Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа



Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа
Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа

 


Владельцы патента RU 2551635:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-промышленная компания "ТЕХНОВОТУМ" (RU)

Изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля и предназначено для определения координат датчика контроля в процессе поиска дефектов. Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа размещено на объекте контроля и содержит, по крайней мере, один датчик контроля, выполнено в виде плоской рамы открытого типа, свободные концы которой установлены с возможностью поворота на опорных фиксаторах, закрепленных на объекте контроля. При этом на раме размещены два энкодера, каждый из которых снабжен тросиком, связанным с кассетодержателем, расположенным между энкодерами, в котором установлена кассета с размещенным в ней, по крайней мере, одним датчиком контроля с возможностью его перемещения по поверхности объекта контроля. В результате повышается достоверность контроля объекта, а также снижается трудоемкость использования координатного устройства. 5 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля в разных областях техники и предназначено для определения координат датчика контроля в процессе поиска дефектов на локальном участке поверхности объекта контроля, например корпусов редукторов, трубопроводов, деталей или сборочных узлов морской или авиационной техники и пр.

Одной из областей применения заявляемого устройства является его использование в контрольно-измерительных устройствах для проверки состояния железнодорожного полотна, в частности в ручных дефектоскопах, предназначенных для выборочного контроля дефектов по всему сечению рельса.

Заявляемое техническое решение относится к локальному неразрушающему контролю и может быть использовано как при контроле сварных стыков, крестовин, так и для уточнения данных о дефектах при вторичном контроле после вагона-дефектоскопа или автомотрисы.

Известно устройство ручного дефектоскопа для выборочного контроля отдельных сечений головки рельсов с целью обнаружения дефектов усталостного происхождения и оценки их реальных размеров (http://avionica-ndt.com/prod/a-17.pdf: дефектоскоп АВИКОН-17, см. приложение №1).

Известное устройство устанавливают на головку рельса и обеспечивают контроль и протоколирование только головки рельса, что не позволяет осуществлять контроль всего сечения рельса и значительно снижает область его применения.

За прототип принято координатное устройство, предназначенное для отслеживания траектории и мониторинга состояния датчика на плоскости, выполненное в виде механической системы двухмерной привязки координат типа «рука», в оси вращения которого встроены энкодеры. Устройство снабжено двухкоординатной системой позиционирования и осуществляет перемещение пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) на поверхности катания, на боковых поверхностях головки и шейки рельса, а также перьев подошвы, что позволяет проводить сканирование с требуемым шагом и запоминать в реальном режиме времени координаты залегания обнаруженных дефектов с построением томографического изображения (http://www.votum.ru/ud4_ru/strel/; «Слайдер М1», см. приложение №2).

Недостаток прототипа заключается в том, что его необходимо переставлять и перекалибровывать при контроле на каждой плоскости объекта контроля.

Например, при работе на рельсе устройство необходимо переставлять и перекалибровывать пять раз на разные плоскости рельса: плоскость катания, боковая поверхность головки рельса, шейка рельса, перья подошвы.

Устройство двумерной привязки координат может работать в одном установленном положении только на одной плоскости. Если объект контроля содержит несколько плоскостей, то на каждую плоскость требуется перестановка устройства и новая перекалибровка, что ведет к неточности координирования, несовпадению точек координирования в одном сечении и увеличивает трудоемкость работы и снижает достоверность работы координатного устройства.

Задача заявляемого технического решения заключается в повышении достоверности контроля объекта, снижении трудоемкости работы и расширении области использования координатного устройства.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа, размещенное на объекте контроля и содержащее, по крайней мере, один датчик контроля, выполнено в виде плоской рамы открытого типа, свободные концы которой установлены с возможностью поворота на опорных фиксаторах, закрепленных на объекте контроля, при этом на раме размещены два энкодера, каждый из которых снабжен тросиком, связанным с кассетодержателем, расположенным между энкодерами, в котором установлена кассета с размещенным в ней, по крайней мере, одним датчиком контроля, с возможностью его перемещения по поверхности объекта контроля.

Заявляемое координатное устройство для ручного дефектоскопа является универсальным, так как оно может быть применено для контроля как плоских, так и различных объемных объектов, в том числе с криволинейными поверхностями, что расширяет область его применения.

Наличие плоской рамы открытого типа, установленной на объекте контроля с возможностью поворота, позволяет осуществлять локальный контроль объекта не только на одной поверхности объекта, но на нескольких поверхностях объемного объекта контроля, то есть за одну установку опорных фиксаторов плоской поворотной рамы на объекте контроля позволяет контролировать все поверхности объекта контроля, например, рельса, что повышает точность привязки результатов контроля к конкретному поперечному сечению объекта, повышает достоверность объективного документа контроля по всему поперечному сечению объекта, который формируется по результатам замеров на отдельных поверхностях объекта контроля. Плоская поворотная рама координатного устройства, установленная на рельсе в наклонном положении, позволяет осуществлять контроль на поверхности катания рельса, а в вертикальном положении - контроль на всех остальных поверхностях рельса, а именно на боковых поверхностях головки рельса, шейки рельса и на перьях подошвы.

Благодаря тому, что координатное устройство за одну установку опорных фиксаторов поворотной рамы на объекте обеспечивает возможность проведения контроля на разных поверхностях объекта и позволяет регистрировать результаты контроля по всему сечению рельса без его перемещения, значительно снижается трудоемкость осуществления контроля объекта в целом.

Наличие на поворотной раме двух энкодеров, между которыми размещен кассетодержатель, связанный с тросиками энкодеров, каждый из которых обеспечивает измерение линейных перемещений датчика контроля, позволяет определять положение датчика на объекте контроля не только на плоскости, но и в трехкоординатном пространстве, что обеспечивает расширение области применения координатного устройства для объемных объектов контроля и повышение достоверности определения координат, ориентации и размеров выявленных дефектов.

Наличие отличительных признаков в заявляемом техническом решении позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «новизна».

Существенные признаки заявляемого изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждена на примере конкретного осуществления.

Сущность изобретения поясняется техническими рисунками, где

на фиг.1 - изображено координатное устройство, установленное на головке рельса, при этом плоская рама установлена вертикально и кассетодержатель расположен на боковой поверхности головки рельса;

на фиг.2 - плоская рама установлена наклонно, при этом кассетодержатель расположен на поверхности катания головки рельса;

на фиг.3 - вид сбоку на фиг.2;

на фиг.4 - плоская рама установлена вертикально, при этом кассетодержатель расположен на шейке рельса;

на фиг.5 - плоская рама установлена вертикально, при этом кассетодержатель расположен на пере подошвы.

Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа выполнено в виде плоской рамы 1 открытого типа, свободные концы которой установлены с возможностью поворота на опорных фиксаторах 2, закрепленных на объекте контроля, в данном случае на рельсе 3. На раме 1 размещены два энкодера 4, снабженных тросиками 5. Каждый из энкодеров 4 представляет собой датчик измерения линейных перемещений датчика контроля с использованием гибкого стального троса малого диаметра, тросика 5. Тросики 5 связаны в одной точке с кассетодержателем 6, образуя замкнутую координатную систему. Кассетодержатель 6 расположен между энкодерами 4. В кассетодержателе 6 установлена кассета 7 с размещенным в ней датчиком контроля (не показан), в данном случае это ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП). Кассетодержатель 6 предназначен для крепления и быстрой смены датчиков контроля. Для комплексного контроля объекта в кассету могут быть установлены датчики для обеспечения одновременного осуществления, например, ультразвукового, электромагнитно-акустического и вихретокового методов контроля. Кассета 7 с ПЭП установлена на одной из поверхностей объекта контроля - рельсе 3 с возможностью ее перемещения по этой поверхности. Координатное устройство устанавливают, позиционируют и удерживают на рельсе с помощью опорных фиксаторов 2, выполненных в данном случае магнитомеханическими. Для других объектов контроля опорные фиксаторы могут быть выполнены в виде, например, вакуумных фиксаторов.

Координатное устройство применяется совместно с ручным дефектоскопом в составе различных программ неразрушающего контроля. Ручной дефектоскоп снабжен компьютером и GPS-приемником (не показаны).

Работает устройство следующим образом.

Для установки координатного устройства на объекте контроля устанавливают плоскую раму 1, для этого опорные фиксаторы 2 рамы 1 закрепляют на выделенном участке объекта 3. Раму 1 устанавливают в вертикальное или наклонное положение в зависимости от поверхности, с которой проводят контроль. Координатное устройство для ручного дефектоскопа предназначено для регистрации результатов ультразвукового контроля по всему сечению рельса 3: контроль перьев подошвы рельса осуществляют с их верхней поверхности, шейки и головки рельса - с боковых поверхностей и с поверхности катания. При этом координатное устройство позиционируют для определения его местонахождения в текущий момент времени. Кассету 7 с ПЭП устанавливают на поверхности контроля объекта 3 и вручную перемещают по поверхности, осуществляя диагностику выбранного локального участка объекта контроля. При движении кассетодержателя 6 и кассеты 7 с ПЭП изменяется длина каждого тросика 5, что регистрируется энкодерами 4. Автоматически по заданной программе производят геометрические вычисления, на основании чего определяют положение ПЭП на объекте контроля. На основе этих данных рассчитывается линейное перемещение ПЭП относительно базовой координаты привязки, калибровки. Таким образом всегда отслеживается местонахождение ПЭП, его координаты.

Координатное устройство, снабженное трехкоординатной системой позиционирования, позволяет проводить сканирование поверхностей с требуемым шагом и запоминать в реальном режиме времени координаты залегания обнаруженных дефектов с построением томографического изображения, что существенно повышает скорость контроля при одновременном повышении его объективности и достоверности.

Координатное устройство регистрирует результаты ручного контроля рельса по всему сечению и с помощью специальных программ формирует объективный документ контроля. Протокол контроля автоматически включает в себя информацию о местоположении и размерах дефектов по всему сечению рельса. Устройство позволяет запоминать в режиме on-line координаты залегания обнаруженных дефектов. С помощью ручного дефектоскопа выявляют такие дефекты, как трещины, непровары, пузыри, поры, газовые раковины, неметаллические шлаковые включения и др.

Для контроля другого выделенного локального участка объекта плоскую поворотную раму 1 переносят на этот участок, закрепляют ее на объекте с помощью опорных фиксаторов 2 в соответствующем положении и кассету 7 с датчиками устанавливают на другую поверхность объекта.

Таким образом, выполнение координатного устройства в виде системы высокоточных энкодеров, снабженных тросиками и размещенных на плоской поворотной раме, обеспечивает трехкоординатное позиционирование, что позволяет расширить область применения устройства, использовать его как для плоских, так и разнообразных объемных объектов контроля.

При этом координатное устройство обеспечивает проведение контроля разных поверхностей объекта за одну установку опорных фиксаторов рамы, позволяет регистрировать результаты контроля по всему сечению рельса без перемещения устройства, благодаря чему повышается достоверность определения местоположения и размеров дефектов по всему сечению выбранного локального участка объекта контроля, а также снижается трудоемкость использования координатного устройства.

Универсальное координатное устройство для ручного дефектоскопа, размещенное на объекте контроля и содержащее, по крайней мере, один датчик контроля, отличающееся тем, что оно выполнено в виде плоской рамы открытого типа, свободные концы которой установлены с возможностью поворота на опорных фиксаторах, закрепленных на объекте контроля, при этом на раме размещены два энкодера, каждый из которых снабжен тросиком, связанным с кассетодержателем, расположенным между энкодерами, в котором установлена кассета с размещенным в ней, по крайней мере, одним датчиком контроля с возможностью его перемещения по поверхности объекта контроля.



 

Похожие патенты:

Система предназначена для измерения и контроля геометрических параметров железобетонных шпал, влияющих на прочность и надежность работы рельсового пути. На каркасе установлена линейная направляющая, с перемещаемой кареткой.

Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для диагностики рельсов и других протяженных объектов.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство используют для контроля отклонения от прямолинейности поверхности боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости и поверхности катания головки рельса в вертикальной плоскости бесконтактным методом.

Изобретение относится к области диагностики железнодорожного пути. Система диагностирования железнодорожного пути содержит путеизмерительную тележку и связанные с ней сетевой центр и референцные станции.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ оценки состояния рельсового пути заключается в том, что с применением диагностического вагона, оборудованного тензометрическими колесными парами, тензометрическими автосцепками, измерительными приборами, системами спутниковой навигации и беспроводной передачи данных, который устанавливают в состав грузового поезда, определяют состояние геометрии рельсового пути: радиусы кривых, положение рельсовых нитей в плане и профиле, ширину колеи и другие параметры с привязкой к электронной GPS карте рельсового пути, и связывают их с данными последних проездов вагона-путеизмерителя.

Изобретение относится к области контроля состояния железнодорожного полотна, в частности к способам для измерения и контроля перемещения участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути.

Изобретение относится к контролю безопасности рельсового пути и предназначено для дистанционного обнаружения отклонений его параметров от нормальных, вызванных нарушением структуры рельсов и появлением опасных объектов в полотне.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам определения неровностей и других дефектов рельсового пути. .

Изобретение относится к области дефектоскопии и неразрушающего контроля. .

Изобретение относится к контрольно-измерительным устройствам для проверки состояния железнодорожных путей. .

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики контрольных элементов устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС). Устройство диагностики контрольных элементов устройства контроля схода подвижного состава (УКСПС) включает электронный блок обнаружения и поиска дефектов на основе метода магнитной памяти металла (МПМ) с феррозондовым преобразователем (ФЗП) и электронный блок обнаружения и поиска дефектов вихретоковым методом с вихретоковым преобразователем (ВТП). Устройство также имеет электронный блок регистрации и обработки, связанный с электронным блоком обнаружения и поиска дефектов на основе метода МПМ и электронным блоком обнаружения и поиска дефектов вихретоковым методом. В результате повышается безопасность железнодорожного движения. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией, преобразованием полученных колебаний в акустические и усилением сигнала, и при анализе спектра возбуждаемых колебаний по частоте и амплитуде, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей. По результатам обработки информации анализируют изменение спектра возбуждаемых колебаний и оперативно выделяют участки железнодорожного пути с отклонениями амплитудно-частотной характеристики. В результате увеличивается производительность контроля и повышается безопасность движения поездов. 3 ил.

Настоящая группа изобретений относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля железнодорожного пути, в частности для определения отклонения железнодорожного пути от проектного положения. Способ контроля положения железнодорожного пути заключается в том, что с помощью приемно-анализирующих систем получают два изображения пространства, прилегающего к пути. С помощью блока обработки и управления осуществляют детектирование реперной марки на полученных изображениях и определение координат контрольных элементов реперной марки, предварительно измерив взаимное пространственное расположение контрольных элементов. Затем определяют величины смещений контрольных элементов относительно базовой точки приборной системы координат в вертикальном, продольном и поперечном направлениях, определяют углы поворота реперной марки вокруг вертикальной и продольной осей, а также измеряют угол поворота системы вокруг поперечной оси. Совокупность полученных значений смещений каждого контрольного элемента относительно базовой точки приборной системы координат сравнивают с предварительно измеренным взаимным пространственным расположением элементов массива. На основании результатов этого сравнения определяют величины смещений реперной марки в вертикальном, продольном и поперечном направлениях. Производят корректировку полученных величин смещений с учетом полученных значений углов поворота и определяют положение пути. В результате уменьшается погрешность определения положения железнодорожного пути. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к путевому хозяйству и может быть использовано для измерения перемещений участков рельсовых плетей бесстыкового пути при воздействии на них поездной нагрузки и температуры и на этой основе определения напряженного состояния рельсовых плетей. Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути заключается в периодическом измерении температуры участков рельсовых плетей, на границах которых установлены контрольные метки, с одновременным измерением величин продольных перемещений и последующим определением продольных напряжений участков с учетом изменения их длин. Предварительно на каждую контрольную метку устанавливают антенну спутникового приемника и определяют ее координаты по принятым приемником сигналам спутниковой навигационной системы с учетом поправок от базовых станций с последующей записью этих координат в память приемника. После этого передают и записывают полученные координаты контрольных точек и измеренной температуры в память комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта. В процессе измерений средствами, установленными на подвижном объекте, фиксируют наличие метки, осуществляют ее привязку к временной шкале и определяют ее координаты по сигналам спутниковой навигационной системы с учетом поправок, полученных от сети базовых станций. Полученные данные и данные о величинах одновременно измеряемой температуры контролируемых участков передают и записывают в память комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта, в которой осуществляют сравнение координат, полученных при предварительном их определении, с координатами, полученными в процессе измерений средствами, установленными на подвижном объекте, и по их разности определяют продольные перемещения, с учетом которых определяют продольные напряжения контролируемых участков. В результате повышается точность измерения.

Изобретение относится к стендовым конструкциям для проведения макетных исследований моделирования динамики движения подвижного состава железнодорожного транспорта в прямых и кривых участках пути. Способ макетных исследований моделирования движения подвижного состава по рельсовому пути характеризуется тем, что фиксация тележки перед спуском производится при помощи спускового механизма путем накатывания тележки на горку разгона до тех пор, пока первая по ходу движения ось колесной пары не начнет упираться в носик крючка, который опускается вниз по мере дальнейшего движения тележки до попадания набегающей оси в выемку на крючке, после чего под действием силы тяжести противовеса крючок возвращается в исходное положение, тем самым фиксируя тележку на месте спуска. Конструкция для осуществления указанного способа макетных исследований моделирования движения подвижного состава по рельсовому пути характеризуется тем, что спусковой механизм тележки состоит из крючка с противовесом, закрепленным на основании при помощи винта и имеющим возможность свободного поворота. 2 н.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к способам продольного перемещения (угона) участков рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Способ оценки угона рельсовой плети заключается в том, что на каждой маячной шпале и на рельсовой плети, на нерабочей стороне рельса и на известном расстоянии друг от друга устанавливают метки - ферромагнитные элементы так, чтобы обеспечить надежное обнаружение сигналов от них магнитным дефектоскопом. Измеряют временное рассогласование между метками и определяют расстояние между ними. Оценивают угон рельсовой плети путем сравнения текущего расстояния между метками с результатами предыдущих измерений, с границей допустимого его значения, а также сопоставляя угоны рельса на близлежащих маячных шпалах. В результате повышается точность и достоверность оценки угона рельсовой плети. 3 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам неразрушающего контроля, размещенным на ходовой тележке вагона-дефектоскопа. Следяще-стабилизирующее устройство скоростного вагона-дефектоскопа выполнено в виде сборной пространственной рамы, состоящей из левой и правой независимых частей, закрепленных на буксах ходовой тележки вагона-дефектоскопа. Каждая из частей рамы состоит из упора, продольного и поперечного рычагов относительно продольной оси рельса. На поперечных рычагах закреплены каретки поперечного перемещения, связанные с параллелограммными маятниковыми подвесами поперечного качания, на которых размещена подвесная центрирующая балка. Каждый параллелограммный маятниковый подвес поперечного качания снабжен шарнирным узлом с поперечной осью, корпус которого связан с концом подвесной центрирующей балки. Корпус одного из шарнирных узлов связан с антифрикционной направляющей, с возможностью свободного продольного перемещения по ней одного из концов подвесной центрирующей балки. В результате обеспечивается повышение качества и надежности работы следяще-стабилизирующего устройства при обеспечении высокой скорости перемещения вагона-дефектоскопа на неровностях рельсового пути. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам контроля состояния конструкций искусственных сооружений для железнодорожного транспорта в процессе их эксплуатации, и может применяться для выявления потенциально опасных участков железнодорожного пути и его окружения. Система мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры содержит, по меньшей мере, одну станцию сбора и первичной обработки данных и связанные с ней и между собой посредством радиосвязи измерительные модули, размещенные в критических местах контролируемых объектов железнодорожной инфраструктуры и выполненные с возможностью осуществления измерения удлинения рельса, сдвига земляного полотна, натяжения контактной сети, наклона опоры контактной сети, центральный блок сбора данных, связанный со станцией сбора и первичной обработки данных, по меньшей мере, одно автоматизированное рабочее место, связанное с центральным блоком сбора данных. Каждый измерительный модуль включает автономный источник питания, сенсорные датчики, приемопередатчик и микроконтроллер. Каждая станция сбора и первичной обработки данных включает автономный источник питания, контроллер и приемопередатчик, соединенный посредством радиоканала с приемопередатчиками измерительных модулей. Центральный блок сбора данных включает вычислительный блок, базу данных, блок управления и приемопередатчик, соединенный посредством радиоканала с приемопередатчиками станций сбора и первичной обработки данных. В результате повышается точность контроля при одновременном расширении функциональных возможностей. 6 ил.

Изобретение относится к области диагностики железнодорожного пути. Устройство для контроля положения рельсового пути в горизонтальной плоскости согласно изобретению содержит вычислительный блок, в состав которого входят два блока пересчета координат, две линии задержки на 12,5 метров, две линии задержки на 17 метров, линию задержки на 50 метров, сумматор и блок нормировки. Инерциальная навигационная система и оптические датчики жестко механически связаны. Каждый оптический датчик, инерциальная навигационная система и одометр соединены с входами вычислительного блока таким образом, что оптические датчики соединены с первыми входами соответствующих блоков пересчета координат, вторые входы блоков пересчета координат также соединены с инерциальной навигационной системой, выход каждого из блоков пересчета координат соединен с первыми входами двух линий задержки (на 12,5 и на 17 метров), вторые входы этих линий задержки также соединены с одометром, выходы этих линий задержки и блоков пересчета координат являются выходами вычислительного блока и соединены с входами блоков расчета горизонтальных неровностей рельса, инерциальная навигационная система соединена с первым входом линии задержки (на 50 метров), второй вход которой также соединен с одометром, а выход которой соединен с положительным входом сумматора, отрицательный вход сумматора соединен с инерциальной навигационной системой, выход сумматора соединен с блоком нормировки, выход которого является выходом вычислительного блока и вместе с выходами блоков расчета горизонтальных неровностей является выходами устройства в целом. В результате уменьшены массогабаритные характеристики устройства. 2 ил.
Наверх