Способ контроля поверхностных дефектов горячих слябов и устройство для его осуществления

Способ контроля поверхностных дефектов горячих слябов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов с помощью ультразвуковых колебаний и предназначено для контроля поверхностных дефектов горячих слябов при непрерывной разливке стали. Целью изобретения является повышение точности контроля поверхностных дефектов горячих слябов при температуре до 1200°С. Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе энергию импульсного лазера выбирают в области возбуждения ультразвука при поверхностном испарении или в области оптического пробоя для контролируемого материала. Кроме того, в устройств для осуществления способа, содержащем импульсный лазер, лазер непрерывного действия и оптический преобразователь , последний выполнен в виде оптической системы, поворотного отражателя, блока фотодатчиков, схем сравнения, усилителей, фильтров высокой частоты, схем согласования, импульсных трансформаторов, мостовых схем, схемы ШШ, регистрирующего прибора , фильтров низкой частоты и усилителей мощности. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. о сл О1 Од 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4285687/25-28 (22) 17.07.87 (46) 23.01.89. Бюл. ¹ 3 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (72) В.Ф. Змитрук, И.П. Павленко, В.С . Урусов и Н .В . Олифиренко (53) 620.179.16(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник

Под ред. В.В. Клюева, Т. I. Машиностроение, 1986.

Кек P. Возможность применения лазерной техники для целей измерения и обработки в черной металлургии.

Черные металлы. 1984, 11 5, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ

ДЕФЕКТОВ ГОРЯЧИХ СЛЯБОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к исследованию и анализу материалов с помощью ультразвуковых колебаний и предназначено для контроля поверхностных дефектов

„SU, 3453337 А1 цц 4 С 01 N 29/04 горячих слябов при непрерывной разливке стали. Целью изобретения является повышение точности контроля поверхностных дефектов горячих слябов при температуре до 1200 С. Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе энергию импульсного лазера выбирают в области возбуждения ультразвука при поверхностном испарении или в области оптического пробоя для контролируемого материала. Кроме того, в устройств для осуществления способа, содержащем импульсный лазер, лазер непрерывного действия и оптический преобразователь, последний выполнен в виде оптической системы, поворотного отражателя, блока фотодатчиков, схем сравнения, усилителей, фильтров высокой частоты, схем согласования, импульсных трансформаторов, мостовых схем, схемы ИЛИ, регистрирующего прибора, фильтров низкой частоты и усилителей мощности. 2 с. и 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1453317

Изобретение относится к области исследования и анализа материалов с помощью звуковых или ультразвуковых колебаний и предназначено для конт5 роля поверхностных дефектов горячих слябов при непрерывной разливке стали.

Цель изобретения — повышение точности контроля поверхностных дефектов горячих слябов при температуре 1р до 1200 С °

На фиг. 1 представлена блок-схема приемного устройства для реализации способа; на фиг. 2 — схема выполнения блока поворотного зеркала; на 15 фиг. 3 — схема выполнения блока фотодатчика.

Устройство состоит из лазера 1 непрерывного действия, освещающего контролируемую поверхность сляба 2, 2р оптического преобразователя 3, состоящего из оптической системы 4, поворотного отражателя 5 и блока 6 фотодатчика, который двумя каналами последовательно соединен со схемами 25

7 сравнения, усилителями 8, фильтрами 9 высоких частот, схемами 10 согласования, импульсными трансформато рами 11, мостовыми схемами 12, выходы которых соединены с входами схемы Зр

ИЛИ 13, выход которой соединен с регистрируницим прибором 14, кроме того, выходы усилителей 8 последовательно соединены с фильтрами 15 низких частот, усилителями 16 мощности и электродинамическими регуляторами

17 (фиг. 2) поворотного отражателя

5, состоящего из отражающего зеркала

18, имеющего с промежуточной плоскостью 19 общую ось 20, которая пер- 4р пендикулярна оси 21, являющейся общей осью промежуточной плоскости 19, и неподвижной плоскости 22, отражающее зеркало 18 через шарнирный механизм 23 связано с промежуточной 45 плоскостью 19, которая с помощью аналогичного шарнирного механизма связана с неподвижной плоскостью 22.

Кроме того, устройство имеет импульсный лазер 24 с длительностью импульса менее 1 мкс.

По предлагаемому способу энергию

1 импульсного лазера выбирают в области возбуждения ультразвука при поверхностном иапарении или в области oni5 тического пробоя для контролируемого материала. В устройстве для осуществления спбсоба, содержащем импульсный лазер, лазер непрерывного действия и оптический преобразователь, последний выполнен в виде оптической системы, блока поворотного зеркала, блока фотодатчика, схем сравнения, усилителей, фильтров высокой частоты, схем согласования, импульсных трансформаторов, мостовых схем, схемы ИЛИ, регистрирующего прибора, фильтров низкой частоты и усилителей мощности.

Способ осуществляется с.помощью устройства следующим образом.

В зоне контроля возбуждаются поверхностные ультразвуковые колебания импульсным лазером 24 достаточной мощности (длительность импульса менее 1 мкс). Прием ультразвуковых колебаний в зоне контроля ведется бесконтактно. Излучение от лазера 1 (например, ЛГ-62, синий цвет) . непрерывно падает на поверхность сляба 2.

Диффузно отраженное излучение принимается оптической системой 4 (светофильтр-объектив) оптического преобразователя 3 и попадает на плоскость зеркала 18 блока поворотного отражателя 5. Отраженный луч блоком 6 фотодатчиков расщепляется на четыре луча, которые попадают на схемы 7 сравнения, а разностные сигналы с выходов последних через усилители 8, фильтры 9 высоких частот, выделяющие сигналы УЗК, схемы 10 согласования, импульсные трансформаторы 11, мостовые схемы 12, схему ИЛИ 13 попадают на регистрирующий прибор 14. При этом из сигнала устраняются случайные помехи, связанные с изменением интенсивности диффузно отраженного луча (влияние окалины и др.).лазера l непрерывного действия.

В процессе работы устройства возможны различного рода вибрации, а также изменение ориентации поверхности сляба 2 преимущественно низкочастотного характера (специфика работы металлургических цехов). Для сохранения ориентации оптического преобразователя зеркало 18 поворотного отражателя 5 имеет две степени свободы за счет изменения угла раствора связанных неподвижной плоскости 22 и подвижных плоскостей 19 и 18 относительно взаимно перпендикулярных шарнирных осей 20 и 21. Угол раствора плоскостей изменяется с помощью возвратно-поступательных электродинамических регуляторов 17 (аналог перемемещения диффузора электродинамичес30

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ контроля поверхностных дефектов горячих слябов, включающий возбуждение ультразвуковых колебаний с помощью импульсного лазера, измерение параметров ультразвуковых колебаний, прошедших через контролируемый участок, с помощью лазера непрерывного действия и оптического . преобразователя и определение дефектности участка по измеренным параметрам ультразвуковых колебаний, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це40

50 з 145331 кого громкоговорителя), кинематически связанных с плоскостями 18, 19 и, 19, 22 через шарнирные механизмы 23.

Для управления положением зеркала 18

5 сигнал обратной отрицательной связи с выходов усилителей 8 через фильтры 15 низких частот и усилителя 16 мощности попадают на входы возвратно-поступательных электродинамичес- 10 ких регуляторов 23 поворотного отражателя 5. Таким образом, стабилизация состояния оптического преобразователя 3 в области низкочастотных колебаний постоянно выдерживается конту- 15 ром автоматической следящей системы.

При появлении УЗК (1 МГц) точка падения излучения лазера 1 и центр отраженного на зеркале 18 лазерного луча перемещаются, при этом высоко- 20 частотная коррекция отраженного луча не происходит, блок 6 фотодатчика разбалансируется и выдает соответствующие сигналы, которые фиксируют,ся регистрирующим прибором 14. 25

Таким образом, в процессе работы .устройства достигается повышение тс чМости за счет увеличения амплитуды (более чем на два порядка) УЗК при использовании нелинейного эффекта взаимодействия лазерного излучения с контролируемым материалом. Увеличение амплитуды колебаний позволяет использовать для контроля УЗК простой оптический преобразователь. 35 лью повьппения точности контроля при температуре слябов до 1200 С, энергию импульсного лазера выбирают в области возбуждения ультразвука . при поверхностном испарении и/или в области оптического пробоя для контролируемого материала.

2. Устройство для контроля поверхностных дефектов горячих слябов, содержащее импульсный лазер, лазер непрерывного действия, оптический преобразователь и измерительную схему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности контроля при температуре слябов до:

1200 С, оптический преобразователь выполнен в виде последовательно установленных в ходе отраженного от изделия луча оптической системы, поворотного отражателя и блока фотодатчиков, измерительная схема включает два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных схемы сравнения, усилителя, фильтра высокой частоты, схемы согласования, импульсного трансформатора и мостовой схемы, две схемы управления, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фильтра низких частот и усилителя мощности, последовательно соединенных схемы ИЛИ и регистрирующего прибора, входы схем сравнения соединены с выходами блоками фотодатчика, а выходы мостовых схем — с входами схемы ИЛИ, входы усилителей мощности дополнительно соединены с входами фильтров низких частот, выходы которых подключены к поворотному отражателю.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, поворотный отражатель выполнен в виде зеркала и шарнирно связанных с ним двух управляющих возвратно-поступательных электродинамических регуляторов поворота зеркала для обеспечения поворота в двух взаимно перпендикулярных осях, входы которых соединены с выходами усилителей мощности.

1453317

Составитель С. Волков

Техр ед Л. Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Бобкова

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7278/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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