Акустический способ исследования свойств изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является обеспечение возможности контроля качества польге цилиндрических изделий благодаря формированию в полости изделия мощного акустического импульса с равномерньм круговьм фронтом за счет выбора определенного количества . fe S СО 00 о от

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) О1) б!) 4 Г 01 t»f 29/04

f С . .» »»» :»»»»

У9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3813621/25-28 (2?) 20 ° 11. 84 (46) 23.03. 87. Бюл. №. 11 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) А.И.Жосан и Д.Н.Яременко (53) 620. 179. 16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 399781, кл. С 01 И 29/04, 1970.

Bulletin of JSNE, 1964, v.7, № 26, р.474-480. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является обеспечение возможности контроля качества полых цилиндрических изделий благоларя Аормированию в полости изделия мощного акустического импульса с равномерным круговым фрон ом за счет выбора опредегенного количества

129 взрывающихся проволочек и равномерного их расположения по окружности. В полости изделия 12, заполненной жидкостью 1 I, устанавливают коаксиальный ввод 3. Импульс высокого напряжения с выхода накопительной емкости

1 через клеммы 2, ввод 3 с центральным электродом 4 и диски 5 поступает на проволочки 9. Электрический взрыв проволочек 9 сопровождается генерированием ударной волны. Под действием высокого напряжения слой 8

8645 полярного диэлектрика на электроде 4 также генерирует встречную ударную волну, что защищает от разрушения слой 8 и электрод 4. Внутрь коаксиального ввода 3 ударная волна не попадает благодаря шайбам 7, Акустический импульс через жидкость 11 передается в изделие 12 и принимается с наружной стороны приемником 10, llo интенсивности принятого сигнала определяют качество изделия. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при контро-ле полых цилиндрических изделий, например, при визуализации внутренней структуры толстостенных труб.

1 ель изобретения — обеспечение воэможности контроля качества полых цилиндрических изделий благодаря ,дюрмированию в полости контролируемого изделия мощного импульса акусти:,ческих колебаний с равномерным круговым фронтом,соосным полости контролируемого изделия.

На фиг.1 представлено устройство для акустического исследования свойств изделий; на фиг.2 — вид A на фиг,.1; на фиг.3 — график зависимости отдачи запасенной энергии Э, приведенной к максимальному значению энергии Э„„,, от отношения диаметра

Й О диска к диаметру Э полости контролируемого изделия; на фиг.-4 — качественный график распределения поля давления Р в ближней зоне взрывающихся проволочек в приведенных координатах расстояния, определяемых отношениями диаметра d, окружности, на которой расположены взрывающиеся проволочки, к диаметру и диска.

Акустический способ исследования ,.свойств изделий осуществляют следующим образом.

В заполненной жидкостью цилиндрической полости изделия .располагают _#_ равномерно по окружности диаметром

dy взрывающиеся проволочки и соединяют их через разрядную цепь с нако2 пительной емкостью. Диаметр d, и количество п проволочек выбирают из выражений

d, = 0,765п;

1 С IrD

0,85, Р1,6 d О5

rpe D — диаметр полости;

С вЂ” величина накопительной емкости;

I — - величина тока;

r — - электрическое сопротивление проволочки;

L — индуктивность разрядной цепи; р — давление во фронте ударной волны;

d . — диаметр проволочки.

В результате подвода запасенной емкостью энергии происходит электрический взрыв проволочек, сопровождающийся генерированием ударной волны.

Через жидкость мощный акустический импульс передается контролируемому изделию,и принимается с наружной стороны последнего. Интенсивность принятого импульса измеряется и с помощью результатов измерений определяют качество контролируемого изделия.

Устройство для акустического исследования свойств изделий содержит накопительную емкость 1, клеммы 2 подвода электроэнергии и коаксиальный ввод 3 с центральным электродом

4. Устройство также содержит два плоских проводящих диска 5 с отверсти1 ? 8645

0,84 D, обеспечивает мак -.имальную отдачу запасенной энергии Э (фиг.3).

Выбор диаметра 1 равным 0,765 D, -что соответствует равенству 0,9 d

5 также обеспечивает максимальное количество выделяемой энергии Э (фиг.4). Диаметр d проволочки 9 так1 же определяется из условия максимума выделяемой энергии. Котп чество и

10 проволочек 9, установленных в отверстиях 6 дисков 5, выбирают из выражения тановлены соосно на коаксиальном вводе 3 и электрически связаны с клеммами 2. Кроме того, устройство содержит распорные шайбы 7, установленные на центральном электроде 4 и одном из дисков 5, слой 8 полярного диэлектрика, окружающий центральный электрод 4, взрывающиеся проволочки

9, установленные в отверстиях 6 дисков 5, и приемник 10. Диаметр d дисков 5 равен 1,1 d .

Устройство для акустического исследования свойств изделий работает следующим образом.

В заполненное жидкостью 11, например водой, изделие 12 с цилиндри- ческой полостью диаметром Э вводят 20 коаксиальный ввод 3. Устанавливают последний так, что центр окружности диаметром d, по которой расположены взрывающиеся проволочки 9, совпадает с осью изделия 12. Диски 5 формируют

25 вокруг проволочек 9 практически замкнутый объем. С накопительной емкости 1 через клеммы 2 подвода электроэнергии, коаксиальный ввод 3 с центральным электродом 4 и диски 5 на проволочки 9 поступает импульс высокого напряжения. В результате происходит электрический взрыв проволочек

9, сопровождающийся генерированием ударной волны. Одновременно при при- 35 ложении высокого напряжения к окружающему центральный электрод 4 слою

8 полярного диэлектрика получают вокруг последнего ударную волну, направленную навстречу ударной волне от взрывающихся проволочек 9, что защищает слой 8 и электрод 4 от разрушения мощным импульсом давления.

Шайба 7 предотвращает прохождение импульса давления внутрь коаксиального ввода 3.

Через жидкость 11 мощный акустический импульс передается контролируемому изделию 12, например металлической толстостенной трубе, и возбуждает его кристаллическую решетку. С наружной стороны изделия 12 импульс регистрируется приемником 10, например фотопленкой. Измеряют интенсивность принятого импульса и по ней определяют качество изделия 12. Выбор диаметра d дисков 5 равным 1,1

d, что соответствует равенству 1 10.I rD л

".8О . р

1 п —

Формула и з обретения

55 ями 6, расположенными равномерно по окружности диаметром d соосной

Центральному электроду 4. Диски 5 vc где D — диаметр цилиндрической полости изделия 12;

С - величина накопительной емкости 1;

I — величина тока в разрядной цепи; г — электрическое сопротивление проволочки 9;

L — индуктивность разрядной цепи, состоящая из индуктивности коаксиального ввода 3 и индуктивности клемм 2;

Р— давление во фронте, создаваемой в результате электрического взрыва проволочек 9 ударной волны;

С, — диаметр проволочки 9..

Формула определения количества п проволочек 9 получена путем обработки экспериментальных данных с помощью

ЭВМ и обеспечивает симметричность нагружения. Экспериментальные данные получают при следукнцих условиях: диаметр проволочек d, = 0,6 — 0,8 мм; емкость накопительной емкости 1 С =

= 20-100 мк; индуктивность разрядной цепи L = 40 10 Г, ток в цепи раэря-з да I = 240-480 кА, диаметр полости изделия 12 0 = 60 мм; напряжение на накопительной емкости U = 5-15 кВ.

Использование акустического способа исследований свойств изделий позволяет увеличить мощность зондирующего импульса за счет повышения КПД до 60Х. Ресурс работы устройства для акустическоГо исследования свойств изделий составляет 10 000 импульсов .

1. Акустический способ исследования свойств изделий, заключающийся в том, что располагают в заполненном 1298б45

Вид4 жидкостью полом изделии взрывающиеся проволочки, соединяют их через разрядную цепь с накопительной емкостью, генерируют в жидкости ударную волну взрывающимися проволочками, принимают 5 возбужденные колебания и измеряют их интенсивность, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью контроля качества полых цилиндрических изделий, взрывающиеся проволочки равномерно располагают в полости изде,лия по окружности диаметром d и определяют о качество изделия по интенсивности прошедших через него колебаний, а диаметр Й и количество и проволочек выбирают из выражений где D — - диаметр полости;

С вЂ” величина накопительной емкости

Х вЂ” величина тока; электрическое сопротивление проволочки; индуктивность разрядной цепи;

Р— давление во фронте ударной волны; и — диаметр проволочки.

2. Устройство для акустического исследования свойств изделий, содержащее накопительную емкость, клеммы подвода электроэнергии, коаксиальный ввод с центральным электродом, взрывающиеся проволочки и приемник, о тл и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью контроля качества полых цилиндрических изделий, оно снабжено двумя плоскими проводящими дисками, установленными соосно на коаксимальном вводе и электрически связанными с клеммами, распорными шайбами, установленными на центральном электроде и одном из дисков, и окружающим центральный электрод слоем полярного диэлектрика, диски выполнены с отверстиями, расположенными равномерно по окружности диаметром d,, соосной центральному электроду, взрывающиеся проволочки установлены в отверстиях дисков, а диаметр d, дисков выбран равным 1,1 d

3 з а

01 Q2 03 ОЮ 05 06 07 08 09 70 dg/д

ФиГ 3

0,8 0,3 07 06 0,5 О,Ч ОЗ 2 РиаФ

Составитель В. Гондаревский

Редактор М. Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 882/46 Тираж 777 Подписное

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