Устройство для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля качества изделий. Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение 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 надежный контакт измерительного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «

«

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4405263/25 — 28 (22) 05.04.88 (46) 15.07.90. Бюл, N 26 (72) А.M. Апасов и И.И. Бридько (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельтсво СССР

¹ 1218328, кл. G 01 N 33/38, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВО-.

ГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля качества изделий, Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контроля качества изделий.

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.

Устройство для ультразвукового контроля содержит датчик 1 с волноводом 2, аку„„53J „„1578633 А1 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(Р2) и 17(РЗ)(фиг, 1 и 4), при этом тензо1578633 резистор 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. Сильфоны 9 снабжены уплотнительным кольцом

25, расположенным по периметру нижнего торца и установленным на поверхность контролируемого изделия 5 со сварным швом

26. Тензорезисторы 27 (R4) и 28 (R5) 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 R1 — R5, стабилитрона VD>, резистора R14 и непосредственно упругого элемента 15. Стабилитрон VD> с. токоограничивающим резистором R14 предназначены для стабилизации напряжения питания измерительного моста Я1 — R5 и расположены в блоке управления 23. Регулятор баланса R1 предназначен для балансировки измерительного моста перед началом работы и размещен в блоке управления 23. Тензорезисторы R2 и R3 включены в плечи моста. В качестве резисторов R4 и

R5 используются тензорезисторы, аналогичные R2 и R3.

Измерительный усилитель 19 содер-, жит микросхемы DA1, DA2, DA3, резисторы

R6 — R12 и расположен в блоке управления

23, Компаратор 20 состоит из микросхемы

DA4, резистора P 13, стабилитрона VD2, токоограничивающего резистора R15 и размещен в блоке управления 23, Задатчик усилия 21 представляет собой переменный резистор R16, регулируя который, изменяют величину опорного напряжения на инвертирующем входе компаратора

20.,Резистор R16 расположен в блоке управления 23, Реле 22 состоит из резистора R17, диодов VD3 и VD4, транзистора VT1. электромеханического реле КЧ1 и размещено в блоке управления 23.

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).Сильфоны 9 своим нижним торцом, по периметру которого расположено уплогнительное кольцо 25, опускаются на поверхносгь изделия 5.

С помощью регулятора баланса R1 (фиг.

4) производят балансировку измерительного моста регулятора прижима 8. Регулируя задатчик усилия 21 (переменный резистор

R16), устанавливают требуемое значение усилия прижима датчика 1 к поверхности изделия 5. Включают блок управления 23 и вакуумный насос 12, Через нормально замкнутые контакты реле KV1 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 (R 2) и 17 (R 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 (R 2) и 17 (R3). Изменение сопротивления тензорезисторов приводит к разбалансу измерительного моста R1 — R5, Напряжение разбаланса усиливается измерительным усилителем 19, выполненным на микросхемах DA1 — DA3, Усиленное напряжение поступает на вход микросхемы DA4 компаратора 20. Компаратор 20 производит сравнение напряжения усилителя и опорного напряжения, поступающего с задатчика усилия 21. При достиже1578633

@v2. l

55 нии величины напряжения на выходе усилителя 19, равной заданному опорному напряжению, на выходе ком паратора 20 возникает положительное напряжение, обеспечивающее включение реле KV1, 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 (R2) и17 (R3), разбаланса измерительного моста R1 — R5, 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 обеспе5 чения постоянного по величине усилия прижима измерительного преобразователя к поверхности контролируемого изделия, Формула изобретения

1, Устройство для ультразвукового кон10 троля, содержащее корпус, измерительный преобразователь 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 регулятором усилия 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 преобразо25 вателем.

2.Устройство пои. 1, отл и ча ющеес я тем, что регулятор усилия прижима выполнен в виде упругого элемента с прикреп30 ленными к нему тензорезисторами.

1578633

1578633

Составитель И.Ардашева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1913 . Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5