ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УДАРНО-АКУСТИЧЕСКОГО ДЕФЕКТОСКОПА

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.