Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер

Авторы патента:


Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер
Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер
Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер
Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер
Низкопрофильный ультразвуковой контрольный сканер

 

G01N29/07 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2514153:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Использование: для контроля конструкций с использованием ультразвука в пространствах с малым зазором. Сущность: заключается в том, что контрольный сканер [1000] имеет низкопрофильное строение, предназначенное для вхождения в узкие пространства и контроля конструкций [10], например сварных соединений [13]. Узлы колесной рамы [1100, 1200] перемещают держатель зонда в сборе [1110] с ультразвуковой (US) решеткой [1400], которая испускает ультразвуковые лучи через конструкцию [10] и принимает отраженные звуковые волны. Держатель зонда в сборе [1110] вытягивается, и ультразвуковой луч отклоняется для контроля в узких местоположениях. Узлы колесной рамы [1100, 1200] катятся на колесах [1140, 1240], которые приводит в движение блок кодирования [1250]. Блок кодирования [1250] обеспечивает определенные местоположения для принятых звуковых волн относительно сварного шва. Местоположения и принятые звуковые волны используются для восстановления сигнала, показывающего дефекты внутри конструкции [10]. Колеса [1140, 1240] могут быть магнитными, чтобы удерживаться на контролируемой конструкции [10]. Тормозная система [1600] может применяться для удержания контрольного сканера [1000] в заданном местоположении. Технический результат: обеспечение возможности контроля узких пространств. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству для контроля конструкций с использованием ультразвука, а точнее говоря, к низкопрофильному устройству для контроля конструкций с использованием ультразвука в пространствах с малым зазором.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Проверка частей, находящихся под давлением, и различных конструкций с использованием неразрушающих методик проверки является трудной задачей, особенно при проверке роликовых швов. Например, систему котлов, имеющую несколько компонентов в постоянном, ограниченном объеме пространства, может быть сложно контролировать с точностью. Как правило, с использованием ультразвуковых методик (UT) оператор вручную сканирует нужную область конструкции с помощью ручного UT-зонда, который пропускает сигналы (звуковые волны) через конструкцию и сварной шов и принимает измерения обратной связи в результате сканирования. Очевидно, что такой ручной процесс восприимчив к неточностям, поскольку мелкая моторика оператора при прохождении конструкции может быть не полностью устойчива или последовательна, что превращается в не особо оптимальные замеры (например, пропущенные трещины или уменьшения стенок, ложные срабатывания и другие подобные ошибки).

Поскольку такое повреждение и неисправность обычно начинаются на сварном шве этих компонентов, важно периодически контролировать швы. Поскольку контролируемые компоненты являются частью функционирующей системы, лучше всего контролировать их без необходимости удалять компонент или разбирать систему.

Широко применяемые устройства контроля применили ультразвуковые сканеры, которые перемещались с места на место вручную. Результирующие замеры изображаются в виде диаграммы или иным образом показываются оператору, чтобы указать местоположение дефектов. Сканер, который предоставляет зонд, который может быстро и без разрушений оценить состояние сварного шва, уменьшает время обслуживания и является полезным.

Универсальные механические сканеры использовались для контроля состояния швов на объектах различной формы. Из-за их универсального характера они были большими и громоздкими.

В системах парообразования обычно имеются сварные трубы, которые переносят пар под давлением. Эти трубы применяют швы, которые нужно периодически наблюдать. Из-за узких зазоров традиционные устройства контроля не подойдут, и они не приспособлены к такой форме.

Поэтому необходимо низкопрофильное устройство контроля, которое сможет вместиться в узкие пространства, чтобы контролировать швы компонентов, требующих частого контроля.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с проиллюстрированными в этом документе особенностями предоставляется носитель ультразвукового зонда, который включает в себя контрольный сканер [1000], имеющий меньший профиль, чем проекты известного уровня техники, для передачи и приема ультразвуковых лучей для контроля объема конструкции [10], содержащий:

по меньшей мере одну колесную раму [1100];

ультразвуковую (US) решетку [1400], приспособленную для сканирования упомянутого объема упомянутой конструкции [10] с помощью ультразвуковых лучей, отклоненных от упомянутой колесной рамы [1100], и приема ультразвуковых сигналов, отраженных обратно к решетке [1400], причем решетка [1400] прикреплена и перемещается с помощью колесной рамы [1100];

колеса [1140], прикрепленные к колесной раме [1100] для перемещения колесной рамы [1100], причем колесам [1140] разрешено вращаться, перемещая раму в прямом направлении или обратном направлении вдоль поверхности упомянутой конструкции [10];

блок кодирования [1250], приспособленный для контроля вращения колес [1140] и местоположения на упомянутой конструкции [10] и приспособленный для отправки сигнала кодера, соответствующего принятым ультразвуковым сигналам, так что каждый принятый ультразвуковой сигнал отождествляется с местоположением упомянутой ультразвуковой решетки [1400] на упомянутой конструкции [10].

ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения - предоставить ультразвуковой контрольный сканер, который специально приспособлен для оборудования производства электроэнергии.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить ультразвуковой контрольный сканер и систему сбора, которая может наблюдать различные части сварного шва из заданного местоположения.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить ультразвуковой контрольный сканер, который является портативным.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить ультразвуковой контрольный сканер, который специально спроектирован для контроля швов на искривленной поверхности, имеющей различные диаметры.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить ультразвуковой контрольный сканер, который специально спроектирован для контроля швов на плоских поверхностях.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ссылаясь теперь на фигуры, которые являются типовыми вариантами осуществления и на которых одинаковые элементы пронумерованы одинаково:

фиг.1 - иллюстрация геометрии формирования изображений, применяемой настоящим изобретением;

фиг.2 - вид в перспективе низкопрофильного ультразвукового устройства контроля в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - частичный вид сбоку в вертикальном разрезе варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2;

фиг.4 - вертикальная проекция задней части варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2 и 3;

фиг.5 - горизонтальная проекция варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2, 3 и 4, если смотреть сверху.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Предоставляется система ультразвукового контроля ("система") для обеспечения неразрушающей проверки трубы и трубопроводных швов, имеющих ограниченное пространство между ними.

Система включает в себя носитель ультразвукового зонда, имеющий низкий профиль, который дает системе возможность получить доступ к трубам и швам, имеющим ограниченное пространство между ними.

ТЕОРИЯ

Непрочности в металлических конструкциях могут быть вызваны в результате повторяющихся механических сил, действующих на конструкцию, из-за ухудшения от ржавчины и коррозии или из-за неверной изначальной постройки. Это особенно касается сварных швов металлических конструкций, которые имеют склонность разрушаться первыми.

Эти непрочности в конечном счете могут вызвать повреждение компонента. В случае компонентов, находящихся под высоким давлением, повреждения могут привести к катастрофическим последствиям.

Контроль и наблюдение могут выявить эти непрочности до того, как они могут вызвать проблему. Как только выявляются разупрочненные компоненты, они могут быть заменены до того, как они приведут к проблемам техники безопасности и/или дополнительному повреждению.

Одним характерным использованием был бы сварной шов с подготовкой кромок для корпуса турбины. Используя традиционные инструменты, очень сложно, трудоемко и неточно наблюдать этот важный сварной шов.

Поскольку это важный сварной шов и корпус турбины испытывает влияние значительных сил, он должен часто контролироваться. Как указано выше, традиционные устройства контроля сложно использовать для этой специфической геометрии и узких пространств.

Когда эти турбины не функционируют по причине технического обслуживания, имеются значительные издержки из-за потери продукции. Например, если турбина использовалась для выработки электрической энергии для коммунального предприятия, то коммунальному предприятию пришлось бы покупать энергию из энергосистемы во время технического обслуживания корпуса турбины. Электричество, приобретенное в энергосистеме, гораздо дороже, чем произведенное турбиной, и может стать достаточно дорогим в более длительных периодах обслуживания. Поэтому устройство, специально созданное для точного и быстрого контроля швов трубопровода турбины, привело бы к значительному снижению себестоимости для коммунальных предприятий.

Аналогичные швы существуют на многих турбинах, и многие имеют аналогичные формы. Все они испытывают значительные воздействующие силы, и каждый требует частых осмотров. Поэтому низкопрофильное устройство контроля, спроектированное для эффективного и точного контроля швов в узких пространствах, было бы очень полезно для тех, кто контролирует эти турбины.

Существует много швов, которые важны и которые нужно периодически контролировать. Некоторые из них располагаются в тесных местоположениях с небольшим открытым пространством. Очень сложно использовать традиционные устройства контроля на основе их размера, а также способа, которым они получают изображение.

Поскольку многие из этих устройств известного уровня техники контролируют непосредственно под устройством, они не могут соответствовать ему и не могут использоваться.

НАКЛОННЫЙ ЛУЧ

Настоящее изобретение специально приспособлено для контроля сварного соединения в тесных и узких местоположениях. Это достигается путем применения низкопрофильного исполнения, имеющего регулируемый зонд и обладающего возможностью контролировать объемы, которые удалены от него. Оно применяет луч, отклоненный от устройства, для получения данных контроля. Это устройство применяет геометрию наклонного внутреннего отражения для получения данных. Поэтому устройство не должно находиться непосредственно над контролируемой частью, а всего лишь рядом с ней. Это значительно облегчает сбор данных в узких пространствах.

Фиг.1 показывает геометрию наклонного луча, применяемую в настоящем изобретении. Ультразвуковые (US) лучи, проиллюстрированные стрелками, расходящимися из ультразвуковой решетки 1400, передаются из множества передатчиков 1410 в ультразвуковой решетке 1400. Ультразвуковая решетка 1400 применяет технологию фазированной антенной решетки, так что направление ультразвукового луча может быть изменено путем изменения относительной мощности передачи у передатчиков 1410. Для простоты это показано на фиг.1 в виде множества одиночных лучей от одного передатчика 1410.

Ультразвуковые лучи проходят через конструкцию 10 на первый пограничный слой 15. Этот пограничный слой является внутренней поверхностью конструкции и внутренним пространством. Этот пограничный слой может быть границей металл/газ или металл/жидкость, которая отражает ультразвуковой луч. Большинство ультразвуковых лучей затем проходят через металлический сварной шов 13 ко второму пограничному слою 17. Второй пограничный слой находится между наружной поверхностью конструкции 10 и пространством над конструкцией 10.

Части падающего ультразвукового луча попадают на объект 19, который может быть щелью в сварном шве, или другой материал, который обладает ультразвуковой проводимостью, значительно отличающейся от таковой у чистого металла. Части ультразвукового луча отражаются обратно, как указано стрелками, помеченными буквой "А". Эти отраженные ультразвуковые лучи отражаются от пограничного слоя 15 и возвращаются в приемник 1450 ультразвуковой решетки 1400.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Ультразвуковой луч принимается приемниками 1450 в ультразвуковой решетке 1400, а затем отправляется в контроллер для обработки. Контроллер предварительно обновлен геометрией анализируемой конструкции 10. Он собирает отраженные ультразвуковые сигналы от приемников 1450 и восстанавливает изображение объектов, внутренних по отношению к конструкции 10. Поскольку пограничные слои между сплошным металлом и другими менее плотными объектами создают изображения, пузырьки воздуха, коррозию и другие особенности можно без труда определить в восстановленном изображении. Это восстановление изображений может выполняться традиционными известными методами изображений.

Фиг.2 - вид в перспективе контрольного сканера 1000 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Этот сканер применяет низкий профиль. Чем меньше профиль, тем лучше при выполнении осмотров в узких местах. Однако устройство контроля должно быть достаточно большим, чтобы им было просто управлять. Было обнаружено, что большинство сварных швов турбины имели зазоры в областях, которые нужно осмотреть, около 3 дюймов. Поэтому было бы полезно устройство, имеющее профиль менее 3 дюймов.

Узлы 1100, 1200 колесной рамы катятся на колесах (1140, 1240 на фиг.3). Узлы 1100, 1200 колесной рамы соединяются держателем 1110 зонда в сборе.

Держатель 1110 зонда в сборе имеет салазки 1111 и 1211, которые движутся в пазах 1112, 1212 салазок в узлах 1100, 1200 колесной рамы соответственно.

По меньшей мере одна стопорная ручка 1130 может затягиваться для прикрепления салазок 1211 к держателю зонда в регулируемом положении относительно узла 1200 колесной рамы. Аналогичная компоновка находится в узле 1100 колесной рамы, который не показан из этой проекции.

Необязательная кнопка 1610 тормоза применяется для остановки колес (1240 на фиг.3), чтобы удерживать устройство в его текущем местоположении.

Держатель 1110 зонда в сборе перемещает ультразвуковую решетку 1400. Ультразвуковая решетка 1400 является фазированной решеткой ультразвуковых преобразователей, которые могут направлять ультразвуковой луч под различными углами на основе относительной мощности каждого из их передатчиков (1410 на фиг.1). Это позволяет ультразвуковым лучам сканировать объем конструкции 10, предназначенной для контроля. Ультразвуковая решетка 1400 также содержит приемники (1450 на фиг.1), которые принимают отраженные ультразвуковые сигналы.

Способ сканирования предусматривает всесторонний контроль конструкции по всему ее объему до отдаленных поверхностей. Этот способ обнаружил бы не только дефекты в объеме конструкции 10, также обнаружит коррозию рядом с поверхностями.

Сигналы, принятые ультразвуковой решеткой 1400, проходят по сигнальному кабелю 1570 в устройство обработки, которое восстанавливает изображения из считанных сигналов.

Фиг.3 - частичный вид в вертикальном разрезе задней части варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2. Здесь можно увидеть, что узлы 1100, 1200 колесной рамы катятся на колесах 1140, 1240 по поверхности конструкции 10. Конструкция 10 является металлической конструкцией, которая содержит сварной шов 13, который нужно осмотреть.

Предпочтительно, чтобы колеса 1140, 1240 могли намагничиваться, чтобы удерживать узлы 1100, 1200 колесной рамы на конструкции 10, пока контролируется сварной шов (13 на фиг.4). В качестве альтернативы может присутствовать магнитное устройство 1300, применяемое в контрольном сканере 1000. В еще одном альтернативном варианте осуществления пользователь может просто удерживать настоящее изобретение на конструкции 10 для контроля сварного шва 13.

Ультразвуковая решетка 1400 перемещается с помощью рычагов держателя зонда (1115 на фиг.5). Рычаги держателя зонда являются частью держателя 1110 зонда в сборе. Рычаги 1115 держателя зонда позволяют ультразвуковой решетке 1400 опускаться и двигаться по наружной поверхности конструкции 10.

Держатель 1110 зонда в сборе имеет салазки 1111, 1211, которые скользят по пазам 1112, 1212 салазок соответственно, чтобы позволить ультразвуковой решетке 1400 вытягиваться в сторону центра контрольного сканера 1000. При установке стопорная ручка 1230, которая может быть винтом, затягивается, чтобы прижать боковую прижимную подушку 1233 к салазкам 1211, чтобы зафиксировать положение узла 1200 колесной рамы относительно держателя 1110 зонда в сборе и ультразвуковой решетки 1400.

Стопорная ручка 1130 выполняет такую же функцию относительно узла 1100 колесной рамы. Кнопка 1610 тормоза приводит в действие тормоз, который останавливает колеса 1240, заставляя контрольный сканер 1000 оставаться в текущем местоположении на конструкции 10 при работе.

Фиг.4 - вертикальная проекция варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2 и 3, если смотреть сзади. Препятствие 21 затрудняет контроль сварного шва 13 на конструкции 10 для традиционного устройства контроля. Обычно они (устройства) значительно выше, чем настоящее изобретение. Также устройства известного уровня техники должны были находиться над частью, предназначенной для осмотра, поскольку они направляли свой контрольный луч вниз. Устройства известного уровня техники также не применяли регулируемую конструкцию, позволяющую преобразователям перемещаться ближе к области, которую нужно осмотреть, чем перемещающее устройство.

Можно увидеть, как низкопрофильное исполнение (малая высота) настоящего изобретения заходит под препятствие 21. К тому же ультразвуковая решетка 1400 на этой фигуре показана вытянутой к сварному шву 13. Стопорная ручка 1230 прижимается к салазкам 1211, будучи завинченной, чтобы удержать решетку 1400 в заданном положении.

Также ультразвуковая решетка 1400 передает лучи во внешнем наклонном направлении к сварному шву 13, как показано стрелками, помеченными буквой "В". Это дополнительно расширяет зону досягаемости настоящего изобретения в узких пространствах.

Показан тормозной элемент 1600, который прижимается к колесу 1240, чтобы удержать контрольный сканер 1000 на месте, когда нажимается кнопка 1610 тормоза.

Фиг.5 - горизонтальная проекция варианта осуществления контрольного сканера из фиг.2, 3 и 4, если смотреть сверху. Фиг.5 показывает ультразвуковую решетку 1400, переносимую парой рычагов 1115 держателя зонда. Эти рычаги шарнирно прикреплены в несущей оси 1117 к держателю 1110 зонда в сборе. Пружина 1119 заставляет ультразвуковую решетку 1400 контактировать с конструкцией 10.

В этом варианте осуществления держателю 1110 зонда в сборе разрешается скользить относительно узлов 1100, 1200 колесной рамы в направлении, перпендикулярном направлению, в котором колеса 1140, 1240 везут устройство. На этой фигуре держатель 1110 зонда в сборе вытянут к левой стороне рамы 1100. Это позволяет ультразвуковой решетке 1400 вытягиваться в меньшие, более узкие пространства. Также из-за геометрии пропускания в ультразвуковой решетке 1400 ультразвуковой луч направляется еще левее ультразвуковой решетки 1400, дальше в узкие пространства.

В альтернативных применениях контрольный сканер может входить в местоположения, предназначенные для сканирования, однако пользователь не может физически протянуть свою руку, чтобы дотянуться до контрольного сканера 1000. В этом случае и альтернативный вариант осуществления был бы полезен. Если бы контрольный сканер 1000 имел колесный двигатель (показанный в полуразрезе на фиг.3 как 1143), то он мог бы прикрепляться к конструкции 10, а затем катиться сам вокруг конструкции, удерживаемый магнитными колесами 1140, 1240. Все, что было бы необходимо для управления колесным двигателем, - это переданный ему сигнал, по возможности по линии радиосвязи, от управляемого пользователем контроллера.

Также другой альтернативный вариант осуществления включал бы в себя двигатель салазок (показанный в полуразрезе как 1215 на фиг.4). Двигатель 1215 салазок приводился бы в движение на салазках 1211, чтобы вытягивать или втягивать держатель зонда в сборе (1010 на фиг.5) и ультразвуковую решетку 1400. Двигатель салазок может управляться посредством линии радиосвязи к контроллеру, управляемому пользователем.

Хотя изобретение описано и проиллюстрировано относительно его типовых вариантов осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что к нему могут быть сделаны вышеупомянутые и различные другие изменения, пропуски и добавления без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, другие варианты осуществления входят в объем нижеследующей формулы изобретения.

1. Контрольный сканер [1000], имеющий меньший профиль, чем конструкции известного уровня техники, для передачи и приема ультразвуковых лучей для контроля объема конструкции [10], содержащий:
переднюю колесную раму [1100];
заднюю колесную раму [1200];
ультразвуковую (US) фазированную решетку [1400], приспособленную для последовательного сканирования множества местоположений в упомянутом объеме упомянутой конструкции [10] с помощью ультразвуковых лучей, отклоненных от упомянутой колесной рамы [1100], и для приема ультразвуковых сигналов, отраженных обратно к фазированной решетке [1400];
колеса [1140], прикрепленные к колесным рамам [1100, 1200] для перемещения колесных рам [1100, 1200], причем колесам [1140] разрешено вращаться, перемещая раму в первом направлении или втором направлении вдоль наружной поверхности упомянутой конструкции [10];
блок кодирования [1250], приспособленный для контроля вращения колес [1140] и местоположения на упомянутой конструкции [10] и приспособленный для отправки сигнала кодера, соответствующего принятым ультразвуковым сигналам, так что каждый принятый ультразвуковой сигнал отождествляется с местоположением упомянутой ультразвуковой решетки [1400] на упомянутой конструкции [10];
низкопрофильный держатель зонда в сборе [1110], присоединенный между колесными рамами [1100, 1200], приспособленный для перемещения ультразвуковой решетки [1400], причем держатель зонда в сборе [1110] расположен между колесными рамами [1100, 1200], причем низкопрофильный держатель зонда в сборе [1110] является раздвижным для перемещения ультразвуковой фазированной решетки [1400] в различные местоположения к одной стороне колесных рам [1100, 1200], не требуя перемещения колесных рам [1100, 1200], посредством этого позволяя контролировать части конструкции [10] на некотором расстоянии от колесной рамы [1100], которые в противном случае были бы недоступны без раздвижного низкопрофильного держателя зонда в сборе [1110].

2. Контрольный сканер [1000] по п.1, в котором колеса [1140] намагничиваются, чтобы удержать контрольный сканер [1000] на упомянутой конструкции [10].

3. Контрольный сканер [1000] по п.1, дополнительно содержащий магнитное устройство [1300] для удержания контрольного сканера [1000] на упомянутой конструкции [10].

4. Контрольный сканер [1000] по п.1, в котором ультразвуковая решетка [1400] имеет множество передатчиков [1410], приспособленных для передачи регулируемой величины ультразвуковой энергии для направления ультразвукового луча в нужном направлении, чтобы сканировать сварной шов [13].

5. Контрольный сканер [1000] по п.1, в котором:
контрольный сканер имеет максимальную высоту в 3 дюйма.

6. Контрольный сканер [1000] по п.1, дополнительно содержащий:
колесный двигатель [1143], соединенный с колесами [1140] для приведения в движение колес [1140], перемещающих контрольный сканер [1000], когда принимается сигнал от удаленного контроллера.

7. Контрольный сканер [1000] по п.1, дополнительно содержащий:
двигатель салазок [1215], соединенный с держателем зонда в сборе [1110], заставляющий его поместить ультразвуковую решетку [1400] в другое местоположение, когда принимается сигнал от удаленного контроллера.

8. Контрольный сканер [1000], имеющий меньший профиль, чем сканеры известного уровня техники, для контроля объема конструкции [10], содержащий:
переднюю колесную раму [1100];
заднюю колесную раму [1200];
держатель зонда в сборе [1110], имеющий пару салазок [1111, 1211], тянущихся по его сторонам, причем каждые салазки [1111, 1211] принимаются пазами салазок [1112, 1212] передней колесной рамы [1100] и задней колесной рамы [1200] соответственно, при этом держателю зонда в сборе разрешено скользить вдоль колесных рам [1100, 1200], расширяя сторону сканера [1000];
ультразвуковую (US) решетку [1400], приспособленную для сканирования упомянутого объема упомянутой конструкции [10] с помощью ультразвуковых лучей, отклоненных от упомянутого держателя зонда в сборе [1110];
колеса [1140, 1240], прикрепленные к колесным рамам [1100, 1200], которым разрешено вращаться, перемещая контрольный сканер [1000] в прямом направлении или обратном направлении по упомянутой конструкции [10];
блок кодирования [1250], приспособленный для контроля вращения колес [1140, 1240] и местоположения на упомянутой конструкции [10] и приспособленный для отправки сигнала кодера, соответствующего принятым ультразвуковым сигналам, так что каждый принятый ультразвуковой сигнал отождествляется с местоположением упомянутой ультразвуковой решетки [1400] на упомянутой конструкции [10].

9. Контрольный сканер [1000] по п.8, в котором:
контрольный сканер имеет максимальную высоту в 3 дюйма.

10. Контрольный сканер [1000] по п.8, в котором ультразвуковая решетка [1400] шарнирно прикрепляется к держателю зонда в сборе [1110] и прижимается к упомянутой конструкции [10] прижимающим устройством.

11. Контрольный сканер [1000] по п.10, в котором прижимающее устройство является пружиной [1119].

12. Контрольный сканер [1000] по п.8, дополнительно содержащий:
колесный двигатель [1143], соединенный с колесами [1140, 1240] для приведения в движение колес [1140, 1240], перемещающих контрольный сканер [1000], когда принимается сигнал от удаленного контроллера.

13. Контрольный сканер [1000] по п.8, дополнительно содержащий:
двигатель салазок [1215], соединенный с держателем зонда в сборе [1110], заставляющий его поместить ультразвуковую решетку [1400] в другое местоположение, когда принимается сигнал от удаленного контроллера.

14. Контрольный сканер [1000] по п.8, в котором ультразвуковая решетка [1400] имеет множество передатчиков [1410], приспособленных для передачи регулируемой величины ультразвуковой энергии для направления ультразвукового луча в нужном направлении, чтобы сканировать упомянутый объем упомянутой конструкции [10].



 

Похожие патенты:

Использование: для определения упругих констант делящихся материалов при повышенных температурах. Сущность заключается в том, что установка для определения упругих констант делящихся материалов при повышенных температурах содержит звуководы, снабженные акустическими изоляторами, между концами звуководов размещен образец из делящегося материала, а на противоположных коцах установлены пьезоэлектрические преобразователи, соединенные с генератором и регистрирующей аппаратурой, при этом образец и часть звуководов окружены нагревателем и помещены они в вакуумную камеру, при этом образец соединен с термопарой, вакуумная рабочая камера помещена в герметичный перчаточный бокс и имеет рубашку охлаждения и протоки охлаждения проточной водой.

Использование: для ультразвукового моделирования. Сущность: заключается в том, что получение температурной модели поверхности (3) объекта (2) с использованием ультразвуковых преобразователей (4, 5) содержит этапы, на которых итерационно корректируют температурную модель с использованием измеренных значений времени прохождения ультразвуковых волн и их основанными на модели прогнозами.

Использование: для контроля коррозии. Сущность: заключается в том, что при моделировании поверхности объекта, используя ультразвуковые волны, передаваемые вдоль поверхности, выполняют этапы на которых: передают ультразвуковые волны по путям вдоль поверхности и определяют время распространения ультразвуковых волн по путям.

Использование: для идентификации водородного охрупчивания легких сплавов на основе титана. Сущность заключается в том, что измеряют зависимость скорости распространения ультразвуковой волны в легких сплавах от содержания в них водорода.

Использование: для дефектоскопии и толщинометрии при исследовании различного рода материалов. Сущность: заключается в том, что пьезоэлектрический преобразователь содержит герметичный корпус с демпфирующим веществом, пьезоэлементы, установленные внутри корпуса и расположенные в корпусе симметрично относительно акустической оси преобразователя, и линзу, сопряженную с пьезоэлементами со стороны излучающей поверхности пьезоэлементов, при этом пьезоэлементы расположены под острым углом к акустической оси пьезоэлектрического преобразователя, акустические оси пьезоэлементов пересекаются между собой на продольной оси преобразователя в направлении излучения преобразователя, причем пьезоэлементы имеют относительно продольной оси преобразователя попарно одинаковую форму, с электродами на их противоположных поверхностях, подключенными к электрическому герметичному разъему, вектор поляризации всех пьезоэлементов направлен либо в сторону излучения, либо в сторону демпфирующего вещества, электроды пьезоэлементов, расположенные с одной стороны, последовательно электрически соединены между собой, акустические оси всех пьезоэлементов расположены в одной плоскости, проходящей через продольную ось преобразователя, а линза выполнена общей для всех пьезоэлементов или состоит из отдельных секций, соединенных между собой в местах сопряжения связующим веществом, например клеем или полимерным компаундом.

Использование: для сравнительной оценки свойств материалов. Сущность заключается в том, что осуществляют инденторное нагружение исследуемых материалов, регистрацию сигналов акустической эмиссии в процессе нагружения, обработку сигналов акустической эмиссии и выявление параметра сигналов, информативного за физико-механическую характеристику материала и, соответственно, за эксплуатационное свойство изделия, выполненного из данного материала, при этом в качестве информативного параметра сигнала используют энергию импульсов акустических сигналов, а сравнение эксплуатационных свойств изделий, выполненных из разных исследуемых материалов, производят по величинам накопленной энергии импульсов за время нагружения, в том числе по величине угла наклона касательной на графике зависимости «накопленная величина энергии сигналов - время нагружения материала».

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для абляции ткани. Устройство содержит катетер с излучателем энергии и фотоакустическим датчиком.

Изобретение относится к способу определения консистенции пищевого материала. Способ определения консистенции пищевого продукта содержит стадии, на которых осуществляют приложение вибрационного импульса с заданной частотой к пищевому материалу, измерение вибрационного отклика пищевого материала на вибрационный импульс и сравнение вибрационного отклика с опорной величиной, определенной перед измерением.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для контроля технического состояния колесной пары железнодорожного транспорта при его движении по рельсовому пути.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения влажности. .
Использование: для неразрушающего контроля труб. Сущность изобретения заключается в том, что излучают внутрь трубы с одного ее конца серию повторяющихся зондирующих акустических сигналов, разделенных интервалами времени между их повторами в серии, детектируют с помощью микрофона отраженные от дефектов внутреннего объема трубы сигналы, измеряют отраженные сигналы и усредняют результаты по всем измерениям серии сигналов, определяют характер дефекта по амплитудно-временным характеристикам усредненного сигнала, при этом длительность интервалов времени между повторами зондирующих акустических сигналов в серии изменяют от сигнала к сигналу в серии таким образом, чтобы интервал времени перед каждым последующим сигналом отличался от предыдущих интервалов времени на величину не менее длительности зондирующего акустического сигнала. Технический результат: обеспечение возможности исключения влияния посторонних шумов и реверберации на результат измерения.

Использование: для контроля перемешивания среды в виде сырой нефти в резервуаре. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе перемешивания поочередно каждым обратимым электроакустическим преобразователем излучают широкополосный акустический сигнал через среду к другим обратимым электроакустическим преобразователям, принимают и преобразуют эти сигналы другими, за исключением излучившего этот широкополосный акустический сигнал, обратимыми электроакустическими преобразователями в соответствующие принятые электрические сигналы, при этом обработку принятых электрических сигналов осуществляют путем вычисления взаимных корреляционных функций каждого из принятых электрических сигналов с широкополосным электрическим сигналом, вычисляют общую ширину корреляционных откликов, о завершении перемешивания нефти судят по стабилизации общей ширины корреляционных откликов. Технический результат: повышение точности выявления неоднородностей среды, а также повышение точности определения степени перемешивания. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к лесной, деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при сертификации древесины на корню в условиях лесного хозяйства и лесозаготовок, а также при сертификации древесины круглых и пиленых древесных материалов в условиях переработки древесного сырья и механической обработки древесины. Cпособ осуществляют введением сравнительных испытаний, хотя бы на одной технологической операции механической обработки древесины, между ультразвуковым испытанием на кернах и хотя бы одним стандартизированным способом испытания на стандартных образцах, например, на прочность древесины на образцах размерами 20×20×30 мм, затем определение значений переходного коэффициента от акустических показателей кернов, извлеченных из растущего дерева или круглых и пиленых лесоматериалов, находящихся в штабеле, к прочности древесины на стандартны, образцах, изготовленных из этих же древесных заготовок, а затем применение полученных значений переходного коэффициента на весь объем партии древесины, заготовленной с одной лесосеки или лесного участка. После взятия кернов изготовляют стандартные образцы, их измеряют ультразвуковым прибором, затем стандартные образцы испытывают на механические показатели древесины, а по результатам испытаний рассчитывают переходные коэффициенты между ультразвуковыми показателями кернов и стандартных образцов, а также переходные коэффициенты между ультразвуковыми показателями кернов и механическими показателями стандартных образцов. Достигается повышение надежности испытаний и расширение функциональных возможностей. 1 н.п., 2 з.п. формулы,1 прим., 3 ил.

Использование: для определения типа дефекта в металлических изделиях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют импульсное облучение исследуемой зоны ультразвуковым излучением, регистрацию исходного отраженного сигнала, его компьютерную обработку для определения информативных параметров, по которым судят о наличии и типе дефекта, при этом к исходному отраженному сигналу от каждого обнаруженного дефекта применяют преобразование Гильберта, получая аналитический сигнал, затем вычисляют модуль аналитического сигнала, получая огибающую исходного сигнала, на огибающей находят моменты времени t0, t1, и t2, соответствующие максимуму амплитуды огибающей и половине ее максимального значения слева и справа от максимума, применяя непрерывное вейвлетное преобразование к аналитическому сигналу, по определенной формуле находят зависимость мгновенной частоты от времени, на которой выбирают для дальнейшего анализа частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2, соответствующие моментам времени t0, t1, и t2, затем используя частоты ƒ0, ƒ1 и ƒ2 формируют новые безразмерные параметры - нормированные девиации частоты ƒr1 и ƒr2, отображают значения ƒr1 и ƒr2 в виде точки на двумерной диаграмме, по расположению которой в определенной области диаграммы судят о типе дефекта. Технический результат: обеспечение возможности расширения возможностей определения типа скрытых дефектов при неразрушающем ультразвуковом контроле. 2 ил.

Использование: для возбуждения и приема симметричных и антисимметричных волн в тонких волноводах. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхности волновода закрепляют ультразвуковой преобразователь, который присоединяют к генератору и приемнику электрических сигналов, затем прикладывают электрическое напряжение к преобразователю таким образом, чтобы в волноводе в направлении, перпендикулярном к его оси, излучалась объемная, например, продольная волна, затем принимают, усиливают и обрабатывают эхо-сигнал, создаваемый нормальной волной, возникающей в волноводе за счет частичной трансформации в нем объемной волны в нормальную, при этом дополнительно закрепляют на противоположной стороне волновода соосно к первому преобразователю ультразвуковой преобразователь, акустические параметры которого в пределах не более ±5% отличаются от параметров первого преобразователя, причем электрическое соединение обоих преобразователей производят таким образом, чтобы фазы излучаемых и принимаемых ими сигналов либо совпадали (для случая симметричных нормальных волн), либо имели противоположные знаки (для случая антисимметричных нормальных волн), для чего при излучении и приеме симметричных нормальных волн оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а при излучении и приеме антисимметричных нормальных волн преобразователи возбуждают электрическим напряжением противоположной полярности и присоединяют оба преобразователя к различным входам дифференциального усилителя или оба преобразователя электрически соединяют параллельно, а их пьезоэлементы поляризуют в противоположных направлениях. Технический результат: повышение амплитуды принимаемой нормальной волны. 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающим методам производственного контроля и может найти применение при анализе различных волоконных материалов в промышленности. Способ реализуется следующим образом. Волоконную массу заданного веса прочесывают, формируют в пакет заданного размера, конфигурации и помещают в сушильную камеру, выдерживают установленное время при заданной температуре, взвешивают, прозвучивают акустическими колебаниями, помещают между обкладками воздушного конденсатора и определяют импеданс конденсатора на заданной частоте, фиксируют амплитуду акустического сигнала, снова помещают в сушильную камеру. Повторяют взвешивание, определение импеданса конденсатора и замер амплитуды акустических колебаний. Операцию повторяют до достижения стабильного веса образца волоконной массы. Процедуру повторяют для образцов различного веса и, соответственно, количества волокон в направлении прозвучивания. Строят функциональные зависимости амплитуды акустических колебаний от количества волокон в направлении прозвучивания и влажности волокон от импеданса конденсатора, исследуемое волокно помещают между датчиками акустических колебаний и обкладками воздушного конденсатора, по зависимости амплитуды акустических колебаний от количества волокон в направлении прозвучивания определяют реальный вес образца, а влажность волоконной массы находят как отношение разности веса образца до сушки и после высушивания к весу образца после высушивания в процентном выражении, умноженное на отношение реального веса к заданному. Техническим результатом является повышение точности, объективности и оперативности контроля влажности волокон в массе. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля структуры и дефектов металлических изделий и может быть использовано при изготовлении образцов для тестирования и настройки установок ультразвукового контроля проката (УЗК). Образец выполнен в виде листа, содержащего искусственные дефекты. Для контроля основного металла образец содержит следующие группы дефектов: группу дефектов в виде поперечных пазов для проверки работоспособности всех каналов установок, группу засверловок для подтверждения чувствительности по ширине проката, группу засверловок для проверки чувствительности к дефектам расположенным на различной глубине по толщине проката, группу прямоугольных пазов для имитации различных площадных размеров дефектов, позволяющую перекрыть весь размерный ряд, группу засверловок для имитации дефекта, недопустимого по длине, группу засверловок для имитации дефекта, недопустимого по ширине, группы для имитации скоплений дефектов, недопустимых по количеству дефектов на единицу площади проката, группу засверловок для имитации дефектов, меньших чем регистрируемые. Для контроля кромок листа: группы засверловок для определения ширины зоны кромки, группы засверловок для определения размера мертвых зон по поперечным кромкам листа, группу засверловок для определения чувствительности к дефектам, расположенным на различной глубине, группу засверловок для имитации недопустимого количества дефектов на единицу длины кромки, группу засверловок для имитации в кромке дефекта, недопустимого по длине, группу засверловок для имитации в кромке дефекта, недопустимого по ширине, группы засверловок для имитации дефектов, недопустимых по площади в кромке. Технический результат: возможность проводить комплекс работ по проверке и настройке установок ультразвукового контроля, проверить работоспособность, как аппаратной части установки, так и программного комплекса, а также проверить работоспособность линеек преобразователей и системы контроля установки кромок листа и основного металла за один проход тест-листа. 1 ил.

Использование: для измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью ультразвукового преобразователя возбуждают в двух тонких волноводах различные нулевые моды нормальных волн, измеряют коэффициенты затухания каждого типа волны в волноводах и рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости, при этом волноводы акустического блока изготавливают в виде тонких полос различной толщины, возбуждают в них нулевую моду волны Лэмба, калибруют акустический блок путем последовательного измерения в обоих волноводах коэффициентов затухания нулевой моды волны Лэмба при их последовательном погружении в две жидкости с известными продольным и сдвиговым импедансами, из полученных уравнений рассчитывают коэффициенты, связывающие импедансы жидкости с коэффициентом поглощения волны Лэмба в волноводах, затем погружают волноводы в исследуемую жидкость, измеряют коэффициенты затухания нулевой моды волны Лэмба в обоих волноводах и с помощью найденных численных значений коэффициентов по известным соотношениям рассчитывают продольный и сдвиговый импедансы исследуемой жидкости. Технический результат: обеспечение возможности автоматического контроля состояния жидкостей в условиях их эксплуатации без измерения нулевой моды горизонтально поляризованной нормальной волны. 2 ил.

Использование: для калибровки ультразвуковой антенной решетки, установленной на призму. Сущность изобретения заключается в том, что излучают ультразвуковые сигналы с помощью множества элементов антенной решетки в образец известной толщины и принимают ультразвуковые сигналы, отраженные от отверстия бокового сверления известного диаметра на заданной глубине, регистрируют множество ультразвуковых эхосигналов для выбранной конфигурации излучения и приема, определяемой списком пар излучающих и принимающих элементов, рассчитывают параметры эхосигналов в зависимости от скорости звука в призме и ее геометрических параметров, сравнивают между собой измеренные и рассчитанные эхосигналы и производят поиск такого значения скорости продольной ультразвуковой волны в призме и ее геометрические параметры, которые обеспечивают минимальную разницу и которые будут считаться результатом калибровки, при этом в результате калибровки ультразвуковой антенной решетки определяется также время пробега в протекторе антенной решетки. Технический результат: обеспечение возможности определения реальных координат центров пьезоэлементов с точностью одной восьмой длины волны. 3 ил.

Использование: для изготовления образцов для настройки дефектоскопической аппаратуры. Сущность изобретения заключается в том, что изготавливают эталонные образцы в форме параллелепипеда с искусственными дефектами для градуировки и установки порога чувствительности ультразвуковых дефектоскопов, при этом выполняют в образце технологические сквозные отверстия диаметром от 0,5 мм до 1,0 мм, перпендикулярные продольной оси образца и параллельные его рабочей поверхности, затем вводят в них обрабатывающий инструмент, после чего применяют электроэрозионную обработку для выполнения этим обрабатывающим инструментом узких сквозных пазов, параллельно сквозным технологическим отверстиям, высотой от 5 до 20 диаметров инструмента. Технический результат: обеспечение возможности получать искусственные дефекты в виде сквозных узких пазов заданного размера, с заданной глубиной залегания в плоскостях, перпендикулярных плоскости ввода-приема ультразвуковых колебаний и оси параллелепипеда. 4 ил.
Наверх