Устройство к ультразвуковому дефектоскопу

 

УСТРОЙСТВО К УЛЬТРАЗВУКОВОМУ ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины с электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу , первый источник постоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника пос тоянного напряжения к указанному электроду, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при контроле изделий сложной формы, оно снабжено вторым источником постоянного напряжения, амплитуда которого равна, а фаза противоположна соответственно алтлитуде и фазе первого источника постоянного напряжения, электрод, служащий для подключения JK Дефектоскопу, выполнен секционированным, а в пластине между секциями электродов выполнены канавки.§

„„SU„„.1026048 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з(д) С 01 И 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; -

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(21) 3236637/25-28 (22) 14.01.81 (46) 30.06.83. Бюл. М 24 (72) A.È. Католииенко, В.С. Косинский и Ю.П. Масюк (53) 620.179.16(088.8) (56) 1. "Дефектоскопия", 1980,,9 1, с. 94-96.

2. Авторское свидетельство СССР

В 718777, кл. G 01 N 29/04, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО К УЛЬТРАЗВУКОВОМУ ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде

:параэлектрической полуволновой пластины с электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу, первый источник поетоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника постоянного напряжения к укаэанному электроду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при контроле иэделий сложной форма, оно снабжено вторым источником постоянного напряжения, амплитуда которого равна, а фаза про» тивоположна соответственно амплитуде и Фазе первого источника постоянного напряжения, электрод, служащий для подключения к дефектоскопу, выполнен секционированным, а в пластине между секциями электродов выполнены канавки.

С2

1026048

Изобретение относятся к неразрушающему контролю и,может быть исполь . зовано для дефектоскопин материалов и изделий в различных отраслях про) мышленности.

Известен ультразвуковой преобразователь, включающий секционированный пьезоэлемент с кольцевыми электродами, протектор и демпфер 11 ».

Недостаток устройства — малый диапазон изменения глубины зоны макси- 10 мальной чувствительности, обусловленный ограниченностью полосы пропускания устройства, а также нестабильность его характеристик.

Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство к ультразвуковому дефектоскопу, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины со сплошными электродами, один из которых служит для подключения к дефектоскопу, источник постоянного напряжения и коммутатор, предназначенный для подключения источника постоянного напряжения к указанному электроду (.2».

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость при контроле изделий сложной формы, обусловленная наличием акус- З0 тических сигналов не только из конт,ролируемой зоны, но и из других зон иэделия.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при контроле изделий сложной формы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство к ультразвуковому дефектоскопу, содержащее ультразвуковой преобразователь в виде 40 параэлектрической полуволновой пластины с электродами, один иэ которых служит для подключения к дефектоскопу, первый источник постоянного напряжения и коммутатор, пред- 45 назначенный для подключения источника постоянного напряжения к указанному электроду, снабжено вторым источником постоянного напряжения, амплитуда которого равна, а фаза противоположна соответственно ампли туде и фазе первого источника посто:;янного напряжения, электрод, слу жащий для подключения к дефектоскопу, выполнен секционированным, а в пластине между секциями электродов выполнены канавки.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство к ультразвуковому дефектоскопу содержит ультразвуковой 60 преобразователь в виде параэлектрической полуволновой пластины 1 со сплошным электродом 2 и секционированным электродом, состоящим из дискового электрода 3 и кольцевых электродов 4, канавки 5, выполненные в пластине 1 между дисковым 3 и кольцевыми 4 электродами, протектор

6, демпфер 7, соединенные с дисковым 3 и .кольцевыми 4 электродами, разделительные фильтры 8, выходы которых предназначены для подключения к дефектоскопу, коммутатор,9, заградительные фильтры 10 и источники 11 и 12 постоянного напряжения, соединенные через фильтры 10 и коммутатор 9 с дисковым 3 и кольцевыми

4 электродами.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии внешнего электрического поля параэлектрическая полуволновая пластина 1 пьезоэффектом не обладает. При приложении к пластине 1 внешнего электрического поля от источников 11 и 12 постоянного напряжения в ней индуцируется пьезоэффект,величина которого зависит от значения внешнего электрического поля и переменного напряжения, создаваемого генератором дефектоскопа, и параэлектрическая полуволновая пластина излучает в контролируемое изделие упругие колебания или принимает сигналы, отраженные от дефектов, причем за счет различия постоянных напряжений, прикладываеьых к различным зонам пластины, по знаку данные эоны излучают противофазные .акустические колебания.

Наличие канавок 5 в пластине 1 между дисковым 3 и кольцевыми 4 элект-. родами позволяет исключить возбужде иие паразитных поверхностей волн, а также использовать вектор поперечной поляризации между этими электродами для возбуждения толщинных колебаний.

Разделительные фильтры 8 препятствуют проникновению постоянных. напряжений источников 11 и 12 в приемнопередающий тракт дефектоскопа.

Заградительные фильтры 10 исключают шунтирование приемно-передающего тракта дефектоскопа внутренними сопротивлениями источников 11 и

12 постоянного напряжения.

Параметры параэлектрической полуволновой пластины рассчитывают исходя из пределов требуемой глубины

Н ;„, и Н,,„ зоны контроля по следующйм Формулам и соотношению:

В„= зн,„,„1. а (1)

„.)н „.„) дг с.

- /1-а<н„ - ) - (3) где D - диаметр параэлектрической полуволновой пластиЬа ны с электродами, 1026048

Составитель М. Андреева

Редактор А. Курах Техред М,Тепер Корректор С. Шекмар

Эаказ 4550/36 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Н ., Н вЂ” наименьшая и наибольшая вин vnaN глубины зоны контроля соответственно, длина волны упругих колебаний в материале контро-, лируемого иэделия, - 5

d — диаметр требуемой зоны прозвучивания на глубине б

Н„„,„, r †радиус дискового электро4 да 10

gr — расстояние между дисковым и кольцевыми электродами °

Устройство позволяет аналогично зональной длиннофокусной пьезоэлектрической пластине изменять глубину эоны максимальной чувствительности . при контроле за счет изменения диаметра активной доны пластины, к электродам которой прикладывают напряжения от источников 11 и 12, количества возбуждаемых противофазно зон и радиуса центрального элект.— рода с помощью коммутатора 9.

Для этого в формулу (1) подстав:ляют значение требуемой глубины Н„ зоны контроля и получают диаметр В; зоны параэлектрической полуволновой пластины, электроды которой должны быть подключены к источникам. 11 и 12 постоянного напряжения.

Определяют количество групп m, кольцевых электродов,,в пределах каждой из которых электроды соединены с одним из источников 11 и 12 постоянного напряжения, а сами группы подключены поочередно к разным. источникам по формуле

mq = 0,25. D„- II„. Л .. (4) далее определяют радиусы те указанных групп кольцевых электродов по формуле

r „= all„- Л n, (5) где и = 1,2,...,m, 1

Таким образом, предлагаемое устройство обладает большим диапазоном изменения глубины зоны максимальной чувствительности, высокой стабильностью его характеристики вследствие того, что приемно-передающий тракт дефектоскопа электрически нагружен на постоянную нагрузку, и высокий помехоустойчивостью при контроле изделий сложной формы за счет обеспечения возможности конт. роля заданной по глубине зоны с максимальной чувствительностью.