Устройство для ультразвукового контроля Советский патент 1981 года по МПК G01N29/04 

(54) УСТРОПСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ Изобретение относится к средствам неразрушакнцего контроля и может быть использовано, например, для дефектоскопии трубопроводов. Известно устройство для ультразвукового контроля, содержащее пустотелый вращающийся цилиндр из акустически прозрачного материала, размещенный в нем ультразвуковой преобразователь, взаимодействующий чере слой контактной жидкости с цилиндром контактирующим в свою очередь с изделием С Недостатком известного устройства является низкая надежность выявления дефектов, так как оно не предусмотрено для контроля дефектов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ультразвукового контроля, содержащее закрепленную на неподвижном валу камеру, выполненную в виде жесткого кольцевого обода и герметично соединенных с ним торцовых дисков, в камере размещены по крайней мере один ультразвуковой пре образователь, помещенный в акустически прозрачную среду, и сопряженная с ним и с внутренней поверхность обода акустическая линза 2J. Недостатком известного устройства является его недолговечность, обусловленная быстрым истиранием контактной поверхности. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено охватывающей обод упругой шиной из акустически прозрачного материала. Обод выполнен из полиметилметакрилата. Шина выполнена из полиуретана, полиэтилена или каучукового соединения. При этом акустически прозрачная среда представляет собой смесь глицерина и воды с твердыми частицами, например, графита или дисульфида Ж)либдена. На фиг.1 представлено устройство вид сверху с частичным разрезом; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1 на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3. Устройство для ультразвукового контроля содержит закрепленную на неподвижном валу 1 камеру 2, выполненную в виде жесткого кольцевого обода 3, выполненного из полиметилметакрилата (зарегистрированное товарное название perspex) и герметично соединенных с ним торцовых дисков 4 и 5.

В камере 2 размещены по крайней мере один раздельно-совмещенный ультразвуковой преобразователь б с пЬезопластинами 7 и 8 для контроля поперечного сечения, а также второй ультразвуковой преобразователь 9, устанъвленные на акустической линзе 10, сопряженной , с преобразователями б и 9 и с внутренней поверхностью обода 3,

Акустическая линза 10, выполненная например, из нейлона, с преобразователями помещена в акустически прозрачную среду (не показана) ,представляющую собой смесь глицерина и воды с твердыми частицами, например, графита или дисульфида молибдена. Внешняя поверхность обода 3 имеет бочкообразную форму и охвачена упругой шиной 11,выполненной из полиуретана, полиэтилена или каучукового соединения.

Неподвижный вал 1 камеры 2 установлен в опорных элементах 12 и 13, закрепленных на под1яипнике 14 в опоре 15 с возможностью поворота вокруг оси 16, перпендикулярной оси 17 вала 1,

Опора 15 установлена на закрепленных на кронштейне 18 валиках 19 и 20, .взаимодействующих с ней посредством элементов 21 качения. Камер 2 установлена с возмо.жностью вращени относительно неподвижного вала 1 на подшипниках 22 и 23 и посредством уплотнений 24 и 25, 26 и 27 герметизирована. Акустическая линза 10 с преобразователями б и 9 упруго подвешена на валу 1 посредством рамки 28, состоящей из поперечин 29 и 30, штоков 31 и 32 и пружины 33, прижимающей линзу 10 к внутренней поверхнос

и переходного элемента

ти ОООДс

34. жестко соединенного с валом 1. Гальваническая связь преобразователей б и 9 осуществляется посредством проводов, проходящих через раточку в валу 1 (не показана),с уплотнениями, предотвращающими вытекание акустически прозрачной среды.

Камеру 2 охватывает с малым зазором экран 35, выполненный с тремя OKHaivm и установленный с возможностью поворота относительно оси 17 независимо от обода 3,

Экран 35 установлен на подшипниках 36 и 37, а опорные элементы 12 и 13 жестко связаны с дисками 4 и 5.

На окнах экрана 35 выполнены скосы 38, взаимодействующие с подпружиненным толкателем 39, предназначенным для ориентации окон экрана :55 параллельно поверхности контакта устройства с изделием, например Грубой 40. Скосы 38 окон экрана 35 позволяют осуществлять постоянный

контакт камеры 2 с трубой 40, при этом экран 35 всегда несколько не достигает поверхности трубы.

Опорные элементы 12 и 13 поддерживают два узла 41 и 42 направляю;Щих колес 43, каждый из которых состоит из стойки 44, закрепленн9й на валу 45, установленном в подшипниках 46, и пружины 47, закрепленной На боковых поверхностях элементов 12 и 13, Направляющие колеса 43 выполнены из металлического обода 48, установленного на шарикоподщипнике 49, укрепленном на пластине 50, жеско соединенной со стойкой 44, Оси вращения колес 43 совпадают с осью вращения камеры 2, а диаметры их несколько меньше диаметра обода 9.

Воз1х1ожен вариант установки преобразователей 6 и 9 без акустической линзы 10 с х естким креплением на валу 1,

Устройство работает следующим образом.

Устройство помещают на дистанционно- управляемой каретке, которую устанавливают внутри контролируемой трубы 40, при этом через шину 11 на ободе 3 осуществляется контакт с внутренней поверхностью трубы, усилие прижатия которой создается пружиной 33.

Направляющие колеса 43 касаются поверхности трубы 40, т.е. устройство взаимодействует с трубой в трех точках, лежащих в одной плоскости. Если при перемещении устройства вдол трубы 40 оно не находится строго перпендикулярно траектории перемещения то одно из направляющих колес 43 занимает положение выше второго направляющего колеса и поворачивает опорный элемент 12 и 13 вокруг оси 16, тогда образующая обода 3 размещается строго перпендикулярно траектории перемещения. При этом опора 15 поворачивается относительно оси 16, а элементы 21 качения - относительно элементов 19 и 20.

Благодаря выбору дисперсности частиц акустически прозрачной среды сигнал определенной частоты, возбуждаег« Мй излучающей пьезопластиной преобразователей 6 и 9, не ослабляется, тогда как мешающие сигналы других частот ослабляются. Поверхности акустической линзы 10 сопрягаются с поверхностями пьезопластин 7 и 8 и внутренней поверхностью обода 3 благодаря чему акустически прозрачная среда легко заполняет все зазоры и обеспечивает ввод ультразвукового сигнгша под определенным предпочтительным углом.

В случае, когда обод 3 соприкасается с препятствием, например г сварным швом, который может повредить его, экран 35 упирается в препятствие, поворачивается, проходf

между ободом-3 и трубой 40, одновременно смещая толкатели 39, которые располагаются на скосах 38. При этом обод 3 поднимается выше препятствия до тех пор, пока следующее окно на поверхности экрана 35 расположится параллельно поверхности акустической линзы 10, толкатели 39 перемещаются на следующих скосах 38, у -удерживая.окно экрана 35 над трубой 40,

Использование защитной шины на ободе позволит значительно повысить срок службы устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвукового контроля, содержащее закрепленну на неподвижном валу камеру, выполненную в виде жесткого кольцевого обода И герметично соединенных с ни торцовых дисков, в камере размещены по крайней мере один ультразвуковой преобразователь, помещенный в акустически прозрачную среду, и сопряженчая с ним и с внутренней поверхностью обода акустическая линза, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы, оно снабжено охватывакядей обод упругой шиной из акустически прозрачного материала.

2.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что - обод выполнен из полиметилметакрилата.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что шина выполнена из полиуретана, полиэтилена или каучукового соединения.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что акус5тически прозрачная среда представляет собой смесь глицерина и воды

с твердыми частицами, например, графита или дисульфида молибдена. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Патент США 3908446, кл, G 01 N 29/04, 1975.

2.Патент США № 3745813, кл. G 01 N 29/04,1973 (прототип). 5 33 J9

31

34

30

23

32 33