Дефектоскоп

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 958960 61) Дополнительное к авт. свид-ву -(23) П Гасударственные комнтет СССР ло делам лзобретеикй и открытий(71) Заявите ТОСК 54) Д наличии е екто Изобретение отно технике, а именно к д быть использовано, н рельсового пути.Известно устройс метров импульсного содержащее измерит шую измерительный ключенный к его вых и регистратор парам сится к испытательнои ефектоскопам, и может апример, для контроля анализа пара- ения изделий, цепь, включаюзователь, подизатор спектра во длянагру льную преобр ду аяа.тров Устройство позволяет исследовать параметры импульсного нагружения и по ним судить о наличии дефекта. Однако, в результате анализа нельзя получить сведения о месте расположения дефектов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дефектоскоп, содержащий импульсный источник нагружения, цепь измерения параметров эхо-сигнала, включающую измерительный преобразователь, набор полосовых .фильтров, блок амплитудных детекторов и измеритель спектральной плотности мощности, а также регистратор, Дефектоскоп служит для импульсного нагружения испытуемого, изделия и анализа параметров эхо-сигнала, по результатам которого судят о д ф в в изделии 21.Однако, дефектоскоп не позволяет определить место расположения дефектов при испытании сложных, имеющих многослой ную структуру изделий, например крестовин и стрелок железнодорожного пути.Цель изобретения - повышение точности контроля рельсового пути.Указанная цель достигается тем, что дефектоскоп, содержащий импульсный источник нагружения, цепь измерения параметров эхо-сигнала, включаюшую измерительный преобразователь, набор полосовых фильтров, блок амплитудных детекторов и измеритель спектральной плотности мощности, а также 1 регистратор, снабжен двумя измерителямиотклонений, вторым источником импульсной нагрузки и тремя наборами фильтров нижних частот, цепь измерения параметров эхо-, сигнала выполнена трехканальной, входы первого измерителя отношений подключены к измерителям спектральной плотности мощности первого и второго каналов, а выход - к регистратору, ко второму входу которого подключен выход второго измерителя отношений, входы которого подключены к выходам измерителей спектральной плотностимощности второго и третьего каналов, измерительные преобразователи первого и третьего каналов установлены в месте крепления, соответственно, первого и второго источников импульсной нагрузки, а второй измерительный преобразователь установлен на равном расстоянии от первого и третьего измерительных .преобразователей, каждый изкоторых подключен к набору полосовых фильтров через набор фильтров нижних частот.На фиг. 1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 - изображено подключение набора фильтров нижних частот к набору полосовых фильтров и амплитудных детекторов.Дефектоскоп содержит тележку 1, перемещаемую по рельсовому пути 2, измерительные преобразователи 3, 4 и 5 соответственнопервого, второго и третьего каналов (не обозначены) измерительной цепи, источники 6 и 7 импульсной нагрузки, в месте расположения которых установлены, соответственно,измерительные преобразователи 3 и 5. Для 1 О 15 20 измерения параметров эхо-сигнала служит трехканальная измерительная цепь, включающая в каждом канале, например в первом, измерительный преобразователь 3, усилитель 8, набор 9 фильтров нижних частот, набор 10 полосовых фильтров, блок 11 амплитудных детекторов, измеритель 12 спектральной плотности мощности. Для определения отношения эхо-сигналов на выходе ЗО первого и второго каналов служит первый измеритель 13 отношения, а второго и третьего каналов - второй измеритель 14 отношения, выходы измерителей 13 и 14 подключены к регистратору 15.Фильтры нижних частот набора 9 имеют разные частоты среза. Полосу частот, заключенную между двумя частотами среза двух соседних фильтров выбирают исходя из требуемой разрешающей способности дефектоскопа, Набор 10 полосовых фильтров 4 о представляет собой матрицу фильтров, строки и столбцы которой составляют фильтры одинаковой ширины полосы пропускания, Входы полосовых фильтров каждой строки подключены к соответствующему фильтру нижних частот из набора 9: Ширина полосы 45 всех полосовых фильтров одинакова и опретп деляется из соотношения Л = 2 Гп, где гп - положительное число 1, Г, - , верхняя граничная частота фильтров нижних частот, Выходы полосовых фильтров образующих столбец, подключены к амплитудному детектору из блока 1. Такое подключение фильтров нижних частот полосовых фильтров и детекторов позволяет выделять только максимальные значения амплитуд спектральных составляющих рабочего диапазона частот.Дефектоскоп работает следующим образом, Источники 6 и 7 импульсной нагрузки одновременно сообщают (блок синхронизации не показан) рельсовому пути 2 нормированные направленные ударные нагрузки. Эхо-сигналы преобразуются измерительными преобразователями 3, 4 и 5 в электрические сигналы, поступающие на вход усилителей 8. Если в некотором сечении профиля рельсового пути существует дефект, например, типа трещины, неоднородности материала, раковины или инородного включения, то при распространении механических волн, вызванных импульсной нагрузкой, в месте, где расположен дефект, наблюдается большее поглощение энергии. колебаний, в связи с чем спектр эхо-сигнала некоторого участка рельсового пути на приложенную импульсную нагрузку отличается от спектра импульса, где дефект отсутствует.Ударные спектры эхо-импульсов, образованные из максимальных составляющих спектра, снимаемых с выходов блоков 11 детекторов, поступают для осреднения по всему рабочему диапазону на вход измерителей 12 спектральной плотности мощности, Сигналы, снимаемые с выходов измерителей 2 посупают на входы измерителей 13 и 14 отношения. Если на исследуемом участке рельсового пути дефекты отсутствуют, то отношения величин спектральных плотностей мощности одинаковы и на выходе регистратора 15 показаний нет.При перемещении дефектоскопа на участок пути В С, (фиг. 1), где имеется дефект отношения спектров, мощности в каналах будут различны из-за потерь некоторой величины колебательной механической энергии в зоне дефекта.Регистратор 15, например стрелочного типа, путем сравнения сигналов отношения спектров мощности определяет направление перемещения тележки 1 в соответствии с направлением положения стрелки.Для отыскания места дефекта тележкупередвигают в указанном направлении в новое положение на расстояние, не превышающее расстояние между двумя ближайшими преобразователями, например, в положение АВС 2 (фиг. 1).В положении АВСд снова осуществляют ударное нагружение и анализ эхо-импульса реакции. При этом направление показания регистратора 15 должно изменить свой знак, что указывает на то, что зона дефекта расположена между сечениями рельсового полотна А - С, определяемым по положению тележки 1 в первом и втором случае испытаний.Последовательным перемещением тележки 1 в указываемом стрелкой направлении с аналогичными повторными испытаниями и анализом эхо-сигналов локализуют зону дефекта в некотором сечении рельсового пути с точностью до линейного размера преобразователя 3, при этом показания регистра. тора 15 в зоне дефекта равны нулю, преобразователь 4 второго канала находится непосредственно над дефектом,Выделение наиболее информативных диапазонов спектров импульсов, таких, которые в наибольшей мере свойственны типовым дефектам рельсового пути, можно обеспечить выбором параметров импульса нагружения, расстояний между преобразователями 3, 4 и 5, а также выбором граничных частот фильтров нижних частот набора 9, что обеспечивает высокую чувствительность дефектоскопа.Формула изобретенияДефектоскоп, содержащий импульсный источник нагружения, цепь измерения параметров эхо-сигнала, включающую измерительный преобразователь, набор полосовых фильтров, блок амплитудных детекторов и измеритель спектральной плотности мощности, а также регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля рельсового пути, снабжен двумя измерителями отношений, вторым источником импульсной нагрузки и тремя наборами фильтров нижних частот, цепь измерения параметров эхо-сигнала выполнена трехканальной, входы первого измерителя отношений подключены к измерителям спектральной плотности мощности первого и второго каналов, а выход - к регистратору, к второму входу которого подключен выход второго 5 измерителя отношений, входы которого подключены к выходам измеретлей спектральной плотности мощности второго и третьего каналов, измерительные преобразователи первого и третьего каналов установлены в месте крепления соответственно первого и второго источников импульсной нагрузки, а второй измерительный преобразователь установлен на равном расстоянии от первого и третьего измерительных преобразователей, каждый из которых подключен к набору по лосовых фильтров через набор фильтровнижних частот. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 201. Клюев В. В, Приборы и системы дляизмерения вибрации шума ударов. Справочник. М., Машиностроение, 1978,с. 239-240.2.Клюев В. В. Приборы для неразрушаюшего контроля материалов и изделий. Спра вочник, М., Машиностроение, 1976, с. 93194 (прототип).. Каратышас Корр7 Подпвенного комитета Сетений и открытий5, Раушская наб.,Ужгород, ул. Пр итель Л. Бойк д. 4(5ектна Сосгав Техред Л Тираж 88 И Государст делам изобр осква, Ж - 3 Патент, екто р Ю. Макаре нксноеССР