Устройство для ультразвуковогоКОНТРОля Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

(S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов, в частности к ультразвуковой дефектоскопии, предназначено, например, для контроля горячего проката или нагретого оборудования, а также для измерения толщины изделий. Известно устройство для ультразв кового контроля, например для определения толщины затвердевшего рабо;чего слоя прокатных валков при отливке, содержащее корпус, размещенные в нем звукопроводы с пьезоэлементами, закрепленными на их торцовых поверхностях, систему охлаждения звукопроводов, привод для перемещения последних и узел подачи кон тактной среды i . Такое устройство не поэволяе- УД лять окалину с поверхности горячего изделия и не обеспечивает обзора де фекта с разных позиций, в связи с чем ультразвуковой контроль горячего металла малопроизводителен и не эффективен. Известное устройство имеет кроме того, большие габариты. Целью изобретения является повышение качества и производительности .контроля. Для достижения этой, цели предлагаемое устройство снабжено обоймой, стаканом с упругим элементом, кинематически связанным с корпусом и установленным в пазах соосно корпусу, стакан установлен с воз- . можностью перемещения вдоль его оси, корпус связан с приводом, который предназначен для сообщения ему воз-, вратно-вращательного движения и снабжен питательной трубкой, соединенной с узлом подачи контактной среды, а звукопроводы жестко закреплены в корпусе и выполнены с выступами на рабочих концах. Для уменьшения габаритов устройства звукопроводы могут Сыть установлены параллельно друг другу и оси корпуса, а пьезоэлементы смещены относительно оси эвукопровода в область периферии корпуса так, что их оси находятсяв одной плоскости с осями симметрии звукопроводов и корпуса. Система охлаждения может быть выполнена в виде двухкамерной ванны, охватывающей каждый из звукопроводов, камеры которых сообщаются между собой, внутренний диаметр их не менее, чем диаметр пьезоэлемента, а ванны расположены в ближней зоне волнового ПОЛЯ о На фиг. 1 изображено щ едложен1 о устройство, продольный разрез на фиг 2 сечение по и.-А фиг. 1 на фиг. 3 - сечение по фиг, 1. Устройство для ул.ь7;ра.звуковоз7О контроля содержит корпус 1 симметрично относительно его оси уставовлентле в нем звукопроводы 2 с пьезо , элементалш 3, эакреплениы1ми на их торцовых поверхностях, и систему ох лаждения звукопроводов 2 с Kawepaivm 4 для охлаждающей среды, привод 5 и узел б подачи контактной преды к звукопроводам 2 через- расположенные в корпусе 1 каналы 7, Устройство снабжено обоймой 8 с кольцевым выступом 9 и продольныьш пазами 10 и стаканом 11 о кольцевыми верхними выступами 12, 13, нижним выступом 14 и упругим элементом 15. Стакан 11 подпружинен в обойме 8 c помощью упругого элемента 15 Стакан 11 с помощью упорных подишпНИКОВ-16, 17 кинематически связан -С корпусом 1 и установлен в пазах 1 обоймы 8 соосно корпусу 1 с возможностью перемещения вдоль оси последнего. Корпус 1 через коническую пару 18 связан с приводом 5, которы предназначен для сообш.екия eivr/ возвратно-вращательксгс ,:г.:; ;лЛ е;зия и сна жен осевым отверстие) 19, в котором расположена со свободной посадкой питательная трубка 20 . герметично связанная с каналаг«1и 7 и чераз удел 6 подачи контактной среды с подогре ваемой ванной 21, наполненной солью Узел б подачи конта(тнсй .гр---- . зав с клапаном 22, например- .::,:7Ш-:.т ним, который вместе с привоас.соёдинен к источнику пиг :.-;:„ проводы 2 жестко закреплес-а к пусе 1, выполнены с выступбЦ.Н рабочих концах и устаковланы лельно друг друг и оси корпуса 1. ПьезоэлеменЛ 3 смещены относительно оси звукопровода 2 в область периферии корпуса 1 так, что их оси находятся в одной плоскости с осями симметрии звукопроводов 2 и корпуса 1. . Две камеры 4 для охлаждакяцей сре ды, Образующие двухкамерную ванну, охватывают каждый из звукопроводов 2 и сообщаются между собой через от верстие 24 в перегородке 25, расположенное на наиболее удаленном расстоянии от штуцеров 26, 27 Внутрен ннй диаметр камер 4 должен быть не меньше, чем диаметр пьезозлемента 3 а двухкамерная ванна расположена в ближней зоне волнового поля пьезо элемента 3. Пьезоэлементы 3 сверху закреплены крышками 28, На фиг. 1 в изделии 29 показана усадочная раковина (дефект), а ход ультразвуковых лучей обозначен стрелками. Ток OJcлa)icдaющeй среды также обозначен стрелками на фиг, 1. Обойма 8 может быть закреплена, Например, на ноже fipecca 30. Устройство для ультразвукового контроля работает следунвдим образом. Перед началом контроля расплавляют соль в подогреваемой ванне 21 и для лучшего прохождения ультразвуковых колебаний между изделием 29 к звукопроводом 2 подогревают, например, с помощью индуктора торцы (см. фиг, 3) звукопроводов 2 о В камеры 4 подают охлаждающую среду, например, водопроводную воду. Вода поступает через штуцеры 26 в верхние к-амеры 4, обходит участок звукопровода 2 и через отверстие 24 в перегородке 25 переходит в нижние камеры 4, далее в обратном направлении обходит участок звукопровода 2 и через нижние штуцера 27 поступает в водосборник.Такая конструкция камер 4 позволяет зффективно i использовать охлаждающую среду,а звукопроводы 2 расположит параллельно и близко один к другому. Это позволяет уменьшить габариты устройства. За счет влияния боковой поверхности звукопровода 2 при смещении пьезоэлементов 3, закрепленных крышками 28, к периферии корпуса 1, ход ультразвуковых, лучей в изделии 29 при вращении корпуса 1 образует поверхность конуса с вершиной, расположенной в области расположения усадочной раковины. Таким образом, повышается вероятность обнаружения усадочной раковины и производительность контроля. При отсутствии специальных устройств, устраняющих перекручивание шпангов для штуцеров 26, 27 и: кабелей для пьезоэлементов 3 применяют возвратнозращательное движение корпуса 1 с помощью конической пары 18. При под слючении через переключатель источника питания привод 5 вращает корпус 1 и одновременно срабатывает магнитный клапан 22, обеспечивая поступление расплавленной соли из ванны 21 через узел б в питательную трубку 20 и каналы 7 и обеспечивая акустический контакт между торцами звукопроводов 2 и изделием 29. При этом одновременно выступами 23, изготовленными из тугоплавкого материала, удаляется окалина с поверхности изделия 29., При изменении положения переключателя корпус 1 вращается в обратную сторону, а при отключении источника питания подача контактной среды в каналы 7 и вращение корпуса 1 прекращаются. Отверстие 19 в корпусе 1 служит также.акустическим изолятором между звукопроводами 2 . Вращение корпуса 1 в стакане 11 осуществляется за счет упорных подшипников 16 и 1 7, установленных в выступах 12 и 14,а давление звукопроводов 2 наизделие 29 создается расположенным .между выступом 9 и стаканом 11 упругим Элементом 15 /который обеспечивает вер THKeuibHOeTfepeMemeHHe стакана 11 с выступами 13, расположенными в пазах 10 обоймы 8. После обнаружения конца усадочной раковины оператор перемещает влево на заранее фиксированное расстояние изделие 29 и нижним ножом 30 производит обрезь изделия с нахо- . дящейся в нем усадочной раковиной. Предложенное устройство для ультр звукового контроля компактно и позволяет значительно повысить качество и одновременно производительность контроля, так как оно удаляет окалину с поверхности горячего изделия и непрерывно обеспечивает обзор дефекта с разных позиций. Формула изобретения 1. Устройство для ультразвукового контроля, содержащее корпус, размещенные в нем звукопроводы с пьезоэлементами, закрепленными на их торцовых поверхностях, систему охлаждения звукопроводов, привод для переме щения последних и узел подачи контактной среды, отличающее-с я тем, что, с целью повышения качества и производительности контроля оно снабжено обоймой, стаканом с упругим элементом, кинематически свя занным с корпусом и установленным в пазах обойкы соосно корпусу, стакан установлен с возможностью перемещения вдоль его оси, корпус связан с приводом, который предназначен для сообщения ему возвратно-вращательного движения и снабжен питательной трубкой, соединенной с узлом подачи контактной среды, а звукопроводы жестко закреплены в корпусе и выполнены с выступами на рабочих концах. 2.Устройство по п. 1, о т личающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов, звукопроводы установлены параллельно друг другу и оси корпуса, а ттьезоэлементы смещены относительно оси звукопровода в область периферии корпуса так, что их оси находятся в одной плоскости с осями симметрии звукопроводов и корпуса. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система охлаждения выполнена в виде двухкамерной ванны, охватываклдей каждый из звукопроводов, камеры которых сообщаются между собой, внутренний диаметр их не менее, чем диаметр пьезоэлемента, а ванны расположены. в ближней зоне волнового поля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 478183, кл. G 01 N 29/04, 1972 (прототип).

в

Фиг.