Акустический импедансный преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества клеевых , паяных и сварных соединений тонкостенных обшивок с внутренними элементами конструкций. Целью изобретения является повышение чувствительности и производительности контроля путем выполнения приемного преобразователя в виде двух пьезоэлементов, установленных под равными углами к оси звукопроводящих стержней. В акустическом импедансном преобразователе от излучающих преобразователей упругие колебания проходят через звукопроводящие стержни, приемный и компенсационный преобразователи, вставку и контактный наконечник. При перемещении по контролируемому изделию возникают упругие колебания за счет сил нормального давления F«, и сил трения F , . Для получения максимального напряжения на пьезоэлементах последние ориентируют под 1 о углом 3-8 к оси звукопроводящих стержней (при использовании сапфирового контактного наконечника). При сбалансированных массах контактного наконечника и инерционной массе напряжение между приемным и компенсационньгм преобразователями равно нулю. При контроле напряжения разбаланса определяется степенью дефектности контролируемого изделия. 2 ил. ё (Л 1чЭ ел 1с ч Is9 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1252725, А1

Ш 4 G01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3899409/25-28 (22) 28.03.85 (46) 23.08.86. Бюл. 1Р 31 (72) В.И.Сафрончик, Н.Т.Азаров, В.А.Катуркин и В.М.Комляков (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Р 415573 кл. G 01 N 29/04, 1971. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ ИМПЕДАНСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Иэобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества клеевых, паяных и сварных соединений тонкостенных обшивок с внутренними элементами конструкций. Целью изобретения является повышение чувствительности и производительности контроля путем выполнения приемного преобразователя в виде двух пьезоэлементов. установленных под равными углами к оси звукопроводящих стержней. В акустическом импедансном преобраэоватвле от излучающих преобразователей упругие колебания проходят через эвукопроводящие стержни, приемный и компенсационный преобразователи, вставку и контактный наконечник. При перемещении по контролируемому изделию возникают упругие колебания за счет сил нормального давления F ; F„ и н сил трения F,, F, ; Для получения тр максимального напряжения на пьезоэлементах последние ориентируют под о углом 3-8 к оси звукопроводящих стержней (при использовании сапфирового контактного наконечника). При сбалансированных массах контактного наконечника и инерционной массе напряжение между приемным и компенсационным преобразователями равно нулю.

При контроле напряжения разбаланса определяется степенью дефектности контролируемого изделия. 2 ил.

1252725

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано при контроле качества клеевых, паяных и сварных соединений тонкостенных обшивок с внутренними элементами конструкций.

Цель изобретения — повышение чувствительности и производительности контроля путем выполнения приемного преобразователя в виде двух пьезоэлементов, установленных под равными углами к оси звукопроводящих стержней.

Иа фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — схема сил последнего.

Акустический импедансный преобразователь содержит два расположенных на одной оси (не показано) звукопроводящих стержня 1 и 2, два установлен ных между ними излучающих преобразователя 3 и 4 и закрепленные на концах эвукопроводящих стержней 1 и 2 приемный с контактным наконечником 5 и компенсационный с инерционной массой 6 преобразователи 7 и 8. Приамный преобразователь 7 выполнен в виде двух пьезоэлементов 9 и 10, установленных под равными углами в пределах от 9 до 8 к оси звукопроводящих стержней.

Предусмотрено параллельное соединение через корректирующие сопротивления 11 и 12 пьезоэлементов 9 и 10.

Предусмотрена установка вставки 13 между контактным наконечником 5, контактирующим с контактируемым изделием (не обозначено), и пьезоэлементами

9 и 10, позволяющая проводить замену наконечника 5 по мере его износа.

Устройство работает следующим образом.

От излучающих преобразователей 3 и 4 упругие колебания проходят через эвукопроводящие стержни 1 и 2, приемный 7 и компенсационный 8 преобразователи, вставку 13 и контактный наконечник 5. При перемещении по контролируемому изделию (не обозначено) возникают упругие колебания за счет сил нормального давления F, F < и снл трения F, ; F, (фиг. 2). При автоматизированном контроле с построчным сканированием сигнала FT трения по абсолютной величине постоянна при сканировании в одну сторону и может менять свою величину при изменении направления сканирования. Указанная сила трения зависит oò чисто- ты контролируемой поверхности, а направление ее меняется на противоположное при изменении направления

5 сканирования. Вследствие этого возбуждающая сила Р, F>,, являющаяся векторной суммой сил нормального давления Р„, Р„, излучающих преобразователей 3 и 4 и сил трения F,, F, также изменяет свое направление.

Для получения максимального напряжения на пьезоэлементах 9 и 1О необходимо, чтобы сила реакции F была направлена перпендикулярно к поверхности контролируемого иэделия.

Можно показать на основе математических зависимостей для коэффициента

f трения и угла q наклона пьезоэлементов 9 и 10, вид которых

Fr

Рн где Р, - сила трения;

25 F> — сила нормального давления; (g — arctg f, что при коэффициенте f трения сапфирового контактного наконечника 5 от

0,06 до 0,2 угол наклона пьеэоэлео

30 ментов 9 и 10 составляет от 3 до 8 к оси эвукопроводящих стержней 1 и 2.

При сбалансированных массах контактного наконечника 5 и инерционной массе 6 напряжение между приемным 7 и компенсационным 8 преобразователям равно нулю. При контроле напряжение раэбаланса определяется степенью дефектности контролируемого иэделия.

40 Формула изобретения

Акустический импедансный преобразователь, содержащий два расположенных на одной оси звукопроводящих стержня, установленных между ними два излучающих преобразователя и закрепленные на концах звукопроводящих стержней приемный с контактным наконечником и компенсационный с инерционной массой преобразователи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и производительности контроля, приемный преобразователь выполнен в виде двух пьезоэлементов, установленных под

0 равными углами в пределах от 3 до 8 к оси звукопроводящих стержней.

125?725

®иг 2

Составитель С. Рыжакова

Техред В.Кадар КорректоР Е. Сирохман

Редактор О. Бугир

Подписное

Заказ 4618/46

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4