УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля и может быть использована для определения шероховатости поверхности исследуемого изделия.
Известно устройство для ультразвукового контроля шероховатости поверхности изделия, содержащее, размещенный в корпусе, соединенный с дефектоскопом, пьезоэлемент с рабочей поверхностью, контактирующей с изделием (см. Авторское свидетельство СССР №1632135, A1, G01В 17/00, 1989 г.).
Недостатком указанного устройства является отсутствие защитного элемента (протектора) предотвращающего износ пьезоэлемента. Это приводит к нестабильности электрических параметров пьезоэлемента и снижает достоверность измерений.
Указанное устройство принято за прототип, в котором рабочая поверхность пьезоэлемента снабжена защитным элементом (протектором) из износостойкого диэлектрического материала, а на другой поверхности - одним электродом, на котором установлен волновод, противоположный торец которого выполнен плоским.
Предлогаемое устройство предотвращает износ пьезоэлемента в процессе эксплуатации и обеспечивает стабильность его параметров.
Конструкция описываемого устройства изображена на чертеже.
Как видно из чертежа, устройство содержит, размещенный в корпусе 1, пьезоэлемент 2, соединенный с дефектоскопом (на черт. не показан) посредством провода 3, выведенного через разъем 4 в крышке 5 корпуса 1. Пьезоэлемент 2 контактирует с исследуемым изделием (на черт. не показан) посредством рабочей поверхности 6 в виде защитного элемента (протектора).
Пьезоэлемент снабжен одним электродом 7 расположенным с противоположной стороны его рабочей поверхности. На пьезоэлементе размещен волновод 8, противоположный торец 9 которого выполнен плоским. Волновод 8 закреплен стопорным элементом 10 и расперт в корпусе 1 посредством пружины 11.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При установке устройства рабочей поверхностью, то есть защитным элементом (протектором) на металлический объект контроля между электродом и поверхностью объекта контроля образуется система: изделие - протектор пьезоэлемента и электрод, составляющие электрический конденсатор, емкость которого обратно пропорциональна величине неровности поверхности контролируемого объекта. Соответственно такой конденсатор в цепи генератора формирует зондирующий сигнал, амплитуда которого также обратно пропорциональна величине шероховатости (неровности) поверхности объекта исследования. Соответственно такой конденсатор в цепи генератора формирует зондирующий сигнал, амплитуда которого также обратно пропорциональна величине шероховатости волнистости (неровности) поверхности объекта. Сигнал проходит в присоединенный к пьезоэлементу волновод, отражается от его торца, принимается тем же пьезоэлементом, усиливается и отображается на экране. По амплитуде принятого сигнала можно судить о величине неровности.
Основным преимуществом устройства является возможность оценки шероховатости и волнистости поверхности объекта контроля являющейся усредненной по всей рабочей поверхности устройства.
Если выбрать площадь рабочей поверхности близкой к сечению ультразвукового пуска излучаемого стандартными прямыми и наклонными преобразователями, то это позволит оценивать акустическую прозрачность контактного слоя.
По экспериментально построенным на базе устройства номограммам можно оценивать величину неровности (совместно шероховатости и волнистости) и вводить обоснованную коррекцию на уровень чувствительности дефектоскопа из-за качества поверхности.