Способ контроля поверхностных дефектов горячих слябов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 ОИ О 1 М 29 04 НЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУД АРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ Св ТЕЛЬСТВУ сследоваметаллургии шающего контй: Справочник 1. Машиноеразизделва е оптическои ситражателя, блокхем сравнения,ысокой частоты,емы, поворотно фотодатчиков,фильтров овавяя, Ст мостовых щего при- Е ы и уси.п. ф-лы,силителеи схем согл орматоров,регистрируюизкой частот2 с.и 1 э импульсных трансфсхем, схемы ИЛИ,бора, фильтров н(57) Изобретение онию и анализу материразвуковых колебандля контроля повер носится к исследоваалов с помощью ультй и предназначенохностных дефектов телеи мощност л(56) Приборы для н руроля материалов и и Под ред. В.В. Клюе , Т.строение, 1986.Кек Р. Возможность применения лазерной техники для целей измерения и обработки в черной металлургии.Черные металлы. 1984, У 5,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ГОРЯЧИХ СЛЯБОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ горячих слябов при непрерывной разливке стали. Целью изобретения является повышение точности контроля поверхностных дефектов горячих слябовпри температуре до 1200 С. Сущностьизобретения состоит в том, что впредлагаемом способе энергию импульсного лазера выбирают в области возбуждения ультразвука при поверхностном испарении или в области оптического пробоя для контролируемогоматериала. Кроме того, в устройствдля осуществления способа, содержащем импульсный лазер, лазер непрерывного действия и оптический преобразователь, последний выполнен в ви 1453317Изобретение относится к областиисследования и анализа материалов спомощью звуковых или ультразвуковыхколебаний и предназначено для конт 5роля поверхностных дефектов горячихслябов при непрерывной разливке стали.Цель изобретения - повышение точности контроля поверхностных дефектов горячих слябов при темпеРатУРе 10до 1200 СНа фиг, 1 представлена блок-схемаприемного устройства для реализацииспособа; на фиг, 2 - схема выполнения блока поворотного зеркала; на 15Фиг. 3 - схема выполнения блока фотодатчика,Устройство состоит из лазера 1непрерывного действия, освещающегоконтролируемую поверхность сляба 2, 20оптического преобразователя 3, состоящего из оптической системы 4, поворотного отражателя 5 и блока 6 Фотодатчика, который двумя каналамипоследовательно соединен со схемами 257 сравнения, усилителями 8, фильтрами 9 высоких частот, схемами 10 согласования, импульсными трансформаторами 11, мостовыми схемами 12, выходыкоторых соединены с входами схемы 3 ОИЛИ 13, выход которой соединен с регистрируницим прибором 14, кроме того, выходы усилителей 8 .последовательно соединены с Фильтрами 15 низких частот, усилителями 16 мощности иэлектродинамическими регуляторами17 (фиг. 2) поворотного отражателя5, состоящего из отражающего зеркала18, имеющего с промежуточной плоскостью 19 общую ось 20, которая перпендикулярна оси 21, являющейся общей осью промежуточной плоскости 19,и неподвижной плоскости 22, отражающее зеркало 18 через шарнирный механизм 23 связано с промежуточной 45плоскостью 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 энергию1импульсного лазера выбирают в областивозбуждения ультразвука при поверхностном иапарении или в области оп 15тического пробоя для контролируемогоматериала. В устройстве для осуществления способа, содержащем импульсныйлазер, 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, синий цвет).непрерывно падает на поверхность сляба 2. Диффузно отраженное излучение принимается оптической системой 4 (светофильтр-объектив) оптического преобразователя 3 и попадает на плоскостьзеркала 18 блока поворотного отражателя 5. Отраженный луч блоком 6 фото- датчиков 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, мостовыесхемы 12, схему ИЛИ 13 попадают нарегистрирующий прибор 14. При этомиз сигнала устраняются случайныепомехи, связанные с изменением интенсивности диффузно отраженного луча (влияние окалины и др.).лазера 1 непрерывного действия.В процессе работы устройства возможны различного рода вибрации, атакже 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 иподвижных 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 ен 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 щ и й с я тем, что, с це 40 45 50. з 145331 кого громкоговорителя), кинематически связанных с плоскостями 18, 19 и 19, 22 через шарнирные механизмы 23. Для управления положением зеркала 185 сигнал обратной отрицательной связи с выходов усилителей 8 через фильтры 15 низких частот и усилителя 16 мощности попадают на входы возвратно-поступательных электродинамичес ких регуляторов 23 поворотного отражателя 5, Таким образом, стабилизация состояния оптического преобразователя 3 в области низкочастотных колебаний постоянно выдерживается конту ром автоматической следящей системы. При появлении УЗК (Г - 1 МГц) точка падения излучения лазера 1 и центр отраженного на зеркале 18 лазерного луча перемещаются, при этом высоко частотная коррекция отраженного луча не происходит, блок б фотодатчика разбалансируется и выдает соответствующие сигналы, которые фиксируются регистрирующим прибором 14,25Таким образом, в процессе работы ,устройства достигается повышение тсчМости 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 фото- датчиков, 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 которьж соединены с выходами усилителей мощности.1453317 Составитель С. Волкедактор Н. Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор илипен СССР оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,аказ 7278/41 Тираж 788 ИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра