Устройство для неразрушающего контроля полых цилиндрических изделий Советский патент 1981 года по МПК G01N21/47 

Изобретение относится к дефектоскопии изделий и преимущественно может быть использовано в электровакуумном приборостроении при контроле однослойных и многослойных эле ментов приборов . При изготовлении полых цилиндрических изделий возможно образование в них различных дефектов ( вины, отслоения, трещины, металлические включения в слое изоляции и т.п.) Известно устройство для неразрушающего контроля такого типа издели с помдщью жидких кристаллов, содерж щее контролируемое изделие с жидкокристаллической пленкой на его нару ной поверхности, систему подсветки и регистрации. { ринцип действия зтого устройств основан на формировании равномерног теплового потока через стенку изделия и визуализации с помощью жидких кристаллов возникающего на поверхности изделия температурного поля. Участки неизотермичности на этом по ле характеризуют имеющиеся в изделии дефекты .1. Известные устройства позволяют контролировать цилиндрические объек последовательным просмотром (регистрацией) наружной поверхности изделия путем поворота его вокруг своей оси . и сканирования вдоль образующей цилиндра. Это снижает точность и надежность контроля и обуславливает низкую производительность труда. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для неразрушающего контроля полых цилиндрических изделий, включающее контролируемое изделие с жидкокристаллической пленкой на его наружной поверхности, систему подсветки и регистрации рассеянного жидкокристаллической пленкой света, а также систему обеспечения в изделии радиального теплового потока. Это устройство содержит внутренний нагреватель, создающий в цилиндрическом образце ргщиальный тепловой поток. Наружная поверхность покрыта пленкой жидких кристаллов, охлаждаемой воздухом. Пленка при подсвечивании позволяет визуализировать температурное поле поверхности образца. В местах дефектов термическое сопротивление стенки отличается в большую или меньшую сторону, что проявляется в цветной картине на жидкокристаллическом слое и наблюдается или регист рируется на фото или кинопленке. Для анализа всей поверхности образца, его плавно или ступенчато поворачива ют вокруг своей оси вручную или с по мощью системы поворота 2. Недостатки известного устройства следующие: а)визуальный просмотр поверхности поворачивающегося изделия или регистрация цветной картины с помощью фото или киноаппарата снижает оперативность контроля, б)отсутствие возможности фиксации угла поворота уменьшает точность в регистрации координат месторасположения дефектов. При этом происходит дополнительное искажение фик сируемой картины, так как снимки делают регистратом, находящимся сбоку от цилиндрического изделия; в)при выявлении электропроводящих (металлических) включений в изоляционном слое с подачей разности электрических потенциалов на металлические слои возможен электрический пробой на невидимой стороне изделий, что снижает надежность контроля . Цель изобретения - повышение оперативности и точности контроля. Указанная цель достигается тем, что в устройство для неразрушающего контроля полых цилиндрических изделий, включающем жидкокристаллическую пленку на наружной поверхности контролируемого изделия, систему подсветки и регистрации рассеянного жидкокристаллической пленкой света, а также систему обеспечения в изделии радиального теплового потока, система подсветки и регистрации выполнена в виде конического рассеива теля и цилиндрического зеркала, а жидкокристаллическая пленка располо жена соосно с рассеивателем и цилиндрическим зеркалом так, что угол наб/водения отличается от угла падения света на пленку на 15-20°, при этом регистратор расположен на глав ной оптической оси устройства. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит систему подсветки, состоящую из источника 1 св та, мвнохроматора 2, плоского зерка ла 3,, конического рассеивателя 4 и цилиндрического зеркала 5, которое распс 1ожено соосно с рассеивателем, Внутрь цилиндрического зеркала 5 со осно с ним помещено контролируемое изделие б, наружная поверхность кот рого покрыта жидкокристаллической пленкой 7, а торцы изделия закрыты тепло- и электроизоляционными пробк ми 8. внутри изделия размещена сист ма организации в нем радиального теплового потока, выполненная, напр мер, в виде электрического нагревателя 9. В качестве источника теплового потока можно использовать, например, горячий газ, воду и т.д., а при контроле металлических включений в изоляционных слоях - также подачу разности потенциалов поперек слоев. Регистратор 10 (например, кино- или фотокамера), расположенный на главной оптической оси, служит для одновременной регистрации изменения цвета жидкокристаллической пленки на всей наружной поверхности контролируемого изделия. Охлаждение полости между цилиндрическим зеркалом и изделием, например, потоком воздуха от вентилятора 11, позволяет выровнить условия теплообмена по наружной поверхности изделия. Устройство работает следующим образом. Свет от источника 1, проходя через монохроматор 2, отражается последовательно от плоского зеркала 3,конического рассеивателя 4, цилиндрического зеркала 5 и поверхности жидкокристаллической пленки 7. Селективно рассеянный пленкой свет отражает под углом, не равным углу падения, цилиндрическим зеркалом 5 на регистратор 10 и создает в фокальной плоскости последнего изображение всей наружной поверхности контролируемого изделия 6. При работе одновременно нагревателя 9 и вентилятора 11, изза разности термических сопротивлений дефектных и бездефектных участков контролируемого изделия, на наружной поверхности жидкокристаллической пленки формируется неизотермическое температурное поле, которое воспринимается регистратором. Таким образом , устройство позволяет получать одновременно со всей наружной поверхности контролируемого объекта информацию, анализ которой дает возможност1з определить качество контрюлируемого изделия (координаты и размеры дефектов). Внедрение этого устройства позволяет улучшить качество, повысить производительность и снизить себестоимость контроля полых цилиндрических изделий. Формула изобретения Устройство для неразрущающего контроля полых цилиндрических изделий, включающее жидкокристаллическую пленку на наружно поверхности контролируемого изделия, систему подсветки и регистрации рассеянного жидкокристаллической пленкой света, а также систему обеспечения в изделии радиального теплового потока, отличающееся тем, что, с целью