RO125257A2 - Procedeu şi aparat de control nedistructiv bazat pe analiza propagării şi atenuaţii undelor elastice provocate printr-un impuls mecanic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu şi la un aparat de control nedistructiv a produselor feroase, neferoase sau nemetalice. Procedeul de control nedistructiv, conform invenţiei, este bazat pe analiza propagării şi atenuării undelor elastice provocate printr-un impuls mecanic, produs de o bilă (5) metalică ce percutează, în cădere liberă, un produs (1) de testat şi generează în acesta unde elastice logitudinale, transversale şi/sau de suprafaţă, undele elastice, care se propagă cu viteze diferite, fiind recepţionate de doi sau mai mulţi senzori (9) plasaţi pe suprafaţa produsului (1), senzori care transmit semnale electrice către un vibrometru (11) cu mai multe canale, ce înregistrează principalele mărimi ce caracterizează vibraţiile, semnalele de la vibrometru (11) fiind preluate de o placă de achiziţie (12) şi transmise unui computer (13), unde sunt comparate cu semnale obţinute de la produse etalon fără defecte, computerul (13) transmiţând informaţia către o interfaţă (14) de comandă, marcându-se astfel produsul testat ca fiind calitativ corespunzător sau necorespunzător. Aparatul pentru control nedistructiv, folosit pentru aplicarea procedeului, este alcătuit dintr-un sistem de percuţie realizat sub forma unui tub de ghidare (7), prin care cade liber o bilă (5) feromagnetică, ce loveşte un produs (1) de testat, ridicându-se apoi şi fiind reţinută de un magnet (8) poziţionabil pe verticală, evitând un al doilea impact asupra produsului (1), plasat pe un suport (2), aşezat, la rândul lui, pe o placă (4) amortizoare, fonoabsorbantă, suportul (2) fiind prevăzut cu reazeme (3) poziţionabile şi reglabile pe înălţime, iar pe suprafaţa produsului (1) fiind plasaţi doi sau mai mulţi senzori (9), prin intermediul unor arcuri (10), semnalele culese de senzori (9) fiind preluate de un vibrometru (11) care transmite semnalele captate către un computer (13) şi, de aici, către o interfaţă de comandă (14), în vederea marcării produsului.

Description

PROCEDEU SI APARAT DE CONTROL NEDISTRUCTIV BAZAT PE ANALIZA PROPAGĂRII SI ATENUATII UNDELOR ELASTICE PROVOCATE PRINTR-UN IMPULS MECANIC

Invenția se refera la un procedeu si un aparat de control nedistructiv al produselor feroase, neferoase, sau nemetalice,de forme si dimensiuni diverse, in care prin impuls mecanic sunt generate unde mecanice care sunt recepționate de doi sau mai multi senzori, semnalele receptate stand la baza evaluării calitatii produsului supus evaluării.

Sunt cunoscute mai multe procedee de control nedistuctiv, fiecare din acestea avand dezavantaje specifice. Controlul nedistrucriv cu ultrasunete nu permite identificarea defectelor aflate in imediata aropiere a suprafețelor produselor. Controlul nedistructiv prin analizare magnetica, nu permite vizualizarea defectelor din profunzimea produselor, iar controlul cu radiatii penetrante implica o durata lunga, cheltuieli ridicate si evaluări vizuale subiective.

In ultima vreme au fost dezvoltate procedee de analiza a proprietăților bazate pe analiza emisiei acustice. In principiu, aceste procedee se bazeaza pe generarea in obiectul supus cercetării a unor trenuri de impulsuri produse pe cale electromagnetica, electrostatica, magnetostrictiva, sau laser. Numeroase patente se refera la astfel de metode de evaluare a proprietăților, respectiv a calitatii (U.S.Pat. 4277977, 4309903, 4417478, 4428236, 5140858, 5191558, 5526689, 5651371, 5929315, 6823736, Appl 1/513334, Appl 1/586375, Appl 1616723).

Procedeul si aparatul care fac obiectul acesrei invenții sunt diferite de cele existente, prin modul diferit de generare a undelor mecanice in obiectele supuse controlului, respectiv revendicările sunt diferite de cele ale altor patente.

In principiu, obiectul - produsul supus contolului este percutat de o bila in cădere libera. Impulsul mecanic generează unde elastice care se propaga prin întreaga masa a obiectului cercetat, undele suferă reflectări si interferențe, iar in timp se atenueaza. Doi sau mai multi senzori care sunt in contact cu suprafața obiectului percep semnale diferite, care sunt achiziționate si analizate de un computer. Prezenta unor defecte (abateri dimensionale, tratament termic necorespunzator, retasuri, incluziuni, pori, fisuri s.a.) produc modificări ale semnalelor recepționate de către senzori. Unul ' sau mai multe obiecte analizate prin alte procedee de control nedistructiv si evaluate ca au o calitate corespunzătoare, sunt considerate etalon pentru semnalele percepute de senzori. Pentru alte obiecte la care senzorii înregistrează semnale care ies din spectrul acceptat, poate fi trasa concluzia ca nu sunt calitativ corespunzătoare. Procedeul si aparatul pot fi utilizate la operația de sortare a produselor de serie mare, in diferite faze tehnologice, respectiv la identificarea produselor care nu corespund parametrilor impuși.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- controlul global al calitatii produselor, evidențierea defectelor de tipuhabateri dimensionale, defecte ale microstructurii (abateri de duritate, incluziuni nemetalice, segregații, retasuri, pori, fisuri), pe fluxul tehnologic de fabricație, precum si la recepția produselor finite;

- etalonare simpla si rapida, pe baza unor produse etalon acceptate ca fiind calitativ corespunzătoare;

- timp scurt de control si evaluare;

- posibilitatea automatizării; _f ’ ' î ’ ^r s vet ei e de brevet Ho t ^20 0 8 - 0 0 4 9 9

-06- 2008

- controlul total al produselor de serie mare;

- aparatul este ușor de realizat, utilizat, intretinut.

In continuare se prezintă un exemplu de realizare a invenției, in legătură cu fig. 1

Fig.l Schema aparatului de control nedistructiv bazat pe analiza propagării si atenuării undelor elastice provocate printr-un impuls mecanic

Conform invenției, obiectul metalic sau nemetalic supus controlului (1) este așezat pe suportul de baza (2), care este prevăzut cu reazemele pozitionabile si reglabile pe înălțime (3). Suportul si reazemele pozitionabile sunt astfel concepute incat sa permită așezarea riguros reproductibila a diferitelor produse cu forme si dimensiuni diferite. Suportul (2) este așezat pe placa amortizoare, fonoabsorbanta (4),fiind astfel evitate influentele vibrațiilor provenite din mediul înconjurător. Bila feromagnetica (5) este eliberata prin acționarea sistemului de reținere (6) si cade liber din poz.A prin ghidajul - tubul (7), lovind produsul (1) in poz.B si prin recul ajunge in poz.C, unde este reținuta de magnetul sau electromagnetul pozitionabil pe verticala (8). Astfel se evita o a doua lovire a obiectului supus controlului. In funcție de marimea obiectului, pentru generarea impulsului mecanic sunt folosite bile cu diametre diferite care sunt eliberate de la diferite înălțimi, masa bilei si inaltimea de cădere fiind stabilite experimental, in funcție de efectul percuției. Impulsul mecanic generează in produs unde elastice care se propaga in toate direcțiile, producanduse numeroase reflectări si interferențe dependente de materialul, geometria, dimensiunile si calitatea produsului. In fiecare punct de pe suprafața produsului se vor înregistra vibrații cu amplitudine, frecventa si defazare diferita. Doi sau mai multi senzori (9) care vin in contact cu suprafața produsului prin acțiunea arcurilor (10) capteaza semnale diferite. Canalele practicate in suportul (2) permit poziționarea senzorilor in cele mai diferite poziții, in funcție de dimensiunile si geometria produselor supuse cercetării. Vibrometrul cu mai multe canale (11) are rolul de alimentare a senzorilor si de captare a semnalelor primite de la aceștia . Semnalele sunt preluate de placa de achiziție (12) si transmise computerului (13) unde sunt comparate cu semnalele obținute de la prodtisul etalon, seiimale care au fost memorate.In cazul înregistrării unor semnale care ies din liiiiitele acceptabile, computerul transmite informația către interfața de comanda (14), marcandu-se produsul ca fiind necorespunzator.

Claims (3)

1. (χ-2 Ο Ο 8 ” Ο Ο 4 9 9

   11 -06 2008

   REVENDICĂRI

   1. Procedeu si aparat de control nedistructiv bazat pe analiza propagării si atenuării undelor elastice provocate printr-un impuls mecanic, caracterizat prin aceea ca impulsul este provocat de o bila (5) care cade liber de la o înălțime prestabilita, iar după lovirea produsului supus controlului (1) bila este oprita de un magnet (8), evitandu-se o a doua lovire.
2. 2. Procedeu si aparat de control nedistructiv, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca suportul (2) permite așezarea reproductibila a produselor de diferite forme si dimensiuni, pe reazeme pozitionabile (3), precum si poziționarea senzorilor de vibrații (9) care vin in contact cu produsul, presiunea de contact fiind asigurata de arcurile (10).
3. 3. Procedeu si aparat de control nedistructiv,conform revendicărilor 1 si 2, caracterizat prin aceea ca semnalele captate de senzorii (9) sunt preluate de vibrometrul cu mai multe canale (11), transmise plăcii de achiziție (12) si apoi sunt analizate si comparate cu semnalele unui produs etalon, de către computerul (13).