Раздельно-совмещенный ультразвуковой искатель для контроля нагретого металла Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

(54) РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИСКАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАГРЕТОГО

- ;1

Изобретение относится к нераэрушающему контрогао и может быть испопьаовано в ультразвуковой дефектоскопии для контроля горячего металла.

Известен искатель, содержащий две жестко связанные призмы с пьезоэлемен тами 113.:

Недостатком этого искатепя является , малый диапазон угиов ввода ультразвука ,Q в изделие, обусловленный конструктивнь1М выполнением призм и пьезоэлементов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является раздельно Js совмещенный ультразвуковой искатель для консроля нагретого металла, содержащий жестко связанные между собой стержневые звукопроводы, размещенные на их торцах изпучакяций и .приемный дисковые зоэлементы в св$1занные с ними соответственно генератор и регистратор 2

Недостатком этого ультразвукового устройства является его громоздкость. МЕТАЛЛА

слабая термоизоляция пьезоэпоментов при контроле горячего метаппа и низкая помехозащищенность, обукповлешпа соответственно прямолинейностью упьтразвукопроводов, бгшэким расположением пьезопластинк поверхности порячего метаггпа и отсутствием защиты против помех.

Uerib изобретения - расгиирение толпологических возможностей контроля и ni выщение помехозашишенности раздепьносовмещенного ультразвукового искателя. . .Эта цель достигается тем,что каждый стержневой звукопровод вьшолнеп в виде части кольца, рабочий конец которого образован сечениями двух взаимно перпенди1ог11ярных плоскостей, первая из которых касательна к внутремней окружности кольца, а вторая расположена на расстоянии равном толщине кольца, от точки пересечения внещней окружности кольцас первой плоскостью, ось каждого дискового пьезоэлемента удалена от внешней окружности кольца на расстояние, равное радиусу дискового пьезоэпемента, а размеры кольца выбраны иэ усповия ПРИ 67/R, -SinalToclx где Ъ - толщина копьца; R - радиус внешней окружности копь ца; длина внешней окружности стерж невого звукопровода; максимальный угол ввода ультразвука в металл. На чертеже показана принципиальная схема раздельно-совмещенного ультразвукового искателя. Упьтразвуковой искатель содержит жестко связанные между собой стержневые звукопроводы 1 и 2, размеще1шые на их торцах излучающий 3 и приемный 4 дисковые пьезоэлементы и связанные с ними соответственно генератор 5 и регистратор 6. Кроме того, он содержит контрогшруемое изделие 7 и Дефектом 8. Каждый из стержневых звукопроводов 1 и 2 выполнен в виде части кольца, рабочий конец которого образован сечениями двух взаимно перпендикулярных плоскос тей, первая из которых касатепьна к внут ренней окружности кольца, а вторая расположена на расстоянии, равном толщине кольца, ti от точки пересечения внешней ок ружности кольца с первой плоскостью. Ось каждого дискового пьезоэлемента удалена от внещней окружности кольца на расстояние, равное радиусу дискового пьезоэлемента, а размеры кольца выбраны из условия {1), Поперечное сечение ультразвукопрово,да может иметь любую форму, но щирина ti звукопроводов выбирается из условия . ,где А - длина поверхностной ультразвуковой волны в материале звукопровода. Звукопроводы 1 и 2 можно располагать в одном направлении друг за другом в вертикальной плоскости, совпадающей с плоскостями их продольных сечений, а также в вертикальных плоскос тях, находящихся под определенным углом друг к другу,, которые совпадают с соответствующими продольными сечениями зву копроводов.

Искатель работает следующим образом.

Устанавливают раздельно-совмещенный ультразвуковой искатель на контролируемое изделие. Излучающий дисковый пьезоэлемент 3 преобразует электрические импульсы генератора 5 в акустические, которые распространяются вдоль наружной поверхности стержневого звукопрово95

стержневой звукопровоД выполнен в киде части кольца, рабочий коней которого образован сечениями двух взаимно перпендикулярных плоскостей, первая из которых 55 касательн(а к внутренней окружности кольца, -а вторая расположена на расстоянии, равном толщине кольца, от точки пересечения внешней окружности кольца с пер54да 1 .в виде поверхностной волны. На рабочем конце стержневого звукопровода 1 поверхностная волна преобразуется в продольную, которая распространяется под yrnoMcL ct в контролируемом изделии 7 . Далее продольная волна отражается от дефекта 8 и поступает на рабочий конец стержневого звукопровода 2 также под углом ,где она преобразуется в поверхностную и распространяется вдопь наружной поверхности звукопровода 2. Поверхностная волна преобразуется приемным дисковым пьезоэлементом 4 в электрические колебания, которые фиксируются регистратором 6. С помощью регистратора 6 определяют дефектность изделия 7. При образовании ложных ультразвуковых сигналов в эвукопроводе 1 большая их часть попадает на вторую из взаимно перпендикулярных плоскостей рабочего конца звукопровода :1 и рассеивается на ней, т.е. ложные сигналы на, звукопровод 2 не поступают. Криволинейная форма звукопроводов 1 и2 обеспечивает меньшие горизонтальные габариты раздетьно-совмещенного ультразвукового искателя, а также лучщую термоизоляцию дисковых пьезоэлементов 3 и 4 от поверхности горячего металла изделия 7. Таким образом, благодаря конструктивному исполнению звукопроводов и размещению дисковых пьезоэлементов достигается расширение технопогических вог.можностей койтроля и повышение помехазашищенности искателя. Форму л,а изобретения Раздельно-совмещенный ультразвуковой .искатель для контроля йагретого металла, содержащий жестко связанные между собой стержневые звукопроводы, размещенные на их торцах излучающий и приемный дисковые пьезоэлементы и связанные с ними соответственно генератор и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения его помехозащищенности и расширения технологических возможностей контроля, каждый 5. 95 вой плоскос1ью, ось каждого дискового пьеэоэпемента удалена от внешней окружности копьца на расстояние, равное радиусу дискового пьеаоэпемента, а размеры кольца выбраны из условия npw , f Sin где ti - тогацина кольца; R - радиус внешней окружности кольца;В - длина внешней окружности стержневого звукопровода; - максимальный угол ввода ультразвука в металл. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 492799, кл. Q 01 N 29/О4, 1976. 2.Патент США № 351240О, 73-67.5, 197О (прототип).