Устройство для неразрушающего контроля

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1151877

А (р G 01 N 25/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3625395/24-25 (22) 19. 07. 83 (46) 23.04. 85. Бкп. У 15 (72) Ю.В.Иванов и В.К.Меркулов (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 536.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 254849, кл. G О1 И 25/72, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 783667, кл. G 01 N 25/72, 1980 (прототип). (54)(,57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАКЩЕ-

ГО КОНТРОЛЯ вибропрочности изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и злектродинаьлческий вибровозбудитель, а также приемники тепла, устанавливаемые над контролируемым участком изделия и соединенные с регистратором через предварительный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности контроля вибропрочности конструкций, устройство дополнительно снабжено фильтром нижних частот, анализатором спектра мощности и интегратором, причем выход предварительного усилителя подключен к входу регистратора через соединенные последовательно фильтр нижних частот, анализатор спектра мощности и интегратор.

1151877

Изобретение относится к дефектоскопии конструкций и материалов и может быть использовано при их контроле в отраслях машиностроения.

Известно устройство для теплового 5 неразрушающего контроля и дефектоскопии изделий цилиндрической формы, основанное на нагреве иэделия и обнаружении теплового излучения с его поверхности Р17.

1О

Недостатком указанного устройства является необходимость равномерного нагрева всей поверхности контролируемого изделия, причем температура в области дефекта лишь незначительно пре-15 вышает температуру поверхности вне дефекта. Поскольку общий фон темпера туры изделия достаточно высок, чувствительность и разрешающая способность устройства,а следовательно,и точность 20 устройства относительно невелики.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель мощности и электродинамический вибровозбудитель, а также приемник тепла, установленные над контролируемым участком изделия, соединенные с регистратором через 30 предварительный усилитель (2j.

Недостатком указанной установки является относительно малая ее точность в связи с отсутствием средств количественной оценки дефекта, а 35 также динамики его развития при вибронагружениях конструкций.

Целью изобретения является повышение точности контроля вибропрочности конструкций.. 40

Поставленная цель достигается тем, что устройство для нераэрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор, усилитель мощ-<5 ности и электродинамический вибровозбудитель, а также приемники тепла, устанавливаемые над контролируемым участком изделия и соединенные с регистратором через предваритель- 50 ный усилитель, дополнительно снабжено фильтром нижних частот, анализатором спектра мощности и интегратором, причем выход предварительного усилителя подключен к входу регист- 55 ратора через соединенные последовательно фильтр нижних частот, анализатор спектра мощности и интегратор, На чертеже показана схема установки для неразрушающего контроля и эд елий.

Установка содержит электродинамический вибровоэбудитель 1, на котором установлена контролируемая конструкция 2. К входу злектродинамического вибровоэбудителя 1 подключен вьжод генератора 3 через соединенный последовательно с ним усилитель 4 мощности. Над участком контролируемой конструкции 2 установлен приемник 5 тепла, который через сое— диненные последовательно предварительный усилитель б,фильтр 7 нижних частот, анализатор 8 спектра мощности и интегратор 9 подключен к входу регистратора 10.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 3 через последовательно соединенный с ним усилитель 4 мощности, обеспечивающий усиление сигнала по мощности сигнала задающего генератора 3, на вход вибровозбу— дителя 1 подается сигнал некоторой заданной частоты и амплитуды, приводящий в действие вибровозбудитгль 1, на столе которого установлена конструкция 2, испытываемая на вибропрочность. Контроль вибропрочности конструкции осуществляется следующим образом.

Над контролируемым участком 2 устанавливается приемник 5 тепла. При вибронагружении конструкции 2 благодаря внутреннему трению, возникающему в образце, эа цикл напряжения выделяется некоторое количество тепла, в результате чего участок конструкции, подверженный циклической деформации, нагревается до некоторой температуры. Интенсивность тепловыделения участка конструкции 2 зависит от работы, совершаемой эа счет внутреннего трения в образце. Если совершаемая работа приводит к разрушению образца, интенсивность тепловыделения. возрастает, и температура контролируемого участка повышается, так как теплоотвод остается неизменным.

Приемник 5 тепла, установленный над контролируемым участком конструкции 2,. воспринимает выделившееся тепло, и на его выходе образуется изменяющийся во времени электрический сигнал, пропорциональный интенсивнос1151877

Составитель В.Гусева

Редактор P.Öèöèêà Техред С.Мигунова Корректор A 3H>««»

Заказ 2313/33 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ти тепловыделения при «ибронагруже— нии.

Этот электрический сигнал поступает на вход предварительного усилителя 6, где усиливается по мощности, необходимой для последующего анализа. С выхода усилителя 5 усиленный по мощности сигнал подается. на вход фильтра 7 нижних частот и ограниченный по спектру высоких частот до не- 10 которой верхней граничной частоты анализа, зависящей от частоты вибронагружения и резонансной частоты конструкции 2, сигнал с выхода фильтра 7 ниж-. них частот поступает на вход анализа- 1 тора 8 спектра мощности. В анализаторе 8 спектра мощности частотнозависнмый электрический сигнал, характеризующий интенсивность тепловыделения контролируемого участка конструк- 2ц ции 2, раскладывается в ряд Фурье и квадрат амплитуды сигнала на каждой иэ .гармонических составляющих относится к ширине частотной полосы анализа в пределах разрешающей способ- д ности анализатора 8 спектра мощности.

Таким образом, на выходе анализатора

8 спектра мощности образуется электрический сигнал, амнлитуда которого является функцией частоты изменения интенсивности тепловыделения конструкции 2. Очевидно, что эта оценка сигнала будет зависеть как от режимов вибронагружения, так и от свойств конструкции, в том числе от ее запаса

35 прочности. (: С выхода анализатора 8 спектра мощности сигнал поступает на вход интегратора 9, где осуществляется вы— числение подынтегральной площади кри-4р вой сигнала за время интегрирования, выбранное из условий желаемого интервала наблюдения процесса виброиспыта— ния конструкции, например, за 1000 циклов нагружения .

Сигнал, полученный на выходе инте гратора 9, поступает на вход регистратора 10, где фиксируется отметка, характеризующая интенсивность тепловыделения за некоторое число циклон вибронагружения.

Последующие отметки интегрального значения величины спектра мощности интенсивности тепловыделения за последующие циклы нагружения сравниваются на выходе регистратора !О и характеризуют, таким образом, состояние тепловыделения конструкции. Если оценка тепловыделения постоянна, то вибропрочность конструкции достаточна для данных режимов нагружения.

При росте величины тепловыделения развивается процесс разрушения конструкции.

Таким образом, совокупность блоков фильтра 7 нижних частот, анализатора 8 спектра мощности и интегратора 9 обеспечивают повышение точ ности контроля вибропрочности конструкции за счет того, что во-первых, позволяют в количественной форме соотнести режимы вибронагружения и интенсивность тепловыделения как параметр физических процессов, характеризующих внутреннее трение и, вовторых, этот параметр является частотнозависимым как от режимов нагружения, так и от собственных резонансных свойств конструкции.

Кроме того, точность контроля повышается за счет того, что достигается непрерывность наблюдения во времени и сопоставления полученйых оценок за равные интервалы наблюдения.