Ультразвуковой катящийся искатель Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к неразрушаю- игам средствам и методам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля сварных соединений.

Известен катящийся искатель, содер™ жащий колесо с эластичным протектором в виде многогранной првзмь, на боковых поверхностях которой расположены пьезоэлементы С 1 .

Недостатком данного устройства явля- ,д ется незначительная надежность контроля из-за возможного пропуска дефектов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой катящийся искатель, содержащий- ,5 корпус, жестко закрепленную в нем ось и монолитное колесо с эластичным протектором, установленное на оси с возможностью вращения, и пьезоэлемент с демпфером 2.20

Недостатком такого устройства является низкая надежность ультразвукового контроля наличия реверберащюнных шумов в колесе.

Цель изобретения - повышение надежности контроля катящегося искателя.

Указанная цель достигается тем, что в катящемся искателе, содержащем корпус, жестко закрепленную в нем ось и монолитное колесо с эластичным протектором, установленное на оси с возможностью вращения, и пьезоэлемент с демпфером, колесо выполнено с гнездом на одном из торцов, а искатель снабжен вкладышем, выполнен ым в виде тела вращения и установленным в гнезде колеса таким образом, что боковые поверхности гнезда и вкладыша имеют сопряженную поверхность враще.ния, |ось которой совпадает с осью вращения колеса, вкладыш жестко закреплен на корпусе и установлен с зазором отг носительно дна гнезда, образующим с боковой поверхностью гнезда полость, которая заполнена контактной жидкостью, а пьеаоэлемент с демпфером установлен во вкладыше.

Сопряженные поверхности гнезда колесе и вкладыша имеют форму усеченного конуса, геометрические размеры которого йы«бравы 03 соотношенй let b/2a -, f--j g- 5.)Sin fi, где 2a днаметр пьезоэпемента; Ь дптана образующей усеченно1г о конуса; с ширина колеса; 2d - диаметр копеса; р, « угол падеяия ульгразБ5КОВого В колесе со стороны другого торца может быть выполнено cиммeтpич ro перво му аналогичное гнездо, а искатель снабже вютадышем, аналогичным первому вклады шу и установленным подобно ему, а стенка, разделяющая гнезда, представляет собой акустичесжий эгфан. Сопряженгюые поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют сферическую форму, геометрические размеры которой выбраны КЗ соотношений аId 2c3.4c.sinp,, где R радиус сферы. На фиг. 1 изображен катящийся искатель, сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша которого имеют форму усеченного конуса; на фиг. 2 - то же вид сбоку; на фиг. 3 - ультразвуковой катящийся искатель сопряженные поверх ности гнезда, колеса и вкладыша когоро го имеют сферическую форму; на фиг. 4 катящийся искатель с двумя вкладышами; wa фиг. 5 - нклаш 1ш конической формы: Ультразвуковой катящийся искатель содержит колесо 1 с эластичным протектором 2 установленное на оси 3, за- крепленное на корпусе 4 искателя, пьезовлемент 5 с демпфером 6, подключенный к токопроводу 7, вкладыш 8, установленный в гнезде 9 копеса 1, бокон ю поЬерхности гнезда 9 колеса 1 и вкладыша 8 имеют сопряженную поверхность вращения, ось которой совпадает с осью враще ния колеса 1, Вкладыш 8 ясестко закрехэлен на корпусе 4 с постоя нньш контактом с гнездом 9 копеса 1. Пьеэоэлемент 5 с детлпфером 6 установяены во /.вкладьпд© 8; вкладыш 8 имеет форугу усеченного кШ1уса, вкладыш 1О - сферической формы, сопряженные поверкности гнезда 9 колеса 1 и вкладышей 8 и 10 в централ ной области образуют полость 11 для контактной смазки 12, причем на одной да сопряженных поверхностей выполнены канавки.13, соединенные с полостью 11. В искатель )аведев дополнительный вкла- 97 4 дыш 14 с пьезоэпементом 15, демп(|«роы 16 и дополнительной полостью 17дпя контактной смазки 12, flonr,rimi.r.;.iTj:jHbifc: тг, копровод 18, дополш-ггелышя ось 18, аку сздйгческий экран 20 Вютадышн 8 и Ю пршсреппены к корпусу 4 через peryijTipys i №ie шаршсовые опоры 21 и 22. Устройство содержит резиновую тр;;;: ку 23, крепежвьш винты 24 и ИЗ, контролируемое изйалие 26 ,дефектос1г. .У. 7 Ультразвуковой кат-ят-цийсй l.:.:к.5 гель работает следуютвда; обрззоМо При контроле колесо 1 с 1томо-аь:о кк1р пуса 4 искателя поджшлают к novitrpxHuoти контролируемого изделия 26 и с определенной скоростью перемещают по по- верхности. При этом через токопровод 7 от деЛектоскопа 27 подают БыcoкoчacтD ные колебания. Под действием этих сиг- налов пьезоэлемент 5 излучает зтгьтра- звуковые упругие колебания. Последние распространяются йз вкладыша 8 через слой контактной смазки 12 сопря --жекными поверхностями кояеса 1 и вкладыша 8 в колесо 1, причем контактная смазка 12 из полости 11 подается к со прялсенным поверхностям по канавкам 13. На поверхности контролируемого изделия 26 ультразвуковые колебания подают под углом гъ Через эластичный протектор 2, имеющий хороший акустичесзсий контакт. с колесом 1, и слой ж щкости, поступаю- щей по трубке 23 к колесу 1 с протектором 2, ультразвуковые колебания вводятся в металл, распространяются в изделии 26, отражаются от дефектов, воз вращаются по тому же пути на пьезо- элемент 5 и преобразуются из механических колебаний в электрические. Поо ледние через токопровод 7 подаются на дефектоскоп 27. Вкладыш 8, выполненный в виде ус& ченного конуса (фиг. 1), имеет угол на клона между образующими конуса и 9 колеса 1, равный углу падения ультразвукового луча р . Зто обстоятельство увеличивает чувствительность контроля. Сила поджатия вкладыша 8 к колесу 1 регулируется осью 3 и регулируемой ша риковой опорой 21. Перекос вкладыша 8 относитеяьво колеса 1 устраняется вивтами 24. В случае вьшолнения вкладыша 10 сферической формы (фиг. 3) угол па дения /ь ультразвукового луча можно perj лировать с помощью регулируемой шариковой ОП01Ы 22 и оси 3. Искатель с дополнительным вкладышем 14 и пьезоэлементом 15 (фиг.4) работает аналогично описанному 1Я)1ше, Отли чие состоит в том, что отраженные ультразвуковые колебания излучаются пьезо- элементом 5, а прием осуществляется пьеэоэпементом 15. При контроле вэдепий различной устойчивость искателя на поверхности, а следовательно, и стабильность акустичеокого контакта обеспечивает регулируемыми шариковыми опорами 22, установленными на корпусе 4, Таким образом, искатель позволяет повысить надежность контроля и расширить функциональные возможности ульрразвуковых искателей при контроле свар нык соединений. Ф о р м у я а и 3 о б р е т е н Е я 1с Ультрэ.ззрюпой катящийся исв;атель содержапПй кори;;- жестко закрепленную в нем ось и мокол1ггкое колесо с эластич .ным протектором, установленное на оси с возможностью вращения, и пьезоэлемен с демпфером, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, колесо выполнено с гнездом на одном из торцов, а искатель снабжен вкладышем, выполненныгл в виде тела (вращения и установленным в гнезде коле ica такала образом, что боковые поверх- ности гнезда и вкладыша га11еют сопряженную ..поверхность вращения, ось ко. торой совпадает с осью вpaщe raя колеса, вкладыш жестко закреплен на корпусе и установлен с зазором относительно дна гнезда, образующим с боковой поверхностью гнезда полость, которая заПохьнена контактной жидкостью, а пьезоэлемент с демпфером установлен во вкладыше. 9 66 2.Искатель по п. 1, отличающий с я тем, что сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют форму усеченного конуса, геометрические размеры которого выбраны из соотношений4.2а соз/Г 2« 4astnp, где 2q - диаметр пьезоэлетлента; Ъ - длина образующей усеченного конуса; « - ширина колеса; 2а - диаметр колеса; р - угол падения ультразвукового луча. 3.Искатель по nn.l и 2, о т л в чающийся тем, что в колесе со стороны другого торпа выполнено снммет рично первому аналогичное гнездо, а иокатель снабжен вкладышем, аналогичным (Первому вкладышу и установленным подобно ему, а стенка, раздел5пощая гнезда, представляет собой акустический экран. 4.Искатель по п. 1, отличающий с я тем, что. сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют сферическую форму, гес етрическив {нзмеры выбраны из соотнош&ний, - 2о« ,2cJ 4cjsinp, D cosji COS fi где R - радиус сферы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизу 1.Ультразвуковые искатели типа ЙЦ-11 А.Информационный листок ЦНИИТМаш, 1972. 2.KrdutkrcJmer 3., Kraotkr merH. vWerkstoEfprOfuncf niit UEtrasc uCC. Sprtnt er-Vere q: Bergin He-ideeber y, New Jork,1975, 3 , 3O2 (прототвп).

ts

23

Z.

Фиг

24

Фиг.

13

/3

fput.