Зонд

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения различных измерений. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей зонда, путем проведения многократных измерений в протяженных изогнутых каналах с малым проходным сечением. Зонд состоит из проводника в изоляционной оболочке, измерительного наконечника, гибкого элемента, втулки и переходника с осевым и поперечными отверстиями. Проводник и гибкий элемент установлены в осевом отверстие втулки, полости корпуса и осевом отверстии переходника. Проходное сечение корпуса перекрыто поясками пластичного наполнителя. Корпус выполнен из сжатой пружины. Штифты проходят через концы гибкого элемента, а их концы заделаны во втулке и переходнике. Длины гибкого элемента и проводника превышают длину части корпуса, в предела которой они установлены. В поперечных сечениях корпуса возможно положение гибкого элемента и проводника, при котором отсутствует их контакт с корпусом. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для проведения электрических, температурных, магнитных и т.п. измерений в протяженном изогнутом канале, например, в трубке парогенератора атомной станции.

Известен зонд, содержащий гибкий проводник в изоляционной оболочке, соединенный с вихретоковым преобразователем, расположенным внутри оправки /1/.

Недостатком известного устройства является то, что приложенное к гибкому проводнику усилие не позволяет протолкнуть вихретоковый преобразователь на относительно большое расстояние вдоль полости протяженного канала с несколькими изгибами и затесненным проходным сечением.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является зонд, который состоит из корпуса, образованного последовательно соединенными втулками, троса, натянутого внутри корпуса, проводника с измерительным наконечником, укрепленного на наружной поверхности корпуса, и вставок, укрепленных между смежными втулками /2/.

Недостаток данного устройства состоит в том, что измерительный наконечник нельзя ввести на заданную длину в полость исследуемого канала с несколькими изгибами и относительно малым проходным сечением, так как конфигурация корпуса фиксирована и не может подвергаться изменению в процессе ввода в канал.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, а именно расширение функциональных возможностей зонда.

Для решения этой задачи в устройстве, содержащем по меньшей мере один проводник в изоляционной оболочке, соединенный с измерительным наконечником, гибкий элемент, расположенный в полости корпуса, и втулку с осевым отверстием, установленную на одном из концов корпуса, предлагается: - между корпусом и измерительным наконечником установить переходник с одним осевым и двумя поперечными отверстиями; - проводник с изоляционной оболочкой последовательно пропустить через осевое отверстие втулки, полость корпуса и осевое отверстие переходника; - проходное сечение, образованное корпусом, проводником и гибким элементом полностью перекрыть по меньшей мере одним поясом пластичного наполнителя; - во втулке выполнить два поперечных отверстия; - корпус изготовить в виде сжатой пружины; - свободные концы корпуса укрепить в спиральных проточках на наружных поверхностях втулки и переходника; - штифты пропустить через свободные концы гибкого элемента и фиксировать их положение в осевых отверстиях втулки и переходника; - концы штифтов заделать в поперечных отверстиях втулки и переходника; - за пределами пояса пластичного наполнителя длины гибкого элемента и проводника выполнить превышающими длину той части корпуса, в пределах которой они установлены;
- в любом поперечном сечении корпуса предусмотреть возможность обеспечения такого положения гибкого элемента и проводника, при котором отсутствует их контакт с корпусом.

В результате достигается требуемый результат.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено продольное осевое сечение и общий вид зонда, а на фиг. 2-5 - его поперечные сечения, проходящие соответственно через втулку, корпус, пояс пластичного наполнителя и переходник.

Зонд содержит по меньшей мере один проводник 1 в изоляционной оболочке 2, соединенный с измерительным наконечником 3.

Гибкий элемент 4 расположен в полости корпуса 5.

Втулка 6 с осевым отверстием 7 установлена на одном из концов корпуса 5.

Между корпусом 5 и измерительным наконечником 3 установлен переходник 8 с одним осевым 9 и двумя поперечными 10 отверстиями.

Проводник 1 с изоляционной оболочкой 2 последовательно проходит через осевое отверстие 7 втулки 6, полость корпуса 5 и осевое отверстие 9 переходника 8. Это защищает их, например, от механического воздействия со стороны исследуемого канала в процессе эксплуатации зонда.

Проходное сечение 11, образованное корпусом 5, проводником 1 в изоляционной оболочке 2 и гибким элементом 4, полностью перекрыто по меньшей мере одним поясом пластичного наполнителя 12. Это обеспечивает надежную фиксацию положения проводника 1 и гибкого элемента 4 относительно корпуса 5 и исключает излишнее растяжение корпуса 5 на различных участках длины при выведении зонда из исследуемого канала и предотвращает обрыв расположенного в полости корпуса 5 проводника 1 с изоляционной оболочкой 2.

Втулка 6 имеет два поперечных отверстия 13.

Корпус 5 выполнен в виде сжатой пружины. Это решение обеспечивает относительную гибкость и жесткость корпуса 5, что позволяет ввести измерительный наконечник 3 на относительно большое расстояние в полость исследуемого канала, имеющего изгибы по длине.

Свободные концы корпуса 5 укреплены соответственно в спиральных проточках 14, 15 на наружных поверхностях втулки 6 и переходника 8.

Штифты 16, 17 проходят через свободные концы гибкого элемента 4 и фиксируют их положение в осевых отверстиях 7, 9 втулки 6 и переходника 8.

Концы штифтов 16, 17 заделаны в поперечных отверстиях 13, 10 втулки 6 и переходника 8.

За пределами пояса пластичного наполнителя 12 длины гибкого элемента 4 и проводника 1 в изоляционной оболочке 2 превышают длину той части корпуса 5, в пределах которой они установлены. Это позволяет обеспечить изгиб корпуса 5 в нужном направлении без разрыва проводника 1 в изоляционной оболочке 2 и гибкого элемента 4.

В любом поперечном сечении корпуса 5 возможно по меньшей мере одно положение гибкого элемента 4 и проводника 1 в изоляционной оболочке 2, при котором отсутствует их контакт с корпусом 5. Данное решение обеспечивает свободное скольжение проводника 1 с изоляционной оболочкой 2 и гибкого элемента 4 в полости корпуса 5 в продольном направлении, а также не ограничивает подвижность корпуса 5.

Гибкий элемент 4 выполняют, например, в виде плоской ленты.

Проводник 1 в изоляционной оболочке 2 и гибкий элемент 4 могут быть гофрированными по длине. В результате они преимущественно занимают положение в центральной его части полости корпуса 5, что исключает механическое, тепловое и т.п. воздействие корпуса 5 на эти конструктивные элементы в процессе эксплуатации зонда.

Концы гибкого элемента 4 могут иметь по меньшей мере по одному изгибу 18. Это способствует повышению надежности их соединения со штифтами 16, 17.

Зонд работает следующим образом. Измерительный наконечник 3 постепенно вводят в исследуемый канал на требуемое расстояние за счет продольного усилия на корпус 5 зонда. При этом пружина, из которой изготовлен корпус 5, находится в сжатом состоянии и принимает конфигурацию той части исследуемого канала, в которой она расположена. После проведения исследования канала с помощью измерительного наконечника 3 зонд выводят из канала. При этом в результате трения о внутреннюю поверхность исследуемого канала пружина подвергается растяжению. Однако наличие в полости корпуса 5 поясов пластического наполнителя 12 и заделанного в них гибкого элемента 4 исключает недопустимое растяжение пружины и, соответственно, предотвращает разрыв проводника 1 в изоляционной оболочке 2. Таким образом обеспечивается работоспособность зонда.

Использование предлагаемого зонда позволяет проводить многократные измерения в протяженных изогнутых каналах с относительно малым проходным сечением.

Пример конкретного выполнения зонда
Для исследования структуры канала парогенератора атомной станции изготовлен зонд, в котором в качестве измерительного наконечника 1 использован вихретоковый датчик.

К вихретоковому датчику подсоединено два проводника 1 в изоляционной оболочке 2.

Корпус 5 выполнен в виде сжатой стальной пружины с размерами 8х1,5 мм.

В полость корпуса 5 и введен гибкий элемент 4 из пропиленовой гофрированной по длине ленты, имеющей поперечное сечение 5х0,5 мм.

Концы гибкого элемента 4 зафиксированы цилиндрическими штифтами 16, 17, имеющими диаметр 1,5 мм.

В полости корпуса 5 с шагом 1 м расположены пояса пластичного наполнителя 12. В качестве материала для поясов пластичного наполнителя 12 использован пластификатор, который в жидком состоянии локально вводят в полость пружины через щели между ее смежными витками. Далее пластификатор за счет вулканизации на воздухе застывает и фиксирует положение проводника 1 с изоляционной оболочкой 2 и гибкого элемента 4 относительно внутренней поверхности корпуса 5.

Длины проводников 1 в изоляционной оболочке 2 и гибкого элемента 4 превышают длину той части корпуса, в пределах которой они установлены, соответственно в 1,10 и 1,05 раза.

Зонд позволяет обеспечить исследование внутренней поверхности трубок парогенератора атомной станции, имеющих длину до 17 м, внутренний диаметр 13 мм и 7 изгибов по длине.

Создан опытный образец зонда и показана его работоспособность.

Источники информации
1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1995. С. 301-302.

2. А.с. СССР N 1174863, 28.08.85 г., БИ 31.

Формула изобретения

1. Зонд, содержащий по меньшей мере один проводник в изоляционной оболочке, соединенный с измерительным наконечником, гибкий элемент, расположенный в полости корпуса, и втулку с осевым отверстием, установленную на одном из концов корпуса, отличающийся тем, что между корпусом и измерительным наконечником установлен переходник с одним осевым и двумя поперечными отверстиями, проводник с изоляционной оболочкой последовательно проходит через осевое отверстие втулки, полость корпуса и осевое отверстие переходника, проходное сечение, образованное корпусом, проводником в изоляционной оболочке и гибким элементом, полностью перекрыто по меньшей мере одним поясом пластичного наполнителя, втулка имеет два поперечных отверстия, корпус выполнен в виде сжатой пружины, свободные концы корпуса укреплены соответственно в спиральных проточках на наружных поверхностях втулки и переходника, штифты проходят через свободные концы гибкого элемента и фиксируют их положение в осевых отверстиях втулки и переходника, концы штифтов заделаны в поперечных отверстиях втулки и переходника, за пределами пояса пластичного наполнителя длины гибкого элемента и проводника в изоляционной оболочке превышают длину той части корпуса, в пределах которой они установлены, в любом поперечном сечении корпуса возможно по меньшей мере одно положение гибкого элемента и проводника в изоляционной оболочке, при котором отсутствует их контакт с корпусом.

2. 3онд по п.1, отличающийся тем, что гибкий элемент имеет вид плоской ленты.

3. Зонд по п.1, отличающийся тем, что гибкий элемент и проводник в изоляционной оболочке выполнены гофрированными по длине.

4. Зонд по п.1, отличающийся тем, что на концах гибкого элемента выполнено по меньшей мере по одному изгибу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5