Ультразвуковой преобразователь с локальной камерой

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)м. Кл. С 01 Н 29/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А.В.Медведев и И.С, Инатаев Всесоюзный проектно-конструкторский технологический институт атомного машиностроения и котлостроения(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЛОКАЛЬНОЙКАМЕРОЙ Изобретение относится к области неразрушаюо 1 его контроля изделий и может быть использовано в любой отрасли мащиностроения, в частности при контроле лиов большойидущих 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 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 осуществляется дискретно, а не плавно. 30 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 сущности является ультразвуковой преобразователь с локальной камерой, содержащий корпус и размещенные в нем пьезопластину и механизм изменения ее положения 21 .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 посредством сферического шарнира с центром пъезопластины, а второй редуктор имеет жестко закрепленную на его шестерне, концентричной выходномувалу 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-Л5 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 ивыполненную с перфорацией 3 и 4 новнутренней стенке. Штуцер 5 предназначен для подключения к магистрали контактной жидкости б,поступающей под давлением и проникающейчерез перфорацию в кольцевую емкостьмежду стенками корпуса. В локальнойванне размещен протектор 7 из эластичного с высокой капиллярной пористостью материала, например, мик Оропористой резины, которая заполняет объем, ограниченный внутреннейстенкой корпуса 1 и пъезопластиной 8.На пьезопластине 8 установлен диск9, по периметру которого закрепле- Я 5на гофрированная эластичная трубка10, верхним краем жестко связаннаясо стенками локальной ванны, в результате чего между последней икорпусом 1 образована герметичная.полость,Иеханизм изменения положениякьезопластины выполнен в виде реверсивного электродвигателя 11 и кинематически связанных с ним двух редукторов, первый из них состоит изшестерен 12-14, гайки 15,размещеннойн шестерне 14, и винта 1 б,конецкоторого является выходным валомредуктора и соединен посредствомсферического шарнира 18 с центром 40пьезопластины 8.На торце винта 16 закреплен ограничитель 19 его хода, взаимодействующий в процессе контроля с концевыми переключателями 20 и 21,при-этом винт 16 имеет шпонку 22 и лыску23,на которой нанесена шкала 24,например в градусах, определяющихугол ввода ультразвуковых колебаний.Шестерня, 13 установлена на под- Овижной оси 25 с рукояткой 26 и фиксатором 27. Второй редуктор выполнен в виде, шестерни 2.8, жестко установленной на валу электродвигателя11 и находящейся с ней в постоянномзацейлении шестерни 29, концентричнойвыходному валу 17 первого редуктора,На шестерне 29, перпендикулярноее поверхности, жестко закрепленаштанга 30 с роликом 31 на конце,взаимодействующим с пьезопластиной 860Через диск 9 штанга 30 смещена относительно центра пьезопластины 8 вдольее радиуса. На штанге 30 установленуказатель 32 положения ролика, а накорпусе 1 - смотровое стекло 33. Пе 65 ред 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, н создании которого участвуют также отверстия 4 н дне корпуса.После такой предварительной подготовки включают электродвигатель 11 механизма изменения положения пьезопластины 8. При опущенной .оси 25 нращение вала электродвигателя передается через промежуточную шестерню 13 шестерне 14, взаимодействующей с винтовой нарой, винт 16 которой перемещается поступательно-возвратно в пределах, ограниченных концеными переключателями 20 и 21, периодически контактирующими с ограничителями 19.Переключатели 20 и 21 изменяютнаправление вращения валов электродвигателя 11. При движении винта 16поступательно перемещаются (например,поднимаются) его конец 17, за счетэтого изменяется угловое положениедиска 9 и, следовательно, пьезопластины 8, при этом происходит качаниеультразвуковых лучей в плоскости,перпендикулярной плоскости изделия34, Одновременно осуществляется качание ультразвуковых лучей в плоскости,параллельной изделию, так как вращение от вала электродвигателя 11через шестерню 28 передается шестерне 29, на которой эксцентрично закреплена штанга 30, несущая ролик 31,при этом ролик обкатывается по диску9, Трубка 10, служащая для исключенияпопадания контактной жидкости вовнутреннюю полость корпуса 1, деформируется за счет гофр. В каждыймомент действия ролика 31 под пьезопластиной 8 меняется зона изделия34,Находящаяся в порах протектора 7,жидкость улучшает акустический контакт между преобразователем и изделием,В это время во всех других зонахпротектора поры, имея округлую Форму, рассеивают ультразвуковые колебания и одновременно с этим адсорбируют из магистрали 1 через перфорацию3 контактную жидкость 6, В этом случае необжатая область материала протектора 7 выполняет Функции рассея 789743ння ультразвука; ультразвуковой по вушки, так что преломленныеультразвуковые 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.15При необходимости повторного контроля с фиксированным углом ввода ультразвуковых колебаний, рукоятку 26 поднимают вертикально вверх и фиксируют с помощью фиксатора 27, 26 при этом ось 25 с жестко связанной с ней промежуточной шестерней 13 поднимается и шестерня 12 выходит из зацепления с шестерней 14.В этом случае угол наклона преобразователя остается постоянным. Угол наклона отмечают на шкале 24, нанесенной на винте 16, который перемещается поступательно благодаря шпонке 22.Преобразователь позволяет повысить производительность выявления разно- ориентированных дефектов в процессе челночного сканирования при сравнительно простой конструкции и удобстве ее использования.35 Автоматизация качания ультразвуковых лучей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях обеспечена здесь при наличии только одногопреобразователя и беэ его вращения,Воэможность раздельной работы механизмов обеспечивает необходимые варианты контроля. формула изобретенияУльтразвуковой преобразователь слокальной камерой, содержащий корпуси размещенные в нем пьеэопластину имеханизм изменения ее положения,о тл и ч а ю щ и й с я тем,что,с цельюавтоматизации изменения угла вводаультразвуковых колебаниЯ, механизм иэменения 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, приэтом шТанга смещена относительно центра пьеэопластины вдоль ее радиуса.,Источники информации,принятые во внимайие при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 406156, кл. 6 01 И 29/04, 1974.2. Авторское свидетельство СССРЬ 139138, кл, 0 01 И 29/04,1961789743 А-А фиР. 1 ди о фей Составитель Н.Долговатор Ю.Ковач Техред Е,Гаврилешко Коррек ик филиал ППП Патент,г.ужгород,ул,Проектная,4 каэ 9025/38 Тираж 1019 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035,Москва,7(-35, Подписноеого комитета СССРний и открытийаушская наб.,д.4/5