Устройство для ввода в изделие импульсных ультразвуковых колебаний

Патент 611148

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

»(11) б111 8 !

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЦИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

Союз Советских

Сощивпистических

Республик (22) Зйявлено15.1275 (21) 2300233/25-28

01 M 29/04

В 06 В 1/06 с присоединением заявки №Гнвр нрвтвнннын solves

Оаввтн Миннатрав ВИР на днннм нвааратвннн н атнрытнй (23) ПриоритетвЂ”

{43) Опубликовано 150678. Бтоллетейь № 22 (оа) УДК 620. 179. 16 (088. 8) (4о) Дата опубликования описания 15.0578

А.В.Медведев, В.E.Ãoðoäêoâ н Ю.Я.Фирсов (72) авторы изобретении (7

Всесоюзный проектно-конструкторский технологический

71) Заявитель институт атомного машиностроения н котлостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА В ИЭДЕЛИЕ ИМПУЛЬСНЫХ

УЛЬТРАЭВУКОВЬ!Х КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к устройствам для нераэрушающего контроля качества изделий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и в котлостроении при дефектоскопии! 5 например, сварных швов иэделий или при проверке качества различных материалов.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому эффекту является устройст- Ig во для ввода в иэделие импульсных ультразвуковых колебаний, используемое в ультразвуковом дефектоскопе для контроля изделий с различной скоростью распространения и затухания ультразвуковых колебаний. Оно содер" жит задающий генератор, соединенный с иим излучатель ультразвуковых колебаний и генератор несинусоидального, например, пилообразного напряжения и вр двух функциональных преобразователей ) 1 .

Генератор напряжения управляет работой основного и дополнительного функциональных преобразователей, каждая 25 ячейка которых выполнена в виде ограничителл линейно изменяющегося напрлженил на диоде и реэистивном делителе опорного напряжения. Основной преобразователь формирует напряжение, ag изменяющееся по характеристической кривой, дополнительный .формирует напряжение, изменяющееся во времени по экспоненциальному закону. Таким образом в зависимости от акустических .свойств контролируемого иэделия применяются параметры усилителя дефектоскопа по закону, определяемому функциональными преобразователями.

Недостаток данного устройства заключается в том, что при контроле иэделий с широким диапазоном изменения толщины или структуры, применяя функциональные преобразователи, можно улучшить лишь условия равновероятного выявления дефектов в зависимости от глубины нх залегания, но чувствительность дефектоскопа при этом падает. В указанном устройстве не предусмстрен механизм регулирования длительности и частоты излучаемых ультразвуковых колебаний. Возможность регулирования с использованием известных решений очень усложнит конструКцню устройства.

Цель изобретения вЂ” регулирование частоты и длительности излучаемых ультразвуковых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ввода в изделие

611148

Формула изобретения 6

65 импульсных ультразвуковых колебаний снабжено подключенным к генератору несинусоидального напряжения электромеханическим преобразователем, деформируемый элемент которого жестко связан с держателем излучателя ультразвуковых колебаний таким образом, что направление его деформации совпадает с акустической осью. излучателя, регулируемой лиНией задержки, включенной между задающим генератором и излучателем, а выход задающего генератора. подключен к входу генератора несинусоидального напряжения.

При этом в качестве злектромеханического преобразователя использован магнитострикционный преобразователь.

На чертеже изображена блок-схема устройства для ввода в изделие импульсных ультраэвукОвых колебаний.

Устройство содержит излучатель 1 ультЬазнуковых колебаний, например пьезоэлемент, закрепленный на рабочей поверхности держателя 2, с которым жестко связан деформирующий элемент электромеханичеокого преобразователя

3, выполненныи в виде магнитострикционного преобразователя. Излучатель соединен с задающим генератором

4 через регулируемую линию 5 задержки, при этом электромеханический преобразователь соединен с генератором б несинусоидального, например, пилооьразного, напряжения непосредственно через переключатель 7, а также через инвертор Й, Генератор несинусоидального напряжения имеет регулятор 9 и подключен входом к выходу задающего генератора.

Устройство работает следующим образом, От задающего генератора 4 импульс поступает на излучатель 1 и на запуск генератора б пилооьразного напряжения, при этом возбуждение излучателя осуществляется через регулируемую линию 5 задержки, то есть момент излучения механических колебаний ультразвуковой частоты в исследуемый объект сдвинут (запаздывает) относительно начала запуска генератора пилообразного напряжения. Это необходимо для осуществления выбора рабочей зоны излучения. пьезоэлемента.

С выхода генератора 6 через переключатель 7 пилообразное напряжение заданной, например. положительной полярности, подается на магнитострикционный преобразователь, в результате чего.за счет магнитострикционного эффекта он перемещается н направлении излучения ультразвуковых колебаний, которые начинают генерироваться при достижении рабочей зоны на кривой пилооьразного напряжения.

В результате удлинения деформируемого элемента магнитострнкционного преобразонателя н направлении излучения частота ультразвуковых импульсов увеличивается, а ширина (длительность) уменьшается. При изменении параметров исследуемого объекта, например увеличении толщины, частоту излучаемых ультразнуконых импульсов уменьшают, уменьшая регулятором 9 крутизну пилообразного напряжения генератора б, при этом длительность пилообразного импульса выбирают в соотнетствии с длительностью зондирующего импульса или больше зондирующего излучателя 1.

Для получения длительности излучаемых импульсов большей, чем позволяет регулятор 9, сигнал от генера)6 тора 6 через переключатель 7 поступает на инвертор 8, изменяющий полярность пилообразного напряжения на отрицательную. Воздействие этого напряжения на магнитострикционный преобразо20 ватель 3 вызывает магнитострикционный эффект, в результате которого его деформируемый элемент укорачивается, и держатель 2 с излучателем 1 перемещается н сторону, противоположную излучению ультразвуковых колебаний. При этом длительность сигнала увеличивается, а частота е-о уменьшается.

При переменных условиях нозбуждения пьезоэлемента длительность и .частота заполнения ультразвукового импульса зависят от управляющего сигнала магнитострикционного преобразователя, а число периодов в импульсе остается постоянным.

Таким образом, устройство обеспе16 чивает перестройку параметров импульса механических колебаний, излучаемых пьезоэлементом, который установлен с возможностью перемещения в направлении излучения и противоположном ему с помощью, например, магнитострикционного преобразователя, возбуждаемого сигналом определенной формы и длительности для получения ультразвукового импульса необходимой длительности чистоты заполнения, т.е. позволяет сравнительно просто беэ усложнения конструкции регулировать частоту и длительность излучаемых ультразвуковых импульсов.

1. Устройство для ввода в иэделие импульсных ультразвуконых колебаний, содержащее задающий генератор, соединенный с ним излучатель ультразвуковых колебаний и генератор несинусоидального, например, пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью регулирования частоты и длительности излучаемых ультразвуковых импульсов, оно снабжено подключенным к генератору несинусоидального напряжения электромеханическим преобразователем, деформируемый эле-! мент которого жестко связан с держате611148

Составитель Н.Разыграев

Техред М. Келемеш Корректор Е. Папп

Редактор Н,Аристова

Заказ 3148/36 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лем излучателя ультразвуковых колебаний таким образом, что направление его деформации совпадает с акустической осью излучателя, регулируемой линией задержки, включенной между задающим генератором и излучателем, а выход задающего генератора подключен к входу генератора несинусоидального напряжения.

2 ° Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в качестве электромеханического преобразователя использован магнитострикционный пр.;образователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 272633, кл. Q 01 К 29/04, 1968.