SU1747893A1 - Способ определени внутреннего размера издели с полостью - Google Patents

Description

Недостатком этого способа  вл ютс  го низка  точность и ограниченные техноогические возможности, обусловленные рудностью точной регистрации параметов колебаний газа в изделии при низкой плотности газа и деформацией самого издеи  (например, тонкостенной оболочки) при величении давлени  газа. Применение способа ограничено также из-за невозможности возбуждени  резонансных колебаний газа при его малом давлении дл  случаев, когда требуетс  определить внутренний азмер издели  с полостью именно при малых-внутренних давлени х.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и расширение технологических возможностей способа путем расширени  нрмеклатуры измер емых изделий и диапазона внутренних давлений, при которых возможно определение внутреннего размера издели ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе определени  внутреннего размера издели  с полостью, заключающемс  в том, что изделие заполн ют рабочей средой фиксированного состава при фиксированных температуре и давлении , возбуждают колебани , измер ют радиальную частоту колебаний рабочей среды, определ ют скорость звука в рабочей соеде. по котооой с учетом резонансной частоты и формы внутренней гюлости суд т о внутреннем размере издели , согласно изобретению снаружи и внутри издели  создают давлени , разность которых равна давлению, при котором требуетс  определить внутренний размер издели .

Дл  повышени  точности определени  внутреннего размера и повышени  безопасности проведени  измерений в качест- ве рабочей среды используют жидкость.

На чертеже изображен вариант устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа определени  внутреннего размера издели  с полостью.

Устройство содержит излучающий и приемный пьезопреобразователи 1 и 2, размещенные на внешней поверхности контролируемого издели  3 (например, трубы) и закрепленные в демпфирующем элементе А, генератор 5, к выходу которого подключен пьезопрёобразователь 1. индикаторный блок 6, к выходу которого подключен пье- зопреобразователь 2, частотомер 7, также подключенный к выходу генератора 5. Дл  заполнени  контролируемого издели  рабочей средой под давлением и создани  давлени  в камере 8 снаружи издели  используют баллон 9 или иное устройство аналогичного назначени . Подачу и измерение давлени  в контролируемом изделии осуществл ют клапаном 10 и манометром 11, а в камере - клапаном 12 и манометром 13. В случае необходимости проведени  измерений при повышенной температуре устройство может быть снабжено нагревателем и системой контрол  температуры (не показаны),

Способ реализуетс  следующим образом .

Контролируемое изделие с полостью заполн ют рабочей средой, например газом фиксированного состава при заданной температуре . Снаружи и внутри издели  создают фиксированные давлени , разность которых равна давлению, при котором требуетс  определить внутренний размер издели , при этом в зависимости от конкретной сто щей задачи исследований давление

внутри издели  может быть равно, меньше или больше давлени  снаружи. Возбуждают в изделии колебани  рабочей среды и измер ют радиальную резонансную частоту колебаний рабочей среды. Определ ют

скорость звука в рабочей среде при заданной температуре и давлении в полости издели . По значению радиальной резонансной частоты и скорости звука в рабочей среде с учетом формы внутренней полости издели 

определ ют внутренний размер изделий в зафиксированном сечении. Например, дл  цилиндрической полости трубы внутренний диаметр d определ ют по формуле

35

j fifmn f.

d 7- С,

(ЦП

где С - скорость звука в рабочей среде; fmn- частота выделенного резонансного пика (т;

0, 1,2..., п 1,2...);

Отп - корни характеристического уравнени  lm(   d) 0. где 1т(х) - функци  Бессел .

Дл  повышени  точности определени 

внутреннего размера изделие дополнительно демпфируют.

Дл  повышени  точности определени  внутреннего размера и повышени  безопасности проведени  измерений в качестве рабочей среды используют жидкость.

Способ был использован при решении задачи определени  внутреннего диаметра тонкостенной циркониевой трубы с наружным диаметром 9,15 мм при давлении 2

кг/мм . При проведении предварительных исследований по способу-прототипу при заданном давлении с использованием в качестве рабочей среды газа регистраци  резонансных радиальных колебаний оказалась невозможна Согласно изобретению в контролируемой трубе 3 и камере 8 из баллона 9 при помощи клапанов 10 и 12 создали давление 30 и 28 кг/мм соответственно, контроль давлени  при этом осуществл ли манометрами 11 и 13. В качестве рабочей среды использовали азот. Посредством излучающего пьезопреобразовател  1, сигнал на который поступал с генератора качающейс  частоты 5, в контролируемой трубе возбуждали упругие колебани  в диапазоне частот радиальных резонансных колебаний азота. Регистрацию колебаний осуществл ли с помощью приемного пьезопреобразовател  2 и индикаторного блока 6. на экране которого наблюдали амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) трубы с газом На АЧХ выдел ли пики, соответствующие радиальным резонансным колебани м газа, и определ ли их частоту с помощью частотомера 7. Дл  лучшего выделени  резонансных пиков газа на АЧХ примен ли демпфирующие элементы 4, выполненные из фторопласта в виде сегментов, ст нутых между собой пружинами . По радиальной резонансной частоте и скорости звука в азоте определ ли внутренний диаметр трубы Таким образом получили, что внутренний диаметр трубы при давлении 2 кг/см2 равен (7,664± 0,002) мм

Применение предлагаемого способа позвол ет точно и надежно определ ть

внутренний размер изделий с полостью при любых требуемых внутренних давлени х и существенно расшир ет диапазон исследуемых изделий за счет обеспечени  возмож- ности измерени  внутреннего размера тонкостенных изделий

Claims (2)

1.Способ определени  внутреннего размера издели  с полостью, заключающийс  в том, что изделие заполн ют рабочей средой фиксированного состава при фиксированных температуре и давлении, возбуждают колебани  рабочей среды, измер ют радиальную резонансную частоту

этих колебаний, определ ют скорость звука в рабочей среде, по которой с учетом радиальной резонансной частоты и формы внутренней полости суд т о внутреннем размере издели , отличающийс  тем

что, с целью повышени  точности измерений при требуемом давлении и расширени  технологических возможностей, снаружи и внутри издели  создают давлени , разность которых равна давлению, при котором требуетс  определить внутренний размер издели .

2.Способ по п 1. отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и безопасности, в качестве рабочей среды используют жидкость.

/2