SU1527494A2 - Устройство дл измерени геометрических размеров металлических изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть использовано в энергетике, машиностроении и других отрасл х народного хоз йства дл  определени  локальных зон деформации металлических изделий со сложным профилем поверхности при длительном воздействии рабочих усилий, характеризующихс  относительными изменени ми объемных, линейных и площадных размеров, и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св. N 1411581. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и достоверности определени  локальных зон деформации издели  со сложным профилем поверхности при длительном воздействии рабочих условий. Указанна  цель достигаетс  за счет установки в узле креплени  консоли 1 к изделию 2 соосно с преобразователем 4 поверхностных акустических волн матричного датчика 3 измерител  скорости этих волн, причем преобразователь 4 поверхностных акустических волн и матричный датчик 3 измерител  скорости этих волн выполнены в виде усеченных конусов 5 и 6 с системой кольцевых и радиальных электродов 9, 10, 11 и 12. С помощью преобразовател  4 и датчика 3 измер етс  скорость распространени  ультразвуковых волн до характерных точек контура, нанесенного на контролируемое изделие 2. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Шг.

сд ю

4

;о (

N)

Изобретение относитс  к области нера.ь руишющего контрол , может быть иснользо- вано в энергетике, ма1ииностроении и других отрасл х народного хоз йства дл  определени  локальных зон деформации металлических изделий со сложным профилем поверхности при длительном воздействии рабочих усилий, характеризуюгцихс  относительными изменени ми объемных, линейных и площадных размеров, и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св. N° 1411581.

Целью изобретени   вл етс  повьиление точности и достоверности ог1реде, 1ени  локальных зон деформации издели  со сложным профилем поверхности при длительном воздействии рабочи.х условий.

На фиг. 1 изображен узел центрировани  и креплени  к изделию консоли устройства с матричным датчико.м измерител  скорости и преобразователем поверхностных акустических волн, общий вид; на фиг. 2 функциональна  б. юк-схема устройства; на фиг. 3матричный датчик измери7е;1н

скорости, общий вид; на фиг. 4 преобразователь акустических волн, общий вид.

Устройстве дл  измерени  геометрических размеров изделий содержит соосно расположенные в узле креплени  консоли I к пове)хности контролируе.мого изде.ш  2 матричный датчик 3 измерите. т скорости и преобразователь 4 поверхностных акустических волн, выполненные в виде пьезо- керамических усеченных конусов Г) и 6, смонтированных в корпусах 7 и 8, на поверхност х пьезокерамических усеченных Ki.iny сов нанесены ко.1ьцевые :1лектроды 9 и 10 и радиальные электроды II и 12, которые разделены пазами 13, преобразова ге.ть 14 поверхностных акустических BO.IH, .юпо. ши- тельный преобразова ге.чь 15 дл  измерени  толщины нздели , б,ток 16 управлени , блок 17 обработки информации и блок 18 согласовани .

Устройство работает следующи.м образом.

На поверхности контролируемого металлического издели  2 со сложным профи- ле.м методом кернени  обозначают геометрический центр. В геометрическом центре устанавливаютс  узел центрировани  и креплени , вращающа с  регулируема  консоль 1, несуща  преобразователь 14 поверхностных волн и преобразователь 15 продольных ультразвуковых волн, зажимы дл  креплени  лектропера и обводной визир, в узле креплени  консоли 1 устанавливают матричный датчик 3 измерител  скорости и преобразователь 4 поверхностных акустических волн.

Подключают .матричный датчик 3 из.ме- рител  скорости, преобразователи 4 и 14 поверхностных акустических волн, преобразователь 15 продольных ультразвуковых волн к блокам 16 и 17 управлени  и обработки информации, эти блоки соедин ют с блоком 18 согласовани .

С помощью электропера на поверхности контролируемого издели  2 нанос т зам- кнутый контур с отметкой характерных точек В геометрическом центре и на границе замкнутого контура путем смачивани  специальной жидкостью создаетс  акустический контакт между матричным датчиком 3, акустическими преобразовател ми 4, 14 и 15

л

и поверхностью контролируемого издели  2. В зависимости от положени  консоли 1 с преобразователем 14 поверхностных волн и преобразователем 15 продольных ультразвуковых волн блок 16 управлени  подает

возбуждающие и.мпульсы электрического напр жени  на кольцевые 9 и 0 и соответствующие радиальные 11 ,i 12 электро.ды матричного датчика 3 измерител  скорости и преобразовател  4 поверхностных аку.:тических волн, причем с помощью блока 18 согласовани  блок 16 управлени  включает те .матрицы (радиальные электроды 11 и 12) дпгчика 3 измерител  скорости и преобразовател  4 поверхкост:1ых акустических волн, которые обеспечиваю одновременное измерение с помощью блока 17 обработки информации времени распространени  поверхностной акустической волны, из- .лучаемой преобразователем 4 до одной из характерных точек контура, в которой в данное врем  находитс  преобра.зователь 14,

и скорости распространени  поверхностных акустических волн в этом же направлении. При помощи ультразвукового преобразовател  15 измер етс  также толщина изделий 2 в данной характерной точке. На основании сигналов датчика 3 из.мерител  скорости и преобразователей 4, 14 и 15 блок 17 обработки информации выдает сведени  о геометрических размерах контролируемого издели  в данном направлении и в данной характерной точке. При перемещении

консоли 1 в другие характерные точки контура блок 16 управлени  на основании сигналов блока 17 согласовани  переключает радиальные электроды 11 и 12 (матричные элементы) датчика 3 измерител  скорости и преобразовател  4 поверхностных акустических волн таким образом, чтобы вновь обеспечить измерение времени распространени  поверхностных волн до характерной точки контура и скорости этих волн в этом же направлении.

Описанным образом производ тс  измерени  во всех критических точках замкнутого контура поверхности контролируемого издели .

Дл  снижени  уровн  акустической св зи между матричными элементами датчика

3 измерител  скорости и преобразовател  4 поверхностных акустических волн в пьезокерамических усеченных конусах 5 и 6 выполнены пазы 13 глубиной 0,8 толщины пье

зокерамических усеченных конусов 5 и 6, что позвол ет снизить уровень акустической св зи до 10% от уровн  св зи без пазов .

С этой же целью усеченные конусы 5 и б можно изготавливать из пьезокерами- ки с малым значением пьезомодул  при большом пьезомодуле зз- Так, например , пьезокерамика ПКР-50 имеет пьезомо- дуль i/.3i Кл/Н при пьезомодуле 33 23-10- Кл/Н. .

Дл  повышени  точности определени  геометрических размеров контролируемого издели  2 измерени  выполн ютс  путем обхода всех характерных точек контура в пр мой и обратной последовательности.

Относительные изменени  геометрических размеров, характеризуюших величину и место деформации издели  со сложным профилем поверхности, определ ютс  исход  из средних значений результатов измерений в исходном состо нии издели  2 и после длительного воздействи  на него рабочих условий .

В случае ручного варианта контрол  пpeдv aгaeмoe устройство можно реализовать если использовать в качестве блока 18 согласовани  пакетный переключатель, вал которого вращаетс  при перемешении консоли 1 с преобразователем 14 поверхностных волн, при этом скольз шие контакты пакетного переключател  подключают соответствующие радиальные электроды 10 и I1 матричного датчика 3 измерител  скорости и преобразовател  4 поверхностных акустических волн к генератору зондирующих импульсов стандартного дефектоскопа (типа ДУК66, УД-10УА и т. п.), играющего роль блока 16 управлени , прин тые сигналы датчика 3 измерите;   скорости и преобразовател  14 поступают на вход того же дефектоскопа, играющего роль блока 17 обработки информации (измер ет врем  распространени  ультразвуковых волн дл  определени  искомых скоростей и размеров).

Использование изобретени  позвол ет повысить точность и достоверность определени  локальных зон деформации изделий со сложным профилем поверхности при дли- тельно.м воздействии рабочих условий, дости0

5

0

5

0

5

0

5

гаетс  также повьпкение надежности работы устройства за счет стабильности акустического контакта, так как переключение матричного датчика 3 измерител  скорости и излучател  4 поверхностных акустических волн при изменении положени  приемного преобразовател  14 осуществл етс  6,io- ком 6 управлени  без механического перемещени  датчика 3 и преобразовател  4.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   . Устройство дл  измерени  геометрических размеров металлических изделий по авт. св. № 1411581, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и достоверности определени  локальных зон дефор- .мации издели  со сложным профилем поверхности при длительном воздействии рабочих условий, оно снабжено матричным датчиком измерител  скорости распространени  ультразвуковых волн, расположенным в узле креплени  консоли к изделию соосно с преобразователем поверхностных акустических волн, преобразователь и матричный датчик выполнены в виде усеченных конусов , образующие которых составл ют с горизонталью углы а и (Л -а) соответственно, где а. - второй критический угол дл  материала контролируемого издели , на внешних поверхност х преобразовател  и матричного датчика нанесены соответственно радиальные и кольцевой электроды, а на внутренних - кольцевой и радиальные, причем радиальные электроды разделены пазами с глубиной не менее 0,8 толщины усеченного конуса.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности за счет автоматизации измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоком управлени , блоком согласовани  и блоком обработки информации, входы преобразовател  поверхностных акусти ческих волн и дополнительного ультразвукового преобразовател  дл  измерени  толщины издели  соединены с соответствующими выходами блока управлени , а их выходы - с входами блока обработки информации .

   10 10

   10

   10

   Фиг.

   фиг.З