Устройство для ультразвукового контроля

ОБРЕТЕ ТОРСКОМУ СВИ ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(56) Авторское свидетельтсво СССРМ 1218328, кл, 6 01 й 33/38, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовандля ультразвукового контроля качества изделий, Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширени Изобретениещему контролю и о для ультразвукоделий.Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения постоянного по величине усилия прижима измерительн преобразователя к поверхности контролируемого изделия.На фиг, 1 изображено устройство для ультразвукового контроля, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку (при контроле изделий с криволинейной поверхностью); на фиг. 3 - функциональная схема механизма крепления датчика; на фиг. 4 - принципиальная (электронная) схема регулятора прижима.Устройстводляультрля содержит датчик 1 с в относится к неразрушаю может быть использован вого контроля качества из функциональных возможностей за счет обеспечения постоянного по величине усилия прижима измерительного преобразователя к поверхности контролируемого изделия. Устройство снабжено регулятором усилия прижима, выполненным в виде упругого элемента с прикрепленными к нему тензорезисторами, В зависимости от сигналов тензорезисторов управляемый клапан вакуумной магистрали изменяет положение сильфонов, что обеспечивает надежнчй контакт измерительного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия, 1 з.п, ф-лы, 4 ил. стически связанный с ним измерительный преобразователь 3, экранирующий корпус 4 и механизм прижима датчика 1 к поверхности контролируемого изделия 5, Механизм крепления датчика 1 выполнен в виде вакуумных присосок 6, количество которых определяется конфигурацией изделия 5, шарнирно соединенных между собой коромыслом 7 (фиг, 1, 2), воздействующим через регулятор прижима 8 на датчик 1, Вакуумные присоски 6 выполнены в виде сильфонов 9, полости 10 которых соединены с вакуумной магистралью из трубопроводов 11 (фиг, 3), и вакуумного насоса 12, при этом между трубопроводами 11 с общим патрубком 13 и вакуумным насосом 12 установлен управляемый клапан 14 с электромагнитным приводом. Регулятор прижима 8 выполнен в виде упругого элемента 15 с прикрепленными к нему тензорезисторами 16 (Р 2) и 17 (РЗ) (фиг, 1 и 4), при этом тензо 1578633резистор 16 расположен на упругом элементе 15 со стороны коромысла 7, а тензорезистор 17 - с противоположной стороны. Другой стороной упругий элемент 15 через регулирующий стержень 18 взаимодействует с датчиком 1, Тензорезисторы 16 и 17 включены в электронную схему (фиг. 3 и 4), снабженную измерительным усилителем 19, компаратором 20, задатчиком усилия 21, реле 22, и управляемым клапаном 14 с электромагнитным приводом, а также с вакуумным насосом 12, Измерительный усилитель 19, кампаратор 20, задатчик усилия 21, реле 22 объединены в общий блок управления 23, который через разъем 24, служащий для подвода питания, подсоединен к управляемому клапану 14 для выдачи команд. Силь- фоны 9 снабжены уплотнительным кольцом 25, расположенным по периметру нижнего торца и установленным на поверхность контролируемого изделия 5 со сварным швом 26. Тензорезисторы 27 (84) и 28 (85) прикреплены к ненагруженной поверхности упругого элемента 15 и включены в электронную схему (фиг. 4) для термокомпенсации измерительного моста.Регулятор прижима 8 (фиг. 4) состоит из измерительного моста 81 - 85, стабилитрона ЧО 1, резистора 814 и непосредственно упругого элемента 15. Стабилитрон ЧО 1 с. токоограничивающим резистором 814 предназначены для стабилизации напряжения питания измерительного моста 81 - 85 и расположены в блоке управления 23. Регулятор баланса 81 предназначен для балансировки измерительного моста перед началом работы и размещен в блоке управления 23, Тензорезисторы 82 и 83 включены в плечи моста, В качестве резисторов 84 и 85 используются тензорезисторы, аналогичные 82 и 83.Измерительный усилитель 19 содер-, жит микросхемы ОА 1, ОА 2, ОАЗ, резисторы 86 - 812 и расположен в блоке управления 23,Компаратор 20 состоит измикросхемы ОА 4, резистора Р 13, стабилитрона ЧО 2, токоограничивающего резистора 815 и размещен в блоке управления 23,Задатчик усилия 21 представляет собой переменный резистор 816, регулируя который, изменяют величину опорного напряжения на инвертирующем входе компаратора 20.,Резистор 816 расположен в блоке управления 23,Реле 22 состоит из резистора 817, диодов ЧОЗ и ЧО 4, транзистора ЧТ 1. электро- механического реле КЧ 1 и размещено в блоке управления 23. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство для ультразвукового контроля работает следующим образом,Датчик 1 устанавливают на поверхность контролируемого изделия 5 рядом со сварным швом 26,Механизм прижима располагают над датчиком 1 так, что коромысло 7 с регулятором прижима 8 (регулятор прижима 8 жестко прикреплен к коромыслу 7) касается регулирующего стержня 18 (стержень 18 служит для фиксирования момента касания с упругим элементом 15 при первоначальной установке датчика 1 на изделие 5).Силь- фоны 9 своим нижним торцом, по периметру которого расположено уплотнительное кольцо 25, опускаются на поверхность изделия 5.С помощью регулятора баланса 81 (фиг.4) производят балансировку измерительного моста регулятора прижима 8. Регулируя задатчик усилия 21 (переменный резистор 816), устанавливают требуемое значение усилия прижима датчика 1 к поверхности изделия 5, Включают блок управления 23 и вакуумный насос 12, Через нормально замкнутые контакты реле КЧ 1 происходит включение управляемого клапана 14 с электромагнитным приводом,В результате откачки и снижения давления воздуха в полости 10 сильфонов 9 происходит их сжатие. Через коромысло 7 усилие сжатия передается на регулятор прижима 8, регулирующий стержень 18 и датчик 1, установленный на изделие 5. В результате происходит деформация упругого элемента 15, передающаяся прикрепленным к нему тензорезисторам 16 (В 2) и 17 (В 3). Деформация тензорезисторов приводит к изменению межатомных расстояний в материале кристалла, из которого они изготовлены. Это влечет за собой изменение структуры энергетических зон кристалла. Последнее обуславливает изменение концентрации носителей тока (электронов проводимости, дырок), их эффективной массы, перераспределение их между энергетическими максимумами в зоне проводимости, минимумами в валентной зоне и приводит к изменению величины электросопротивления материала.тензорезисторов 16 (В 2) и 17 (83). Изменение сопротивления тензорезисторов приводит к разбалансу измерительного моста 81 - 85, Напряжение разбаланса усиливается измерительным усилителем 19, выполненным на микросхемах ОА 1 - ОАЗ, Усиленное напряжение поступает на вход микросхемы ОА 4 компаратора 20.Компаратор 20 производит сравнение напряжения усилителя и опорного напряжения, поступающего с задатчика усилия 21. При достиже 1578633нии величины напряжения на выходе усилителя 19, равной заданному опорному напряжению, на выходе ком паратора 20 возникает положительное напряжение, обеспечивающее включение реле КЧ 1, которое обесточивает цепь питания управляемого клапана 14 с электромагнитным приводом. В результате откачка воздуха из полостей 10 сильфонов 9 по трубопроводам 11 прекращается.Увеличение давления воздуха в полостях 10 сильфонов 9 в результате натекания приводит к уменьшению усилия прижима упругого элемента 15, упругой деформации тензорезисторов 16 (Й 2) и 17 (КЗ), разбаланса измерительного моста Я 1 - К 5, что влечет в свою очередь к отключению компаратора 20 и включению управляемого клапана 14, который будет включен до тех пор, пока не обеспечится заданное усилие прижима упругого элемента 15 и соответственно датчика 1 к поверхности контролируемого иэделия 5.Для снятия датчика 1 с изделия 5 отключают вакуумный насос 12, блок управления 23 и напускают воздух по трубопроводам 11 в полости 10 сильфонов 9.Таким образом, устройство позволяет значительно расширить функциональные возможности путем обеспечения возможности крепления датчика к поверхности иэделий из любого материала в кратчайшее время и повышения достоверности результатов контроля качества изделий за счет обеспечения постоянного по величине усилия прижима измерительного преобразователя к поверхности контролируемого изделия,Формула изобретения 1, Устройство для ультразвукового кон троля, содержащее корпус, измерительныйпреобразователь и прижимное приспособление с сильфоном, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и расширения функциональных 15 возможностей, оно снабжено регуляторомусилия прижима, вторым сильфоном и вакуумной магистралью с управляемым клапаном, корпус выполнен в виде коромысла, сильфоны шарнирно закреплены на концах 20 коромысла и соединены с вакуумной магистралью, регулятор усилия прижима закреплен на коромысле между сильфонами, подключен к управляемому клапану и взаимодействует с измерительным преобразо вателем. 2, Устройство по и. 1, от л и ча ю щеес я тем, что регулятор усилия прижима выполнен в виде упругого элемента с прикреп ленными к нему тензорезисторами.1578633 Составитель И.АрдашеваТехред М.Моргентал Корректор Н,Ревская едакт орва изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1913 . Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва,Ж. Раушская наб., 4/5