Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий из них.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение качества неразрушающего контроля изделий за счет обеспечения нормируемого воздействия на контролируемые участки изделия.

Технический результат достигается тем, что наносится нормируемый один единственный удар, который производят ударным элементом, выполненным в виде жестко закрепленного на основании свободно падающего постоянного магнита со сквозным осевым отверстием, по оси которого расположен отполированный щуп из немагнитного материала с жестко закрепленным на верхнем конце пьезоэлектрическим датчиком, а ограничение локальной зоны контролируемого объекта производится не только действием собственного веса ударного элемента, но и силой притяжения магнита к контактной поверхности контролируемого участка, образуя колебательную систему «щуп - участок изделия, ограниченный присоединенной массой». Сила удара и надежность контакта присоединенной массы, определяются массой ударного элемента и силой притяжения магнита.

1 н.п. и 2 з.п. формулы, 2 ил.

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля ферромагнитных материалов и изделий из них.

Известно устройство для неразрушающего контроля многослойных изделий по патенту РФ 2168722, МПК G01N 29/04, 20.05.2000, включающее в себя первичный преобразователь, содержащий корпус, в котором установлен с возможностью свободного падения ударный элемент и размещен чувствительный элемент.

Недостатками данного устройства является наличие определенного расстояния между устройством возбуждения упругих колебаний и приемником сигнала, что снижает локальность, чувствительность и достоверность контроля.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа по патенту РФ 89236, МПК G01N 29/12, G01N 29/22, 27.11.2009, содержащий корпус, в котором коаксиально размещены ударный элемент и чувствительный элемент. Ударный элемент выполнен в виде полой подпружиненной трубки, закрепленной по оси подвижного якоря электромагнита, а чувствительный элемент - в виде отполированного щупа с жестко закрепленным на верхнем конце пьезоэлектрическим датчиком.

Недостатком прототипа является недостаточно высокое качество неразрушающего контроля изделий, обусловленное сложностью ограничения локальной зоны контроля и сложностью нанесения нормированных ударов по контролируемой поверхности. Причиной является наличие переходных процессов в обмотке электромагнита.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение качества неразрушающего контроля изделий за счет обеспечения нормируемого воздействия на контролируемые участки изделия.

Технический результат достигается тем, что в первичном преобразователе ударно-акустического дефектоскопа, содержащем корпус, в котором коаксиально размещены ударный элемент, установленный с возможностью свободного падения, и чувствительный элемент, выполненный в виде отполированного щупа с жестко закрепленным пьезоэлектрическим датчиком на верхнем конце, согласно заявляемой полезной модели, ударный элемент выполнен в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита, имеющим сквозное осевое отверстие, по оси которого расположен отполированный щуп, выполненный из немагнитного материала. Кроме этого, ударный элемент установлен с возможностью скольжения при помощи основания по направляющим, введенным в корпус, и с возможностью фиксации на заданной высоте при помощи штифта, закрепленного на направляющей, а чувствительный элемент установлен с ограничением перемещенная в горизонтальной плоскости посредством закрепленного на направляющей фиксирующего кольца, внутри которого расположена резиновая подкладка.

Таким образом, технический результат достигается тем, что наносится нормируемый один единственный удар, который производят ударным элементом, выполненным в виде жестко закрепленного на основании свободно падающего постоянного магнита со сквозным осевым отверстием, по оси которого расположен отполированный щуп из немагнитного материала с жестко закрепленным на верхнем конце пьезоэлектрическим датчиком, а ограничение локальной зоны контролируемого объекта производится не только действием собственного веса ударного элемента, но и силой притяжения магнита к контактной поверхности контролируемого участка, образуя колебательную систему «щуп - участок изделия, ограниченный присоединенной массой». Сила удара и надежность контакта присоединенной массы, определяются массой ударного элемента и силой притяжения магнита.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа содержит корпус 1 с расположенным в нем ударным элементом, выполненным в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 со сквозным осевым отверстием, по оси которого размещен чувствительный элемент, выполненный в виде отполированного щупа 3 из немагнитного материала, на верхнем конце которого жестко закреплен пьезоэлектрический датчик 4. Для ограничения перемещения вдоль горизонтальной плоскости щуп 3 пьезоэлектрического датчика 4 фиксируется кольцом 5, внутри которого расположена резиновая подкладка (на фиг.1 - не показана). Скольжение ударного элемента в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 производится по направляющим 6. Фиксация основания постоянного магнита 2 на заданной высоте производится штифтом 7, закрепленным на направляющей 6.

Устройство работает следующим образом.

Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа устанавливается перпендикулярно к зоне контролируемого участка изделия, ударным концом вниз, вынимается штифт 7, в связи, с чем ударный элемент в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 под воздействием силы тяжести и силы магнитного притяжения падает вниз по направляющим 6. После одного единственного удара о контролируемый объект ударный элемент остается на поверхности контролируемого участка изделия, ограничивая собственной массой и действием силы магнитного притяжения локальную зону контроля. Упругие колебания локальной зоны, вызванные падением жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 на поверхность контролируемого объекта, воспринимаются щупом 3 пьезоэлектрического датчика 4.

Возбуждение упругих колебаний одним единственным ударом ударного элемента в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 и ограничение локальной зоны контроля постоянными магнитными свойствами ударного элемента позволяют получить нормированное воздействие на контролируемые зоны.

Кроме того, выполнение ударного элемента в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2 со сквозным осевым отверстием внутри позволяет получить при нанесении удара по контролируемому объекту пик колебаний в ее центре, который воспринимается пьезоэлектрическим датчиком 4.

Таким образом, пьезоэлектрический датчик 4 находится в зоне отсутствия влияния колебаний соседних участков контролируемого объекта, ограниченных присоединенной массой ударного элемента в виде жестко закрепленного на основании постоянного магнита 2, что позволяет повысить качество неразрушающего контроля изделий из-за повышения чувствительности контроля к мелким дефектам, увеличения его локальность и достоверности.

1. Первичный преобразователь ударно-акустического дефектоскопа, содержащий корпус, в котором коаксиально размещены ударный элемент, установленный с возможностью свободного падения, и чувствительный элемент, выполненный в виде отполированного щупа с жестко закрепленным пьезоэлектрическим датчиком на верхнем конце, отличающийся тем, что ударный элемент выполнен в виде постоянного магнита, имеющего сквозное осевое отверстие, по оси которого расположен отполированный щуп, выполненный из немагнитного материала.

2. Первичный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что ударный элемент установлен с возможностью скольжения при помощи основания по направляющим, введенным в корпус, а чувствительный элемент установлен с ограничением перемещения в горизонтальной плоскости посредством закрепленного на направляющей фиксирующего кольца, внутри которого расположена резиновая подкладка.

3. Первичный преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ударный элемент установлен с возможностью фиксации на заданной высоте при помощи штифта, закрепленного на направляющей.