UA139330U - Роздільно-поєднаний ємнісний перетворювач для контролю імпульсами хвиль релея та лемба - Google Patents

Abstract

Роздільно-поєднаний ємнісний перетворювач для контролю імпульсами хвиль Релея та Лемба містить корпус та закріплені в ньому протектор, дві секції смугових електродів, розміщених в неелектропровідній неферомагнітній основі, одна секція смугових електродів є збуджуючою, а друга - приймальною, обидві секції електродів розміщені в одній площині таким чином, що смугові електроди секцій розташовані одна від одної на відстані, що визначається за формулою l=Kλ, де - відстань між збуджуючою та приймальною секціями; λ - довжина хвилі Релея або Лемба, яка підлягає збудженню в об'єкті контролю та прийому з нього; K - експериментально визначений коефіцієнт. Поздовжні частини смугових електродів збуджуючої та приймальної секцій орієнтовані одна до одної під кутом 120˚±10˚.

Description

Корисна модель належить до засобів неруйнівного контролю і може бути використаною для виявлення дефектів в металовиробах та визначення фізико-механічних характеристик за допомогою ультразвукових імпульсів.

Відомими аналогами є безконтактні ультразвукові перетворювачі |(1| для збудження імпульсів хвиль Релея та Лемба, які, в залежності від конструкції, можуть формувати різні діаграми спрямованості акустичного поля. Оскільки об'єкт контролю (ОК) приймає безпосередню участь в збудженні і прийомі акустичних імпульсів, то його характеристики також слід враховувати при конструюванні перетворювачів. Металевий корпус ультразвукового перетворювача виконує роль електромагнітного екрана, що в комплексі з іншими елементами конструкції підвищує завадостійкість і міцність конструкції. Важливими елементами приладу є збуджуючий та приймаючий елементи, які визначають частоту ультразвукових імпульсів у поверхневому шарі ОК, яка, як правило, задається нормативно-технічною документацією.

Недоліком аналога є формування діаграми спрямованості акустичного поля в двох протилежних напрямках, що може приводити до появи імпульсів когерентних завад і, відповідно, до неправильної оцінки якості ОК.

Найближчим аналогом до корисної моделі є безконтактний ультразвуковий перетворювач (2), що складається з плоского індуктора в вигляді плоскої "зигзагоподібної" котушки із заданим для даної частоти періодом намотки провідників.

Недоліком аналога є те, що при такому геометричному виконанні індуктора діаграма спрямованості збуджених ультразвукових коливань також є двонаправленою. Наявність джерела магнітного поля при контролі феромагнітних виробів приводить до швидкого зносу перетворювача. Окрім цього одночасно збуджуються імпульси завад когерентних частот об'ємних хвиль, що може призвести до неправильної оцінки якості ОК.

В основу корисної моделі поставлена задача створити ємнісний перетворювач (ЄП), нове виконання якого дозволило б підвищити достовірність виявлення дефектів ОК за рахунок зменшення впливу діаграми спрямованості акустичного поля у двох протилежних напрямках та впливу завад когерентних частот об'ємних хвиль, а також підвищити довговічність ЄП.

Поставлена задача вирішується тим, що в роздільно-поєднаному ємнісному перетворювачі для контролю імпульсами хвиль Релея та Лемба, що містить корпус та закріплені в ньому

Зо протектор, дві секції смугових електродів, розміщених в неелектропровідній неферомагнітній основі, одна секція смугових електродів є збуджуючою, а друга приймальною, обидві секції електродів розміщені в одній площині таким чином, що смугові електроди секцій розташовані одна від одної на відстані, що визначається за формулою І-КХ, де І - відстань між збуджуючою та приймальною секціями; А - довжина хвилі Релея або Лемба, яка підлягає збудженню в об'єкті контролю та прийому з нього; К - експериментально визначений коефіцієнт, при цьому поздовжні частини смугових електродів збуджуючої та приймальної секцій орієнтовані одна до одної під кутом 120-107.

Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 наведено схематичне зображення роздільно-поєднаного ємнісного перетворювача для контролю імпульсами хвиль Релея та

Лемба та його розміщення на ОК.

На Фіг. 2 наведено розташування в неелектропровідній неферомагнітній основі секцій смугових елементів ЄП для контролю імпульсами хвиль Релея та Лемба.

На Фіг. 1 позначені: 1 - корпус; 2 - протектор; 7 - неелектропровідна неферомагнітна основа;

З і 4 - смугові елементи; 8 і 9 - з'єднувачі; 11 - ОК; І - відстань між смуговими елементами секцій

ЄП.

На Фіг. 2 позначені: З і 4 - смугові елементи секцій ЄП; 10 - вісь, вздовж напрямку випромінення ультразвукових імпульсів по поверхні виробу; 11 - ОК; 5 і 6 - секції ЄП. І - відстань між смуговими елементами секцій ЄП.

ЄП працює наступним чином. ЄП, який має корпус 1, розташовують на поверхні ОК 11, як це зображено на Фіг. 1 так, щоб протектор 2 прилягав до поверхні ОК 11. Наприклад через з'єднувач 8 на смугові елементи 5 секції З подається постійна і імпульсна напруги. В результаті на поверхневий шар ОК 11 діє постійне і імпульсне електричні поля, що приводить до збудження хвиль Релея (при тонких ОК збуджуються хвилі Лемба), які поширюються вздовж поверхні виробу 11 переважно нормально поздовжнім частинам смугових елементів 5.

Створене акустичне поле сканує поверхню ОК хвилями Релея або об'єм тонкого виробу хвилями Лемба. Якщо в ОК є дефект, то ультразвукові імпульси відбиваються від нього і надходять до смугових елементів 6 секції 4, приймаються за рахунок зворотного перетворення механічних коливань в електричні сигнали при поданій на смугові елементи 6 секції 4 постійної напруги через з'єднувач 9. При цьому за рахунок розташування смугових елементів 5 і 6 секцій 60 З і 4 на відстані І-КА, де | - відстань між збуджуючими та приймальними елементами ЄП; А -

довжина хвилі Релея, яка підлягає збудженню в об'єкті контролю та прийому з нього; К - експериментально визначений коефіцієнт, а також орієнтації смугових елементів 5 і 6 під кутом 1207-4107 виключається прийом когерентних акустичних завад. Окрім цього поверхня ОК 11 сканується тільки в одній його частині, яка знаходиться в області розкриття тупого кута 120:-10", що також зменшує прийняття акустичних завад.

Протектор 2 захищає ЄП від пошкоджень під час сканування поверхні ОК 11.

Технічним результатом корисної моделі є те, що перетворювач даної конструкції має високу захищеність від когерентних акустичних завад. В результаті запропонований перетворювач має підвищену достовірність ультразвукового контролю поверхні електропровідних виробів хвилями

Релея або об'єму тонких виробів хвилями Лемба. Суттєво зменшується знос ЄП при механічному скануванні поверхні виробу.

Джерела інформації: 1. Комаров В.А. Квазистационарное злектромагнитно-акустическое преобразованиє в металлах /В.А. Комаров. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. - 235 с. 2. Горделий В.М. Современньюе злектромагнитно-акустические преобразователи для неразрушающего контроля /В.И. Горделий, В.Е. Чабанов //Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2005. - Мо 2. - С. 59-60.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Роздільно-поєднаний ємнісний перетворювач для контролю імпульсами хвиль Релея та Лемба, що містить корпус та закріплені в ньому протектор, дві секції смугових електродів, розміщених в неелектропровідній неферомагнітній основі, одна секція смугових електродів є збуджуючою, а друга - приймальною, обидві секції електродів розміщені в одній площині таким чином, що смугові електроди секцій розташовані одна від одної на відстані, що визначається за формулою І-КА, де 7, - відстань між збуджуючою та приймальною секціями; А - довжина хвилі Релея або Лемба, яка підлягає збудженню в об'єкті контролю та прийому з нього; К - експериментально визначений коефіцієнт, який відрізняється тим, що поздовжні частини смугових електродів збуджуючої та приймальної секцій орієнтовані одна до одної під кутом 1207х10". Коо) З ше Й . ; ! 4 урн У он Кк ВИ НН СК ВИ ШЕ М Я ї ПИ сани: ШИ ШИ зве роя У нини нише Ї м. я пшнн ши я че др, СА ши ЗА ши нене нн ес их ННЯ ншшшшшшн я кеинеНН О ше в жшжшшшшнншншяшяШшШшШЩтнтНИАИННИНШННИНИОИОИОВОЮНЮВВВООВННННН

   Фіг. 1