Ультразвуковой преобразователь с локальной камерой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Со4иапистичюских

Республик (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 17.04.79(21) 2755410/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 231280 Бюллетень М9 47

Дата опубликования описания 2Ç. 12. 80 (51}М. Кл.

С 01 N 29/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53} УДК 620. 179. 16 -., (088.8) (72) Авторы изобретения

А.В.Медведев и И.С. Инатаев

- k., Всесоюзный проектно-конструкторский технологический институт атомного машиностроения и котлостроения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЛОКАЛЬНОЙ

КАМЕРОЙ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано в любой отрасли мащиностроения, в частности при большой толщины, идущих на изготовление сосудов высокого давления.

При контроле толстостенных .изделий актуальной задачей является выявление разноориентированных дефектов.

Известно многоэлементное акустическое устройство для контроля качества сварных соединений, содержащее локальную ванну, корпус, внут- 15 ри которого на оси двигателя закреплена обойма. На обойме, ось вращения которой перпендикулярна рабочей поверхности устройства, установлены наклонные призматические искатели 20 с различными углами наклона, а по центру — нормальный искатель 111 .

Недостатком устройства является то, что для реализации метода качающегося луча использована система 25 вращающихся искателей. Многоэлементность их усложняет контроль и снижает его надежность, изменение угла ввода ультразвуковых колебаний осущестнляется дискретно, а не плавно. 3Р

Кроме того, при вращении обоймы с искателями контактная жидкость отбрасывается к периферии локальной ванны, для создания надежности акустического контакта требуется значительное увеличение расхода контактной жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сув«ности является ультразвуконой преобразователь с локальной камерой, содержащий корпус и размещенные в нем пьезопластину и механизм изменения ее положения 2) .

Недостатком данного преобразователя является низкая производительность из-за ручного изменения угла ввода ультразвуковых колебаний.

Цель изобретения — автоматизация изменения угла ввода ультразвуковых колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что механизм изменения положения пьезопластин выполнен в виде электродвигателя и кинетически связанных с ним двух редукторов, выходной вал одного иэ которых соединен посредстном сферического шарнира с центром пъезопластины, а нторой редуктор имеет жестко закрепленную на е1-а шестерне, концентричной выходному

789743 валу первого редуктора, штангу с роликом на конце, взаимодействующим с пъезопластиной, при этом штанга смещена относительно оси пъезопластины вдоль ее радиуса.

На Фиг. 1 изображено устройство общий виду на фиг. 2 — разрез А-Л

3 на фиг. 1„на Фиг. 3 — вид по стрелке Б на фиг. 2.

Преобразователь содержит цилиндрический корпус 1, с локальной камерой 2, имеющей двойные стенки и выполненную с перфорацией 3 и 4 во внутренней стенке. Штуцер 5 предназначен для подключения к магистрали контактной жидкости б,поступающей под давлением и проникающей через перфорацию в кольцевую емкость между стенками корпуса. В локальной ванне размещен протектор 7 из эластичного с высокой капиллярной пористостью материала, например, мик- И ропористой резины, которая заполняет объем, ограниченный внутренней стенкой корпуса 1 и пъезопластиной 8.

На пьезопластине 8 установлен диск

9, по периметру которого закрепле- Я на гофрированная эластичная трубка

10, верхним краем жестко связанная со стенками локальной ванны, в результате чего между последней и корпусом 1 образована герметичная; полость.

Иеханизм изменения положения кьезопластины выполнен в виде реверсивного электродвигателя 11 и кинематически связанных с ним двух редукторов, первый из них состоит из шестерен 12-14, гайки 15,размещенной в шестерне 14, и винта 1б,конец которого является выходным валом редуктора и соединен посредством сферического шарнира 18 с центром @ пьезопластины 8.

На торце винта 16 закреплен ограничитель 19 его хода, взаимодействующий в процесса контроля с концевыми переключателями 20 и 21,при- этом винт 16 имеет шпонку 22 и лыску

23,на которой нанесена шкала 24, например в градусах, определяющих угол ввода ультразвуковых колебаний.

Шестерня. 13 установлена на под-- gp вижной оси 25 с рукояткой 26 и фиксатором 27. Второй редуктор выполнен в виде, шестерни 2.8, жестко установленной на валу электродвигaòåëÿ

11 и находящейся с ней в постоянном зацайлании шестерни 29, концентричной выходному валу 17 первого редуктора.

На шестерне 29, перпендикулярно ее поверхности, жестко закреплена штанга 30 с роликом 31 на конце, взаимодействующим с пьезопластиной 8 ° 60

Через диск 9 штанга 30 смещена относительно центра пьезопластины 8 вдоль ее радиуса. На штанге 30 установлен указатель 32 положения ролика, а на корпусе 1 — смотровое стекло 33. Пе. 65 р д контролем преобразователь размещают на изделии 34.

Преобразователь работает следующим образом.

Подключают его к дефектоскопу (не показан) и подают контактную жидкость. 6 через штуцер 5 в кольцевую емкость между внешней и внутренней стенкой корпуса, образующими локальную камеру. Через перфорации 3 контактная жидкость пропитывает эластичный капиллярный материал протектора

7,который при контакте с иэделием

34 находится несколько в сжатом состоянии.

Контактная жидкость выжимается на поверхность изделия, обеспечивая тем самым акустический контакт, в создании которого участвуют также отверстия 4 в дне корпуса.

После такой предварительной подготовки включают электродвигатель 11 механизма изменения поло>кения пьезопластины 8. При опущенной :оси 25 вращение вала электродвигателя передается через промежуточную шестерню

13 шестерне 14, взаимодействующей с винтовой нарой, винт 16 которой перемещается поступательно-возвратно B пределах, ограниченных концевыми переключателями 20 и 21, периодически контактирующими с ограничителями 19.

Переключат ели 20 и 2 1 изменяют направление вращения валов электродвигателя 11. При движении винта 16 поступательно перемещаются (например, поднимаются) его конец 17, за счет этого изменяется угловое положение диска 9 и, следовательно, пьезопластины 8, при этом происходит качание ультразвуковых лучей в плоскости, перпендикулярной плоскости изделия

34. Одновременно осуществляется качание ультразвуковых лучей в плоскости, параллельной изделию, так как вращение от вала электродвигателя 11 через шестерню 28 передается шестерне 29, на которой эксцентрично закреплена штанга 30, несущая ролик 31, при этом ролик обкатывается по диску

9, Трубка 10, служащая для исключения попадания контактной жидкости во внутреннюю полость корпуса 1, деформируется за счет гофр. В каждый момент действия ролика 31 под пьезопластиной 8 меняется зона изделия

34.Находящаяся в порах протектора 7, жидкость улучшает акустический контакт между преобразователем и изделием.

В это время во всех других зонах протектора поры, имея округлую Форму, рассеивают ультразвуковые колебания и одновременно с этим адсорбируют из магистрали1через перфорацию

3 контактную жидкость 6. В этом случае необжатая область материала протектора 7 выполняет Функции рассея789743 ння ультразвука; ультразвуковой по\ вушки, так что преломленные. Ультразвуковые лучи на границе раздела протектор-поверхность контролируемого иэделия, не попадают в качестве акустической помехи на пьезопластину, работающую в этот момент времени в режиме приема колебаний. Кроме того, преобразователь в этой зоне не излу- чает в иэделие ультразвуковые колебания, что позволяет исключить ложнйе 11 отражения от конструктивных элементов локальной ванны. Для слежения за роликом 31 служит указатель 32 и смотровое стекло 33.

Преобразователь работает. в автоматическом режиме.

При необходимости повторного контроля с фиксированным углом ввода ультразвуковых колебаний, рукоятку 26 поднимают вертикально вверх и фиксируют с помощью фиксатора 27, 20 при этом ось 25 с жестко связанной с ней промежуточной шестерней 13 поднимается и шестерня 12 выходит из зацепления с шестерней 14.

В этом случа Угол наклона преобразователя остается постоянным. Угол наклона отмечают на шкале 24, нанесенной на винте 16, который перемещается поступательно благодаря шпонке 22.

Преобразователь позволяет повысить роиэводительность выявления разноориентированных дефектов в процессе челночного сканирования при сравнительно простой конструкции и удобстве ее использования.

Автоматизация качания ультразвуковых лучей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях обеспечена здесь

Ф при наличии только одного преобразователя и беэ его вращения.Воэможность раздельной работы механизмов обеспечивает необходимые варианты контроля.

Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь с локальной камерой, содержащий корпус и размещенные в нем пьеэопластину и механизм изменения ее положения,о т л и ч а ю шийся тем,что,с целью автоматизации изменения угла ввода ультразвуковых колебаний, механизм иэ менения положения пьезопластины выполнен в виде электродвигателя и кинетически " связанных с ним двух редукторов,выходной вал.одного иэ которых соединен посредством сферического шарнира с центром пьеэопластины, а второй редуктор, имеет жестко закрепленную на его шестерне, концентричной выходному валу первого редуктора, штангу с роликом на конце,вэаЙмодействующим с пьезопластиной, при этом шТанга смещена относительно цент ра пьеэопластины вдоль ее радиуса..

Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 406156, кл. G 01 ".1 29/04, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

4 139138, кл. G 01 И 29/04,1961 (прототип).

789743

„1

7 2

Фиг. /

Составитель Н.Долгова

Редактор Ю.Ковач Техред Е,Гаврилешко Корректор М.Демчик

Заказ 9025/38 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,7(-35, Раушская наб.,д.4/5 филиал ППП Патент,r.Ужгород,ул,Проектная,4