Зонд для ультразвукового контроля жидкого чугуна

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для экспресс-контроля жидкого чугуна в металлургии . Целью изобретения является повышение точности определения акустических параметров и расширение температурного диапазона путем снижения ложных сигналов волновода зонда за счет нанесения реверберационной штриховки и выполнения рабочего элемента волновода из высоконикелевого сплава. Для сохранения параллельности верхней 5 и нижней 6 плоскостей и геометрии рабочего элемента 4 несущие плоскости и нижняя плоскость, служащая отражателем и источником отсчетного импульса при регистрации прохождения ультразвуковых колебаний, выполнены более массивными по отношению к диаметру волновода 3. Длины L, L.1 рабочего элемента 4 м волновода 3 выбираются из соотношения L

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sos G 01 N 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3853383/28 (22) 11.62.85 (46) 30.10.92. Бюл. № 40 (71) Днепропетровский металлургический институт и Ленинградское производственное обьединение "Знамя Октябоя" (72) Г.К.Белай, O.С. Дробошевский

К,И.Дворкин, A,А.Черняк, Г.А;Кулешова, В.Я.Самарин, Ф.К.Клименко, E.Ñ.Иванушкин и А.М.Бидаш (56) Патент США

¹ 4287755, кл. 6 01 и 29/00, 1981. (54) ЗОНД ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для экспресс-контроля жидкого чугуна в метал. ЫЛ 1772720 A1

2 лургии. Целью изобретения является повышение точности определения акустических параметров и расширение температурного диапазона путем снижения ложных сигналов волновода зонда за счет нанесения реверберационной штриховки и выполнения рабочего элемента волнавода из высоконикелевого сплава. Для сохранения параллельности верхней 5 и нижней 6 плоскостей и геометрии рабочего элемента 4 несущие плоскости и нижняя плоскость, служащая отражателем и источником отсчетного импульса при регистрации прохождения ультразвуковых колебаний, выполнены более массивными по отношению к диаметру волновода 3, Длины, L> рабочего элемента 4 и волновода 3 выбираются из соотношения L

= (0,1-03)И 1 ил.

1772720

Изобретение относится к ультразвуковой технике, а более конкретно к.устройствам, служащим для ввода и приема ультразвуковых колебаний в расплавы металлов и предназначенным для исследования акустических свойств расплавов при высоких температурах, и может быть использовано для экспресс-контроля жидкого чугуна в металлургии, в частности в литейном производстве.

Целью изобретения является повышение точности определения акустических параметров и расширение температурного диапазона путем снижения уровня лажных. сигналов волновода зонда.

На чертеже показан зонд в разрезе.

Зонд содержит ультразвуковой датчик

1, который при помощи прижимного устройства 2 плотно притирается к торцевой поверхности вол новада 3, с рабочим элементом 4, выполненным в виде замкнутого контура с двумя плоскапараллельными плоскостями 5 и 6, перпендикулярными осям волновада 3 и ультразвукового датчика

1, Волновод 3 охлаждается водой, подаю- щей в камеру 7 охлаждения зонда, На жаростойкий материал волновада 3 и рабочего элемента 4 нанесено покрытие слоя 8 диборида хрома. На боковой поверхности валнавода 3 са стороны рабочего элемента на длине не менее 4/5 длины волновода нанесена реверберационная штриховка в виде резьбы глубиной не более 0,5 мм. На участок волнавода 3 между камерой 7 охлаждения и рабочим элементом 4 нанесен слой 9 огнеупорного материала.

Расстояние между верхней 5 и нижней

6 плоскостями рабочего элемента 4, заполняемого расплавом чугуна, при введении зонда в расплав долх<на составлять (0,1 — 0,5) длины валновода 3 от УЗ-датчика до верхней плоскости 5 рабочего элемента 4 в зависимости от типов исследуемых чугунов (различные скорости УЗ-колебаний и различное поглощение) от частоты ультразвуковых колебаний, применяемых для контроля, температуры расплава, физического и теплового равновесия всей системы.

Зонд работает следующим образом.

В камеру 7 водяного охлаждения зонда подается вода давлением 6 — 7 атм. Рабочий элемент 4 и часть 10 волнавода зонда вводится в расплав чугуна. Ультразвуковой датчик 1 изучает колебания (частота 0.6, 1,25

МГц) в водаохлаждаемый волновад 3. 0сновной фронт ультразвуковых волн большей интенсивности распространяется от ультразвукового датчика 1 вдоль продольной аси волновада 3 и достигает рабочего элемента 4. Краевые лучи меньшей интен t0

20 сивности; попадая и отражаясь от боковой поверхности волновода 3, затухают из-за реверберации, вызванной штриховкой в виде резьбы 11.

В дальнейшем ультразвуковые колебания попадают в порцию расплава чугуна, находящегося между двумя плоскостями 5 и 6 рабочего элемента 4, проходятчерез расплав, отражаются от нижней плоскости 6, являющейся отражателем ультразвуковых колебаний и источникам отсчетного импульса при регистрации распространения колебаний в системе. Отраженные ультразвуковые колебания аналогичным трактом поступают обратно.и регистрируются датчиком 1.

Для снижения уровня ложных сигналов, обусловленных повторным отражением волн от боковой поверхности валновада, при прохождении колебаний от датчика до рабочего элемента, а также увеличение объемной реверберации и выделение "луча" УЗволн большей интенсивности вдоль оси волна-,ада на боковую поверхность вално25

55 вода со стороны рабочего элемента до конца ближней зоны ультразвукового датчика наносится реверберацианная штриховка в виде резьбы глубиной не более 0,5 мм, Для сохранения параллельности верхней и нижней плоскостей и геометрии рабочего элемента, несущие плоскости.и сама нижняя плоскость, служащая отражателем и источником атсчетного импульса при регистрации прохождения УЗ-колебаний, выполнены более массивными па отношению к диаметру волновада.

Выбор длин L- Ll рабочего элемента и волновода из соотношения L = (10, t — 0,5)Ll

НЕОбХОдИМ дЛя ПОЛНОГО КаЧЕСтВЕННОГО Отражения расплава с минимальным погашением и максимальной интенсивностью, Формула изобретения

ЗОнд для ультразвукового контроля жидкого чугуна, содержащий ультразвуковой датчик, водаохлаждаемый волновод, на рабочий элемент которого нанесено защьп.ное покрытие. и камеру охлаждения, о тл и ч а ю щ и йс я тем, чта, с целью повышения точности определения акустических параметров и расширения температурного диапазона, рабочий элемент выполнен из высоконикелевого сплава. в качестве покрытия на него нанесен слой диборида хрома, на боковую поверхнссть волнавода со стороны рабочего элемента нанесена реверберационная штриховка длиной не менее 4/5 длины волновода, на участок волновода между камерой охлаждения и рабочим элементом нанесен слой огнеупорного материала, а длины 1, Ll рабочего элемента и вал но вода в bl б и ра от из соотношения

1 = (0,1 0,5)Ll.