Ультразвуковой искатель Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

I

Изобретение относится к неразруыающим средствам и методам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля сварных соеди-нений.

Известен ультразвуковой искатель, содержащий отдельные прямоугольные пьезоэлементы, расположенные на жесткой сферической поверхности ГП.

Недостатком этого искателя является невозможность плавного изменения фокусного расстояния искателя вследствие жесткого крепления пьезе элементов к сферической поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ультразвуковой искатель, содержащий держатель и закрепленную на нем мозаику из пь зоэлементов 2.

Существенным недостатком известного искателя является отсутствие возможности изменения фокусного расстояния испытателя, т.е. надежность выявления дефектов.

Цель изобретения - повышение надежности контроля путем изменения фокусного расстояния мозаики.

Указанная цель достигается тем, что искатель снабжен полым штоком с механизмом его перемещения, сильфоном и упругой оболочкой, охватывающей мозаику из пьезоэлементов, закрепленной по периметру в держаtoтеле и ерез середину полым штоком соединенной с сильфоном, а пьезозлементы установлены с зазором относительно друг друга.

Пьезоэлементы выполнены в виде

IS кольцевых секторов.

Внутренняя боковая поверхность держателя представляет собой усеченный конус.

20

Механизм перемещения выполнен в виде гайки, установленной в корпусе с бозможностью вращения относительно штока. Механизм перемещения выполнен в виде соленоида, взаимодействующего с полым штоком. На фиг, 1 схематически изображена конструкция ультразвукового искателя; на фиг. 2 - искатель, в котором механизм перемещения выполнен в виде гайки; на фиг. 3 упругая обо лочка с мозаикой из пьезоэлементов. Искатель для ультразвукового конт роля содержит акустическую призму 1, мозаику 2 из пьезоэлементов и токоПодвод 3, установленные на держателе 4, причем мозаика 2 размещена в упругой оболочке 5- Полый шток 6 соединяет упругую оболочку 5 с сильфоном 7. Периферия упругой оболочки 5 закреплена на держателе k, а середина полым штоком 6 соединена с сильфоном 7. Механизм перемещения полого штока 6 выполнен в виде соленоида 8 с пластинами 9 из мягкого железа и пружиной 10. Замкнутая полость, образованная призмой 1., упругой оболочкой 5, полым штоком 6 и сильфоном 7 заполнена контактной жидкостью 11. Сил фон 7 закреплен на кронштейне 12, вз имодействующем с накидной гайкой 13Токоподвод 3 оканчивается разъемом . Мозаика 2 из пьезоэлементов состоит из кольцевых секторов 15- Внут ренняя обращенная к мозаике 2 из пье зоэлементов поверхность держателя k имеет форму усеченного конуса. Искатель работает следующим образом. Электрические высокочастотные импульсы через разъем 1 и токоподвод 3 подают на мозаику 2 из пьезоэлементов. Акустический контакт мозаики 2 с призмой 1 искателя осуществляют с помощью контактной жидкости 11, например глицерина, которой заполнен с-ильфон 7- Мозаика 2 из пьезоэлементов через призму 1 с искателя посылает ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие (не показано). Фокусирование ультразвуковых колебаний производят путем изменен-ия кривизны мозаики 2 из пьезоэлементов, заключенной в упругую (например, резиновую) оболочку 5 для чего с помощью механизма перемещения, выполненного в виде полого штока 6 и гайк 13, кинематически связанной с резьбой полого штока 6, перемещают центральную часть мозаики 2 в осевом направлении. При этом периферийная часть 4 упругой оболочки 5 скользит по конической поверхности держателя k, полый шток 6 сжимает сильфон 7 контактная жидкость 11 через отверстие в ПОЛОМ штоке б поступает в полость между призмой 1 искателя и мозаикой 2. Чем больше величина перемещения центральной части мозаики, тем больше кривизна ее и тем меньше фокусное расстояние. Пружина 10 постоянно поджимает гайку 13 к держателю Ц, Пределы изменения фокусного расстояния определяются размерами элементов, расстоянием между ними и упругими свойствами оболочки 5Перемещение полого штока 6 с помощью соленоида 8, установленного на держателе 4 соосно с полым штоком 6, осуществляют путем изменения полярности питающего напряжения обмоток соленоида 8, при этом пластины 9 из мягкого железа попеременно притягиваются или отталкиваются. Контактная жидкость 11 аналогично, как и в nep-i BOM случае, при движении полого штока 6 вверх поступает в полость между мозаикой 2 и призмой 1 искателя. При движении полого штока 6 вниз контактная жидкость 11 поступает СНОБЭ в сильфон 7. Фокусное расстояние в этом случае непрерывно меняется от бесконечности до значения, определяемого кривизной мозаики из элементов. При перемещении центральной части мозаики 2 в осевом направлении отдельные пьезоэлементы мозаики поворачиваются друг относительно друга на некоторый угол, образуя квазисферическую поверхность. Для улучшения геометрии квазисферической поверхности пьезоэлементы мозаики выполнены в виде кольцевых секторов 15Данный искатель позволяет изменять фокусное расстояние в больших пределах, что повышает надежность выявления дефектов, в особенности в крупнокристаллических структурах. Формула изобретения 1. Ультразвуковой искатель, содержащий держатель и закрепленную на нем мозаику из пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля путем изменения фокусного рас