие, конфигурация которого соответствует внешнему контуру ударника 1 ил.