Дефлектор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (6!) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 25 12.74 (21) 2094237(25 — 28 (23) Приоритет — (32) 26.12.73

Сеоз Соеетеннх

«:оцупа пистииесиих республик („) 660606 (51) М. Кл.

G 01 и 29/04

Государственный аеиатет

СССР аа делам лэебретенай и атлрытмй (31) 7346384 (ЗЗ) Ф, Опубликовано 30.04.79. Бэоллетеиь № 16

Дата опубликования описания 03.05 79 (®) ДК 620.179, .16 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Жаи Пердижон (Франция) Иностранная фирма

",Коммиссариат а л Энержи Атомик" (Франция) (71) Заявитель (54) ДЕФ ЛЕКТОР

Изобретение относится к контрольно-измери- тельной технике и касается дефлектора, применяемого, в частности, при нераэрущающем контроле качества изделий с помощью ультразвука.

Известен дефлектор для преобразования пучка лучей, испускаемых ультразвуковым преобразователем параллельно оси изделия, в пучок лучей с постоянным углом падения на поверхность изделия, выполненный в виде конического отражающего элемента (1).

Этот дефлектор не позволяет обеспечить постоянный угол падения лучей на иэделие, имеющее форму правильной призмы с шириной грани а по пересекающимся на ребрах призмы поверхностям, ограниченным отрезками, наклоненными под определенным утлом р к основанию призмы, т.е. по "ломаной спирали", что необходимо в случае неразрушающего контроля такого типа изделий волнами Лэмба.

Цель изобретенчя — обеспечение постоянного угла падения лучей на изделие, имеющее форму правильной призмы с шириной грани а по пересекающимся на ребрах призмы поверхностям, ограниченным отрезками, наклоненными под определенным углом Р к основанию призмы.

Это достигается тем, что дефлектор вытюлиен в виде нескольких плоских отражающих элементов, каждый иэ которых предназначен для направления лучей иа определенную грань

10 призмы я ориентирован так, что проекция перпендикуляра к его нлоскости на образующую изделия является функцией eoscl, проекция на перпендикуляр к соответствующей грани призмы — функцией соь sin6. и проек15 ция на ocb, перпендикулХрную двум предыдущим, — функцией SinC(S1np, где с . и определены иэ соотношений ф41ф ° cosP и со92Ф

+siai sing, — угол падения лучей на грань призмы, каждый последующий отражаюрр щий элемент смещен относительно предыдущего в направлении, параллельном оси призмы, на расстояниес» sinj. ЦА, и их близлежащие кромки равноудалены от соответствующего ребра призмы.

660606

На фнг. 1 изображен дефлектор, вид сбоку (деталь смещена); на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — геометрические параметры, связанные с ходом лучей, падающих по ломаной спирали на призматическую деталь, определяющие положение плоских отклоняющих элементов.

Дефлектор для преобразования пучка лучей о1., направляемых от источника 1 излучения параллельно оси изделия 2, в пучок лучей с постоянным углом падения i йа поверхность изделия, имеющего форму правильной призмы с шириной грани а, выполнен в виде плоских отражающих элементов 3-10, каждый иэ которых предназначен для направления лучей на определенную грань призмы, На фиг. 3 представлена одна иэ граней призмы, определяемая осями ОХ и OZ,. причем ось 0Z идет по кромке А; .

Необходимо возбудить волны Лэмба по группе *ломаных спиралей" с наклоном Р относительно плоскости ХОт (плоскости основания призмы). Эти "спирали" состоят ю множества соединенных друг с другом отрезков, из которых на чертеже показан только отрезок YV.

Из пучка4 параллельных лучей показан луч

РМ. Точка AA принадлежит поверхности отражающего элемента дефлектора н в ней лучРМ преобразуется в луч,МА . Обозначение 1 перпендикуляр к поверхности отражиощего элемента M 8 точке М, причем д1.— углы падения и отражения на этом дефлекторе. Луч

JAA образует постоянный угол r с перпендикуляром и к поверхностиР в точке А . Точка

Ы вЂ” проекция точкиМ на плоскость ХОУ, точка  — проекция точкнА на эту же плоскость. Отрезок 1ОИ 1 представляет собой пера1 сечение плоскостью, параллельной плоскости

XQY, поверхности отражающего элемента в точкеМ . Это пересечение проецируется по

KN3 на, плоскость,ХОТ . Точка Я вЂ” проекция точки М на г1„.

Элементарное геометрическое рассуждение позволяет заключить, что все углы, обозначенные одинаковыми буквами (ТД,р А ), :являются равными углами и каждый отражающий злемеит дефлектора ориентирован так, что проекции перпендикуляра к его плоскости следующие: на образующую изделия (QX ) является функцней соба ; на перпендикуляр к р р — фу и 1 ° s4Nd на ocr, перпендикулярную двум предыдущим (Ох), — функциеййг14. alj; где ah.и j. определены иэ соотнощения1ф = gr ° c0$ ф и

СОЗЕ + @191 - 51AP ., Рассмотрим лучи пучка t., которые падают на отражающие элементы 3-5 и после отражения лежат в горизонтальной плоскости, например луч 1 (отрезки Ал 4> и С1 2— линии пересечения повархйостей отражающих элементов с горизонтальной плоскостью). Угол между отреэкомЛ Ь и соответствующей гранью

5 призмыАе В равен углу .

Отражающие элементы связаны между собой соединительными плоскостями 12-18.

Отраженные от поверхностей .элементов по указанным отрезкам лучи возбуждают волны

10 на изделии 2 соответственно вдоль отрезков

Д,F 4.а. H а.С.. Кромка, проход через точку Ао, отстоит на одинаковом расстоянии от точек А1 нАя н следствием этого является то, что волны, возбужденные в точ1$ ке 4о от элементов 3 и 4, оказываются в фазе. Точно также все близлежащие кромки двух соседних элементов равноудалены от соответствующего ребра призмы. Таким образом, разности хода лучей, падающих в двух любых точках на поверхность призмы, точно соответствует ойределенная разность фаз волн, возникающих в материале в этих точках.

Волны, возбужденные в одной точке изделия имеют один и тот же уровень возбуждения.

Волны, возбужденные в точке Ро, возникают от совокупного действия лучей, падающих на отрезкиСД„Ь A© н Ась,. которые в свою очередь отразились от йоверхностей отражающих элементов но отрезкам 16я Щ Щ

З0 Уровень возбуждения волны Лзмба в точкег будет таким образом пропорционален совокупной длине егментовС1Ьз1ЪтАя,4Д нли величине 343a/2, Дефлектор вйбнрявт так, чтобы совокупная длина пересечений отраяающих элеИ ментов всеми плоскостями, перпендикулярными образующим отражающих элементов, была посто яннои.

Построение дефлектора происходит следующим образом

Определяют положение первого отражающего элемента относительно определенной грани призмы, последующие элементы образованы вравращением предыдущего элемента вокруг оси, 4 параллельной образующим на. угоню равный уг» лу двугранника, образованного соседнимн гранями изделия (Р и Р ) и смещением его в направлении, параллельйом оси DZ (оси иэделия) на величину с1 бзгц- ° фА..

Каждый последующий отражающий элемент смещен относительно предыдущего в направлении, параллельном. оси призм, на расстояние а 31т1 j- 1фС °

Обычно в процессе контроля источника 1 излучения (пьезоэлектрический преобразователь) .и дефлектор остаются непойвижнымн, a изделие 2 перемещают внутри дефлектора, причем преобразователь работает в режиме иэ. лучения и приема.

На фиг. 1 и 2 представлен эстный случай, когда дефлектор используют для обнаружения продольных (параллельных оси изделия) дефектов в шестигранной правильной призме.

Формула изобретения рефлектор для преобразования пучка лучей, направляемых параллельно оси изделия, в пучок лучей с постоянным утлом падения иа поверхносп иэделия, выполненный в виде отражающего элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения постоянного угла падения лучей на иэделие, имеющее форму правильной призмы с шириной граюю а по пересекающимся на ребрах призмы поверхностям, ограниченным отрезками, наклоненными под определенным углом Р к основанию призмы, он выполнен в виде нескольких плбских отражающих элементов, каждый из

6606 6 которых предназначен для направления лучей на определенную грань призмы и ориентировантак, что проекция перпендикуляра к er6 плоскости на образующую изделия является функ5 циейсосф„,проекция на перпендикуляр к соответствующей грани призмы — функцией

cosj SinaLa проекция на ось, перпендикулярную двум предыдущим, — функцией Щ А 51гтg, гяе aLn f onpeneneuee ня еоогноогеяяй typal

1О th) cosP и eoShl sini ° уф 1 — угол падения лучей на грань приэмыя каждый последующий отражаялций элемент смещен относительно предыдущего в направлении, параллельном оси прь призмы, на расстоянием 4n} «ting.и их бпизле1в жащие кромки равноудалены от соответствующего ребра призмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе © - 1. Авторское свидетельство СССРМ 300564, кл. 9 01 Р 5/00, 1969.

660606

h7

Рие. Р

Составитель Л, Тришина

Редактор Н. Суханова Техред C.Ìèãàé; корректор

Ко екто М.рашко

Заказ 2182/14

Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4