Искатель импедансного дефектоскопа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23 ПриоритетОпубликовано 151282, Бюллетень Ио 4 б Р 1 М К з 6 01 й 29/04 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 151232(54) ИСКАТЕЛЬ ИИПЕДАНСНОГО ДЕФЕКТОСКОИА Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть нсполь 1 зовано при ультразвуковой дефектоекопии слоистых изделий.5По основному авт. св. СССР В 712755 известен искатель импедансного дефектоскопа, содержащий звуковод с излучающим пьезоэлементом и два приемнык пьезоэлсмеита с наконечникаьщ, элек трически соединенные встречно-параллельно, отражатель, размещенный с одной стороны излучашаего пьезоэлемента, приемные пьезоэлементы установлены иа противоположной стороне звуко. вода с возможностью перемещения в плоскости измерения, а расстояние между осями приемных пьезоэлементов выбрано кратным расстоянию между микронеровностями контролируемой поверхности Щ .Недостатком этого искателя является то, что при сканировании им с высокой скоростью в режиме автоматизированного контроля возникают ложные сигналы, связанные с неоднородной шероховатостью поверхности контролируемого иэделия, что снижает надежность контроля.Цель изобретения - повьааение надежности при контроле изделий с неоднородной шероховатостью поверхности изделия. 1Цель достигается тем, что искатель импедаиского дефектоскопа снабжен двумя размещенными между приемными пьезоэлементами и включеннымивстречно-параллельно компенсационными ньезоэлементамн с .наконечникамии инерциоиныьщ массами, упругимиэлементами, коисольио закрепляющимикомпенсационные пьезоэлементы назвуководе, причем продольные оси упругих элементов параллельны плоскости расположения поиемных пьезоэлементов..кроме того, закрепление упругихэлементов на звуководе осуществляется через прокладки из пористого материала,Радиус кривизны наконечниковкомпенсационных пьезоэлементов равенрадиусу кривизны наконечников приемных пьезоэлементов.,На чертеже представлена схемареализации искателя импедансногодефектоскопа.Искатель содержит звуковод 1излучающим пьезоэлементом 2, два приемных пьезоэлемента 3 и 4 с наконечниками 5 и б электрически соединен 981886ные встречно-параллельно, два упругих элемента 7 и 8, соединенные созвуководом через прокладки 9 и 10из пористого материала, два компен-.сационных пьезоэлемента 11 и 12 снаконечниками 14 и 13 и инерционнымимассами 15 и 16 электрически соединенные встерчно-параллельни размещенные между приемными пьезоэлементами 3 и 4, отражатель 17, размещенный с противоположной стороны излучающего пьезоэлемента.Искатель работает следующим образом,Излучающий пьезоэлемент 2 возбуждает в звуководе 1 продольные колебания, которые передаются через наконечники 5 и б в контролируемоеизделие.Искателем сканируют по поверхности контролируемого изделия. Силы реакции изделия генерируют в приемныхи компенсационных пьезоэлементахсоотвественно 3,4 и 11, 12 заряд.Причем величина заряда, генерируемого в приемных пьезоэлементах, пропорциональная величине механического импеданса в данной точке изделия, а в компенсационных пьезоэлементах - нет, и определяется лишьупругими силами элементов 7 и 8 исилами тяжести наконечников 13 и 14,пьезоэлементов 11 и 12 и инерционныхмасс 15 и 16, суммарная величина которых выбирается меньше величиныминимальной силы прижатия, при которой происходит обнаружение дефекта.Таким образом, при согласованиимеханических и электрических характеристик каждой пары пьезоэлементов,суммарный электрический заряд, генерируемый силами реакции изделия, снимаемый с компенсационных пьезоэлементов всегда равен нулю, а с приемных - пропорционален разностимеханических импедансов в контролируемых точках изделия,Кроме сил реакции изделия в приемных и компенсационных пьезоэлементах генерируют заряд силы инерциимасс, вовлеченных в колебание в результате движения искателя по микронеровностям поверхности контролируемого изделия. Величина этого зарядазависит от массы колеблющихся элементов, от степени шероховатостиповерхности. Таким образом, при соответствующем согласовании электрических характеристик каждой пары пьезоэлементов, приемных и компенсационных, суммарный электрический заряд, генерируемый силами инерции масс, вовлеченных в .колебание в результате дви- жения искателя по микронеровностям поверхности и снимаемый с каждой этой пары при данной скорости контроля, определяется только различиемстепени,.ероховатости с окрестностидвух. контролируемых точек поверхности.Полный сигнал пьезоэлементов 11и 12 вычитается из полного сигнала,.поступающего с пьезоэлементов 3 и 4и результирующее напряжение фиксируется дефектоскопаи (не показан).Поскольку сигналы с этих пьезоэлементов сдвинуть, по времени на величину; пропорциональную расстояниюмежду ниии и обратно пропорциональную скорости контроля, то полный сигнал с компенсационных пьезоэлементовпрежде проходит согласующее устройство и линию задержки (не показаны).Напряжение результирующего сигнала, такии образом, пропорциональнатолько разности механических импедансов в двух точках контроля, замеряемых приеиныии пьезоэлементами,и не зависит от неоднородной шероховатости поверхности контролируемогоизделия: пьезоэлементы 11 и 12 полностью компенсируют эту составяющу 1.,сигнала пьезоэлементов 3 и 4,При отсутствии дефектов силы реакции изделия генерируют в соединенныхвстречно-параллельно пьезоэлементах 3 и 4 одинаковые по величинезаряда в результате чего эта составляющая напрякения, снимаемая сних,. равна нулю, Результирующее напряжение, Фиксируемое дефектоскопом,следовательно, также равно нулю,Когда наконечник б проходит наддефектом, в приемном пьезоэлементе 4генерируется меньший заряд, а на выходе с приемных пьезоэлементов появляется некомпенсированная составляю- .щая напряжения, которая и фиксируется дефектоскопои, При этом будетустановлена граница дефекта, Втораяграница дефекта устанавливается илив момент, когда результирующее напряжение вновь равно нулю, в случае длины дефекта меньшей расстояния междунаконечника.,и 5 и 6, или в моментизменения знака результирующего напряжения, в случае длины дефекта равной или большей расстояния между наконечниками 5 и б. Критерием выборасоответствующего решения о местонахождении второй границы служит время длительности первого сигнала приданной скорости контроля: если этовремя меньше времени, необходимогодля прохождения пути, равного расстояния между наконечниками 5 и б,то границу дефекта определяют первымспособом, в противном случае - вторыме Конструкция предлагаемого искателя позволяет существенно повысить скорость сканирования при контроле, так как исключает появление на выхо981886 Формула изобретения Составитель.Т. ГоловкРедактор Н. Киштулинец Техред Т.йаточка Коррект Решетн 701/63 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4Зак одписнофилиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,де искателя сигнала, обусловленного неоднородной шероховатостью поверхности контролируемого изделия. Благодаря этому контроль многослойных конструкций осуществляется без предварительного изучения микропрофиля и подготовки поверхности, Это позволяет проводить автоматизированный контроль изделия не только в процессе эксплуатации, когда поверхность изделия подвергается .неблагоприятному воздействию окружающей среды, эррозионному, тепловому и т.п. воздействиям.Предлалагаемый искатель импедансного дефектоскопа, обеспечивая выделение в чистом виде сигнала, величина которого пропорциональна разности механических импедансов в двух точках контролируемого изделия, позволяет по этой величине определить глубину залегания дефекта и тем самым повысить надежность при контроле изделий с неоднородной шероховатостью поверхности изделия. 1. Искатель импедансного дефектоскопа по авт. св. Ф 712755, о т л ие ч а ю ц и й с я тем, что, с цельюповыаения надежности при контроле изделий с неоднородной шероховатостьюповерхндсти, он снабжен двумя размеценными между приемными пьезоэлементами и включенными встречно-параллельно компенсационными пьезоэлементами с наконечниками и инерционнымимассами, упругими элементами, консольно закрепляющими компенсацион ные пьезоэлементы на звуководе, причем продольные оси упругих элементов параллельных плоскости расположения приемных пьезоэлементов.2. Искатель по п.1, о т л и 15 ч а ю щ и й с я тем, что закрепление упругих элементов на звуководе1осуцествляется через прокладкииз пористого материала.3. Искатель по пп,1 и 2, о т л и О ч а ю щ и й с я тем, что рациускривизны наконечников компенсационных пьезоэлементов равен радиусукривизны наконечников приемных пьезоэлементов.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 712755, кл. С 01 й 22/04, 1978