Аппарат ультразвуковой дефектоскопии



Аппарат ультразвуковой дефектоскопии
Аппарат ультразвуковой дефектоскопии
Аппарат ультразвуковой дефектоскопии
Аппарат ультразвуковой дефектоскопии
Аппарат ультразвуковой дефектоскопии
Аппарат ультразвуковой дефектоскопии

 


Владельцы патента RU 2422815:

МИЦУБИСИ ХЕВИ ИНДАСТРИС, ЛТД. (JP)

Использование: для ультразвуковой дефектоскопии. Сущность: заключается в том, что аппарат ультразвуковой дефектоскопии содержит лазер, испускающий лазерное излучение, и генератор ультразвуковых волн, содержащий первую диафрагму, облучаемую лазером, имеющую заданные частотные характеристики, а также покрытие, по меньшей мере, на той ее части, которую облучают лазерным излучением, и выполненную с возможностью генерировать ультразвуковые колебания; причем аппарат выполняет дефектоскопическое обследование посредством испускания ультразвуковых волн, генерируемых первой диафрагмой ультразвукового генератора, в направлении обследуемого объекта, при этом аппарат ультразвуковой дефектоскопии также содержит приемник ультразвуковой волны, содержащий вторую диафрагму, выполненную с возможностью вибрации под воздействием ультразвуковых колебаний, отраженных от обследуемого объекта; лазерный орган, выполненный с возможностью испускать лазерное излучение на вторую диафрагму и принимать лазерное излучение, отраженное от нее, и устройство обработки и отображения данных. Технический результат: обеспечение возможности дефектоскопического обследования объектов, не вызывая их порчи и деформации, а также повышение точности и производительности ультразвуковой дефектоскопии. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к аппарату ультразвуковой дефектоскопии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Аппаратура для дефектоскопии с использованием ультразвуковых колебаний практически применяется, например, для неразрушающего анализа в медицине и обследования атомных реакторов. Поскольку ультразвуковая дефектоскопия относительно легко обнаруживает, например, внутренние дефекты материала, она играет существенную роль при обследовании ответственных деталей конструкций. В ультразвуковой дефектоскопии для испускания ультразвуковых волн используют пьезоэлемент, такой, например, как раскрытый в нерассмотренной патентной заявке Японии, первая публикация №2000-28589.

Этот пьезоэлемент имеет сравнительно большой радиус, порядка 20 мм, что увеличивает размеры аппарата. В связи с этим, затруднено проведение измерений в стесненных пространствах и для деталей сложной формы. Кроме того, поскольку частотный спектр ультразвуковых волн ограничен определенной частотой пьезоэлемента, могут возникать проблемы с тем, например, что таковая не вполне пригодна для решения отдельных задач, таких как съемка поверхности детали.

Для решения этой проблемы предложен способ лазерной генерации ультразвуковых волн, который раскрыт, например, в нерассмотренной патентной заявке Японии, первая публикация №2005-43139.

В указанном изобретении используют волоконный световод для передачи лазерного излучения к обследуемому объекту, причем лазерный луч порождает ультразвуковые волны на поверхности такого объекта, и эти волны, которые распространяются сквозь указанный объект, измеряют по принимаемому лазерному лучу. Дефекты при таком способе могут быть обнаружены по изменениям в ультразвуковых волнах, а глубину их можно определить частотным анализом принимаемых волн.

В частности, поскольку при генерации ультразвуковых волн используют тонкий волоконный световод, размер аппарата может быть уменьшен, что позволит применять его для измерений в стесненном пространстве и для деталей сложной формы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В изобретении, раскрытом в нерассмотренной патентной заявке Японии, первая публикация №2005-43139, обследуемый объект непосредственно освещают лазерным излучением, тем самым подвергая его угрозе порчи или деформации.

В связи с этим существует проблема ограничения на интенсивность лазерного излучения, что отрицательно сказывается на качестве дефектоскопического обследования, а набор допускаемых к обследованию объектов ограничен.

Другая проблема заключается в невозможности проводить дефектоскопическое обследование в зонах, непрозрачных для лазерного излучения. Например, в присутствии натрия, который используется в качестве теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах.

С учетом вышеуказанных обстоятельств, задача настоящего изобретения - предложить малогабаритный аппарат ультразвуковой дефектоскопии на лазерном излучении, который не вызывает порчи и деформации обследуемого объекта и может с выгодой применяться для проведения различных видов дефектоскопических обследований.

Настоящее изобретение использует следующие средства для решения вышеописанных задач.

Один из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагает аппарат ультразвуковой дефектоскопии, содержащий лазер, который излучает лазерное излучение, и испускающий ультразвуковую волну генератор с первой диафрагмой, которую освещают излучением лазера и которая генерирует ультразвуковые колебания, при этом аппарат ультразвуковой дефектоскопии производит обследование путем испускания в сторону обследуемого объекта ультразвуковых волн, которые генерируются первой диафрагмой испускающего ультразвуковые волны генератора.

Согласно данному варианту первая диафрагма генерирует ультразвуковые колебания за счет лазерного излучения, генерируемого лазером, облучающим первую диафрагму, а эти ультразвуковые колебания направляют в сторону обследуемого объекта. Это позволяет предотвратить порчу и деформацию обследуемого объекта.

Таким образом, интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний можно увеличить, поскольку становится возможным применять более мощный лазер. Это дает преимущество при дефектоскопическом обследовании. Кроме того, поскольку удовлетворительное качество обследования можно получить даже с большого расстояния до обследуемого объекта, угол расходимости пучка можно увеличить. Таким образом, поскольку может быть использована высокая разрешающая способность, точность проверки может быть увеличена.

При этом желательно регулировать мощность лазерного излучения, удерживая ее в допустимых пределах, в которых первая диафрагма не подвергается риску порчи или повреждения лазерным излучением.

Далее, аппарат ультразвуковой дефектоскопии может быть выполнен компактным, поскольку размер генератора, испускающего ультразвуковые волны, может быть уменьшен за счет применения волоконного световода для передачи лазерного излучения.

К тому же, для дефектоскопического обследования используют ультразвуковые колебания, что позволяет проводить обследование в зонах, непрозрачных для лазерного излучения. Например, в присутствии натрия, который применяется в качестве теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах.

Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления желательно предусмотреть средство для регулирования интенсивности лазерного излучения, облучающего первую диафрагму.

Тогда, поскольку интенсивностью лазерного излучения на первой диафрагме можно управлять с помощью средства для регулирования интенсивности, становится возможным управлять интенсивностью и частотой ультразвуковых колебаний, испускаемых первой диафрагмой.

Таким образом, поскольку можно генерировать ультразвуковые колебания, оптимально подходящие для данного типа обследуемых объектов или зон, можно повысить точность дефектоскопического обследования, его производительность и прочие характеристики.

В качестве примеров средства для регулирования интенсивности можно назвать такие средства, которые регулируют выходную мощность лазера, либо длительность импульса лазерного излучения, либо диаметр пятна лазерного пучка на первой диафрагме - такие как, например, ахроматический фильтр, который регулирует энергию лазерного излучения, или собирающая линза, или подобные средства.

Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления предпочтительно, чтобы первая диафрагма имела заданные частотные характеристики.

В этом случае использование аппарата ультразвуковой дефектоскопии с оптимальным узлом-генератором ультразвука, который подбирают одновременно по типу обследуемого объекта и типу дефектоскопического обследования, позволяет повысить точность, производительность и прочие характеристики последнего.

Кроме того, первая диафрагма может быть выполнена из однородного материала или представлять собой пластину, покрытую множеством слоистых материалов, или может представлять собой сложный материал, в котором скомбинированы различные материалы.

К тому же, в вышеописанном варианте осуществления желательно, чтобы первая диафрагма эффективно поглощала лазерное излучение.

Тогда, поскольку большая часть энергии лазерного излучения передается первой диафрагме, можно повысить ее энергетическую эффективность.

К тому же, в вышеописанном варианте осуществления желательно нанести покрытие на поверхность первой диафрагмы, по меньшей мере, в той части, которая освещена лазерным излучением.

Тогда, поскольку покрытие предохраняет первую диафрагму от порчи и повреждения лазерным излучением, интенсивность последнего можно увеличить, а за счет этого можно также увеличить интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний.

При этом, например, в случае покрытия из материала, эффективно поглощающего лазерное излучение, большая часть энергии лазерного излучения передается первой диафрагме, что повышает энергетическую эффективность аппарата.

Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления предпочтительно узел-генератор ультразвуковой волны снабжен множеством устройств, которые генерируют ультразвуковые колебания различных частот.

В этом случае один аппарат ультразвуковой дефектоскопии можно применять для дефектоскопического обследования объектов различных типов в различных средах и прочих условиях.

При этом можно производить, например, обследования различного вида, такие как объемные и поверхностные обследования, то есть можно производить комплексные обследования.

Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления желательно иметь приемник для приема ультразвуковой волны, который содержит вторую диафрагму и лазерный орган, причем вторая диафрагма вибрирует под действием принимаемых ультразвуковых колебаний, отраженных от осматриваемого объекта, а лазерный орган освещает лазерным излучением вторую диафрагму и принимает отраженное от нее лазерное излучение. Приемник ультразвуковой волны выполнен заодно с генератором ультразвуковой волны.

При этом, поскольку не требуется размещение генератора и приемника ультразвуковой волны по отдельности, то отпадает и необходимость в отдельном элементе для приема ультразвуковых волн, производительность дефектоскопии повышается.

Согласно настоящему изобретению, поскольку первая диафрагма генерирует ультразвуковые волны за счет излучения освещающего ее лазера, а ультразвуковые волны испускают в сторону обследуемого объекта, становится возможным предотвратить порчу и деформацию последнего.

Это дает преимущества при проведении дефектоскопических обследований и позволяет уменьшить размеры аппарата ультразвуковой дефектоскопии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает блок-схему аппарата ультразвуковой дефектоскопии согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 схематически показывает устройство зонда согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 показывает блок-схему тракта генерации ультразвуковой волны согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 схематически показывает устройство приемника ультразвуковой волны согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 показывает график зависимости между интенсивностью лазерного излучения и интенсивностью генерируемых ультразвуковых волн.

Фиг.6 показывает частичный вид спереди альтернативной конструкции зонда согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

Номера позиций:

1 - аппарат ультразвуковой дефектоскопии;

5 - лазер;

17 - генератор ультразвуковой волны для объемного обследования;

19 - генератор ультразвуковой волны для поверхностного обследования;

21 - приемник ультразвуковой волны;

33 - ахроматический фильтр;

35 - собирающая линза;

39 - первая (генерирующая) диафрагма;

51 - вторая (приемная) диафрагма;

53 - деталь конструкции.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже в связи с фиг.1-5 подробно раскрыт аппарат 1 ультразвуковой дефектоскопии согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Аппарат 1 ультразвуковой дефектоскопии предназначен для поиска ультразвуком дефектов в деталях в соленой среде, которая представляет собой теплоноситель для реакторов на быстрых нейтронах. То есть, аппарат 1 производит объемное обследование внутреннего состояния и поверхностное обследование состояния поверхности.

На фиг.1 показана блок-схема, которая схематически показывает общее строение аппарата 1 ультразвуковой дефектоскопии.

Аппарат 1 ультразвуковой дефектоскопии содержит:

- зонд 3, который передает и принимает ультразвуковые волны;

- лазер 5, который излучает лазерное излучение;

- лазерный орган 7, который принимает и передает лазерное излучение для измерения ультразвуковой волны;

- устройство 9 сбора данных, которое сохраняет переданные и принятые данные и управляет действием лазера 5 и лазерного органа 7;

- устройство 11 обработки и отображения данных, которое обрабатывает и отображает переданные и принятые данные.

Лазерный орган 7 содержит:

- лазерный генератор 6, который генерирует лазерное излучение;

- оптический коммутатор 8, который передает лазерное излучение в световод и принимает лазерное излучение из световода;

- лазерный интерферометр 10 для анализа интерференции между переданным и принятым лазерным излучением.

На фиг.2 показан разрез зонда 3, который схематически иллюстрирует его строение.

Зонд 3 содержит:

- корпус 13, который представляет собой короб по существу прямоугольной формы из твердого материала;

- кабельный ввод 15 цилиндрической формы, который смонтирован по существу в одной плоскости с центральной частью корпуса 13 и через который проходят световоды;

- генератор 17 ультразвуковой волны для объемного обследования (испускающий узел), который установлен внутри корпуса 13;

- генератор 19 ультразвуковой волны для поверхностного обследования (испускающий узел);

- и множество приемников 21 ультразвуковой волны.

Генератор 17 ультразвуковой волны для объемного обследования, генератор 19 ультразвуковой волны для поверхностного обследования и приемники 21 имеют по существу цилиндрическую форму и установлены на стороне корпуса 13, удаленной от кабельного ввода 15 так, что их оси пересекают поверхность корпуса 13, на которой установлен кабельный ввод 15.

Приемники 21 расположены в форме матрицы (например, 10 строк на 10 столбцов) по существу с постоянным шагом сетки.

Генератор 17 и генератор 19 по существу расположены в центре группы приемников 21.

Генератор 17 и генератор 19 соединены с лазером 5 световодами 23 (фиг.2, фиг.3).

Поскольку генератор 17 и генератор 19 по существу имеют идентичные конструкции, ниже рассмотрена лишь конструкция генератора 17.

Лазер 5 содержит лазерный генератор 25, оптический тракт 27 и фидер 29, который подает лазерное излучение в световод и образован, например, оптическим коммутатором или подобным устройством.

Оптический тракт 27 образован парой зеркал 31, ахроматическим фильтром 33 и собирающей линзой 35.

Несколько ахроматических фильтров 33 выполнены с возможностью смены одного другим и сменой этих фильтров регулируют энергию лазерного излучения.

Собирающая линза 35 установлена с возможностью перемещения вдоль оптического тракта 27, что позволяет регулировать диаметр лазерного луча, который подан в световод 23, т.е. диаметр лазерного луча, который падает на первую диафрагму 39, как описано ниже.

Генератор 17 содержит:

- полый и по существу цилиндрический корпус 37;

- первую диафрагму 39, которая установлена на одном конце корпуса 37;

- жаропрочный демпфер 40;

- опорное кольцо 41, которое расположено с другой стороны первой диафрагмы 39 и поддерживает ее;

- муфту 43, представляющую собой элемент связи, направляющий световоды 23, которые подведены с другой стороны к опорному кольцу 41 при заданном взаимном расположении;

- кольцо 45 с эксцентрическим отверстием, которое расположено с другой стороны муфты 43 и прижимает ее;

- винтовая пробка 47, которая ввинчена на другом конце корпуса 37 и фиксирует расположенные там детали.

Генератор 17 ультразвуковых волн для объемного обследования и генератор 19 ультразвуковых волн для поверхностного обследования устроены так, что первая диафрагма 39 обращена к поверхности, противоположной кабельному вводу 15 корпуса 13.

Первая диафрагма 39 выполнена, например, из нержавеющей стали, имеет диаметр 4 мм и толщину 30-50 мкм.

Также может быть использована первая диафрагма 39 из любого подходящего материала и соответствующих размеров (толщина и прочие). Кроме того, первая диафрагма 39 может быть выполнена из одного материала, или может представлять собой слоистую пластину из множества различных материалов, или может быть сложным материалом, в котором скомбинированы различные материалы.

Материал и размеры первой диафрагмы 39 выбирают с учетом интенсивности лазерного излучения лазера 5, а также интенсивности и частотных характеристик ультразвуковых колебаний, генерируемых таким способом. Кроме того, для повышения энергетической эффективности первая диафрагма 39 предпочтительно выполнена из материала, отличающегося высокой поглощающей способностью в отношении лазерного излучения.

Кроме того, на поверхность первой диафрагмы 39 может быть нанесено покрытие для предотвращения порчи и повреждения материала.

Кварцевое стекло, сапфир, кремний или подобные оптически прозрачные материалы, которые пропускают лазерное излучение и имеют хорошую проницаемость для данной длины волны, предпочтительны для использования в качестве материала для покрытия, поскольку они повышают энергетическую эффективность.

Кроме того, может быть рассмотрено применение пленки, например, из оксида железа или оксида алюминия. Эти оксидные пленки могут повышать степень поглощения лазерного излучения и предотвращать порчу и повреждение материала.

На фиг.4 показано схематическое сечение приемника 21 ультразвуковой волны, иллюстрирующее его конструкцию.

Каждый приемник 21 имеет по существу цилиндрическую форму, а световод 49, который соединен с оптическим разветвителем 8, присоединен к одному концу приемника. Вторая диафрагма 51, т.е. приемная диафрагма, установлена на другом конце каждого приемника 21.

Приемник 21 расположен так, что вторая диафрагма 51 обращена к поверхности, которая расположена напротив кабельного ввода 15 корпуса 13.

Ниже описан принцип действия аппарата 1 ультразвуковой дефектоскопии согласно вышеописанному варианту выполнения.

Зонд 3 помещают напротив детали 53 конструкции, которая представляет собой объект обследования. При выполнении объемного обследования, при котором обследуют повреждение 55 внутри детали 53 конструкции, используют генератор 17 ультразвуковой волны.

Когда лазерный генератор 25 генерирует лазерное излучение, оно попадает в фидер 29 после прохождения оптического тракта 27. В фидере 29 лазерное излучение формируют для ввода в световод 23 на стороне генератора 17. Сформированное лазерное излучение проходит через световод 23 и освещает из муфты 43 первую диафрагму 39.

Когда лазерное излучение освещает передающую диафрагму 39, последняя генерирует ультразвуковые волны.

При этом интенсивность генерируемых ультразвуковых волн изменяется в зависимости от выходной мощности лазерного излучения или плотности энергии лазерного излучения, как показано сплошной линией на фиг.5.

При малой выходной мощности лазерного излучения, плотности энергии лазерного излучения или подобной характеристике энергия лазерного излучения расходуется на повышение температуры, а интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний мала. Этот режим работы называют тепловым режимом.

Когда выходная мощность лазерного излучения, плотность энергии лазерного излучения или подобная характеристика достигает значительной величины, интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний быстро растет. На данном этапе первая диафрагма 39 может разрушаться лазерным излучением, а потому такой режим называют работой на износ.

Когда выходная мощность лазерного излучения, плотность энергии лазерного излучения или подобная характеристика становятся еще больше, разрушающее воздействие на первую диафрагму 39 становится очень большим, и она частично испаряется. Поскольку лазерное излучение рассеивается или поглощается, доля энергии, которую лазерное излучение сообщает первой диафрагме 39, падает. Следовательно, скорость роста интенсивности генерируемых ультразвуковых колебаний уменьшается, а с ней и энергетическая эффективность лазерного излучения. Это состояние обозначено как режим воздушного пробоя.

Таким образом, с учетом энергетической эффективности и опасности повреждения первой диафрагмы 39, интенсивность лазерного излучения (выходную мощность лазерного излучения, плотность энергии лазерного излучения или подобную характеристику) выбирают в пределах диапазона работы на износ.

Если при выбранной энергии не может быть получена требуемая интенсивность ультразвуковой волны, на первую диафрагму 39, например, наносят покрытие.

Если первую диафрагму 39 покрывают, например, пленкой оксида железа или алюминия, эффективность поглощения лазерного излучения растет, и за счет этого интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний может быть увеличена, как показано штрихпунктирной линией на фиг.5. Кроме того, например, если первую диафрагму 39 покрывают материалом, который хорошо проводит лазерное излучение, как например, кварцевое стекло, износ снижается, и таким образом, интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний может быть увеличена, как показано двухпунктирной линией на фиг.5.

Наконец, если даже такое увеличение недостаточно, можно пересмотреть выбор размера, материалов и прочих характеристик первой диафрагмы 39.

Так ультразвуковые колебания С, сгенерированные первой диафрагмой 39 генератора 17, испускают в сторону детали 53 конструкции.

Генерация ультразвуковых колебаний С настроена так, что их основная частота составляет 2-5 МГц. Другими словами, такие параметры, как материал и размеры первой диафрагмы 39, а также интенсивность лазерного излучения лазера 5, подбирают так, что основная частота генерируемых ультразвуковых колебаний С составляет 2-5 МГц.

Ультразвуковые колебания С, которые испускают в направлении детали 53 конструкции, отражаются от последней, поступают в зонд 3 и вызывают вибрацию приемной диафрагмы 51 каждого из приемников 21. При этом, если в детали 53 конструкции имеется повреждение 55, то направление ультразвуковых колебаний С будет повреждением изменено, а фаза вибрации приемной диафрагмы 51 отклонится от первоначальной.

При этом излучение, сгенерированное лазерным генератором 6 лазерного органа 7, освещает приемную диафрагму 51 через оптический разветвитель 8 и световод 49. Лазерное излучение, отраженное приемной диафрагмой 51, возвращается в лазерный интерферометр 10 по тому же оптическому тракту в обратном направлении.

Расстояние, пройденное светом, излученным лазерным генератором и вернувшимся в лазерный интерферометр 10, изменяется вследствие вибрации приемной диафрагмы 51. Это изменение обнаруживается в результате интерференции между обратным лазерным излучением и лазерным излучением, переданным из лазерного генератора 6.

Эти данные сохраняют в устройстве 9 сбора данных, тогда как устройство 11 обработки и отображения данных обрабатывает сохраненные данные, а в случае обнаружения повреждения 55 вычисляет и отображает его местоположение и другие сведения.

Затем, при выполнении поверхностного обследования, обследуют состояние поверхности детали 53 конструкции с использованием генератора 19.

В этом случае генерация ультразвуковых колебаний С первой диафрагмой 39 генератора 19 настроена так, что основная частота составляет 10 МГц. Другими словами, материал и размеры первой диафрагмы 39, а также интенсивность лазерного излучения лазера 5 подбирают так, что основная частота генерируемых ультразвуковых колебаний С составляет 10 МГц.

Таким образом, поскольку основная частота ультразвуковых колебаний С составляет 10 МГц, ультразвуковые колебания С не проникают в глубину детали 53 конструкции, но отражаются ее поверхностью. Таким способом может быть обследовано состояние поверхности.

Заметим лишь, что операция поверхностного обследования подобна операции объемного обследования, а потому избыточное изложение опущено.

Аппарат 1 ультразвуковой дефектоскопии содержит генератор 17 объемного обследования и генератор 19 поверхностного обследования, которые испускают ультразвуковые волны различных частот. Поэтому переключение между этими генераторами позволяет производить обследование, сочетающее свойства объемного и поверхностного обследования, то есть позволяет одним аппаратом производить гибридное обследование.

То есть, использование аппарата 1 ультразвуковой дефектоскопии, который снабжен оптимальной первой диафрагмой 39, соответствующей типу детали 53 конструкции и виду обследования, позволяет повысить точность обследования, его производительность и прочие характеристики.

При этом излучение лазера 5 освещает первую диафрагму 39, а первая диафрагма 39 генерирует ультразвуковые колебания С. Ультразвуковые колебания С испускают в сторону детали 53 конструкции, что позволяет избежать порчи и деформации последней.

За счет этого, поскольку становится возможным применять более мощное лазерное излучение, интенсивность генерируемых ультразвуковых колебаний С может быть увеличена, что дает преимущества при проведении обследования.

К тому же, поскольку адекватное обследование может быть выполнено даже если расстояние до детали 53 конструкции большое, то угол расхождения пучка может быть сделан большим. Таким образом, разрешение может быть увеличено, и таким способом может быть увеличена точность обследования.

Кроме того, поскольку для передачи лазерного излучения используют световоды 23 и 49, размер генераторов 17 и 19 ультразвуковых волн можно уменьшить, и за счет этого выполнить аппарат 1 ультразвуковой дефектоскопии компактным.

Далее, поскольку для дефектоскопического обследования применяют ультразвуковые колебания С, можно производить обследование в зонах, непрозрачных для лазерного излучения. Например, в присутствии натрия, который служит теплоносителем для реакторов на быстрых нейтронах.

Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено настоящим вариантом осуществления и может быть сообразно модифицировано в пределах объема настоящего изобретения.

Например, генератор 17 объемного обследования, генератор 19 поверхностного обследования и приемник 21 ультразвуковых волн могут быть расположены как показано на фиг.6.

Корпус 13 представляет собой, например, короб размером 200×200 мм, по существу прямоугольной формы, поверхность которого разделена на девять по существу квадратных отделений. Каждый из генераторов 17 объемного обследования расположен по существу в центре каждого из по существу квадратных отделений, а единственный генератор 19 поверхностного обследования расположен по существу в центре по существу квадратного отделения, расположенного в центре короба.

Наружный диаметр корпуса 37 генератора 17 может быть, например, примерно 2 мм. При этом, внешний радиус корпуса 37 генератора 19 может быть, например, примерно 2,5 мм.

Приемники 21 имеют внешний радиус, например, примерно 1 мм и образуют матрицу 15×15 в каждом по существу квадратном отделении. На фиг.6, поскольку приемники 21 имеют сравнительно малые размеры, показаны только места их расположения. То есть, приемники 21 расположены в точках пересечения вертикальных и горизонтальных линий, изображенных в каждом из по существу квадратных отделений на фиг.6. Самим вертикальным и горизонтальным линиям не соответствуют какие-либо реальные объекты.

Поскольку по существу квадратные отделения расположены в трех вертикальных и в трех горизонтальных рядах, приемники 21 образуют матрицу размерностью 45×45. Следовательно, в общей сложности может быть размещено 2025 приемников 21.

При увеличении числа приемников подобным образом растет производительность обследования, а также может быть улучшена разрешающая способность и другие характеристики.

При этом, не требуется одновременное наличие обоих генераторов 17 и 19, напротив, в зависимости от задачи, могут присутствовать как оба генератора, так и любой один из них.

1. Аппарат ультразвуковой дефектоскопии, содержащий лазер, испускающий лазерное излучение, и генератор ультразвуковых волн, содержащий первую диафрагму, облучаемую лазером, имеющую заданные частотные характеристики, а также покрытие, по меньшей мере, на той ее части, которую облучают лазерным излучением, и выполненную с возможностью генерировать ультразвуковые колебания; причем аппарат выполняет дефектоскопическое обследование посредством испускания ультразвуковых волн, генерируемых первой диафрагмой ультразвукового генератора, в направлении обследуемого объекта, при этом аппарат ультразвуковой дефектоскопии также содержит приемник ультразвуковой волны, содержащий вторую диафрагму, выполненную с возможностью вибрации под воздействием ультразвуковых колебаний, отраженных от обследуемого объекта; лазерный орган, выполненный с возможностью испускать лазерное излучение на вторую диафрагму и принимать лазерное излучение, отраженное от нее и устройство обработки и отображения данных.

2. Аппарат ультразвуковой дефектоскопии по п.1, отличающийся тем, что лазер снабжен средством для регулирования интенсивности лазерного излучения, направляемого на первую диафрагму.

3. Аппарат ультразвуковой дефектоскопии по п.1, отличающийся тем, что первая диафрагма выполнена с возможностью эффективно поглощать лазерное излучение.

4. Аппарат ультразвуковой дефектоскопии по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что генератор ультразвуковых волн содержит множество устройств, выполненных с возможностью генерировать ультразвуковые колебания с различными частотами.

5. Аппарат ультразвуковой дефектоскопии по любому из пп.1-3, в котором приемник ультразвуковой волны выполнен заодно с генератором ультразвуковой волны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области акустической дефектоскопии и предназначено для использования в стационарных системах мониторинга магистральных газопроводов. .

Изобретение относится к устройствам для формирования базы данных характерных признаков, свойственных определенным развивающимся дефектам, неисправностям и повреждениям буксового узла колесной пары.

Изобретение относится к ультразвуковому неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано, в частности, при ультразвуковом контроле труб в иммерсионном варианте при помощи пьезоэлектрических преобразователей в случае линейного перемещения труб по рольгангу.

Изобретение относится к устройству для неразрушающего контроля стенок ферромагнитных конструктивных элементов согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Изобретение относится к области производства, ремонта и дефектации деталей и может быть использовано при ремонте двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля труб диаметром не более 5 мм. .

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля труб диаметром не более 5 мм. .

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для контроля труб диаметром не боле 5 мм. .

Изобретение относится к средствам испытаний изделий ультразвуком и может быть использовано для выявления дефектов колес при ремонте и изготовлении подвижного состава железнодорожного транспорта, а также для ультразвуковых испытаний изделий в форме тел вращения.

Изобретение относится к способу для неразрушающего контроля материала согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения

Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии и касается конструкции наклонных пьезопреобразователей (ПП)

Изобретение относится к области ультразвукового контроля и может быть использовано для измерения шероховатости поверхности трубы

Изобретение относится к области определения одной из основных характеристик строительных материалов - коэффициента их звукопоглощения, и может быть использовано как для материалов, не обладающих резонансным звукопоглощением, так и для материалов с выраженными резонансными звукопоглощающими свойствами

Изобретение относится к области ультразвукового контроля дефектов в твердых телах и может использоваться для обнаружения дефектов в подошвах рельсов преимущественно железнодорожного транспорта и метрополитена

Изобретение относится к неразрушающему контролю железнодорожных рельсов ультразвуковым методом и может быть использовано для обнаружения дефектов в виде поперечных трещин в подошвах рельсов, уложенных в железнодорожный путь

Изобретение относится к способу обнаружения и классификации дефектов в строительных компонентах, в частности дефектов запрессовки в каналах для создания предварительного напряжения или дефектов уплотнения в бетонных строительных компонентах согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения
Наверх