НАБОРНЫЙ БЛОК СМЕННЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ И ПРИЕМА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля материалов, а именно к пьезоэлектрическим преобразователям, действие которых основано на прямом и обратном пьезоэффекте, и которые могут быть использованы при ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов и других длинномерных изделий.
Известен раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь, который содержит в общем корпусе разделенные экраном излучающий и принимающий пьезоэлементы с электродами на их противоположных концах, при этом один из электродов каждого пьезоэлемента связан общей шиной, а каждый пьезоэлемент контактирует с одной стороны с призмой, а с другой с демпфером (1).
Известен наборный блок со сменными пьезоэлектрическими преобразователями цилиндрической формы, включающий призму, пьезоэлементы, демпфер [2]. Известный блок преобразователей наиболее близок к заявленной полезной модели по наибольшему количеству одинаковых признаков.
Перед проведением контроля в составе наборного блока, преобразователи такого типа позиционируют относительно оси сканирования. Процесс позиционирования очень трудоемкий и, при неправильном позиционировании преобразователей относительно оси сканирования, возможны пропуски дефектов.
Задача, решаемая полезной моделью, направлена на создание такой конструкции пьезоэлектрического преобразователя, которая бы позволила при работе в составе наборного блока преобразователей ультразвукового комплекса контроля, реализовывать различные схемы прозвучивания железнодорожных рельсов, при этом исключив процедуру ориентирования оператором каждого из преобразователей относительно оси блока. Габаритные и присоединительные размеры самого наборного блока при этом должны оставаться неизменными.
Технический результат поставленной задачи заключается в исключении необходимости позиционирования преобразователей, входящих в состав заявленного устройства и упрощения процедуры его настройки.
Поставленная задача реализуется конструкцией полезной модели - наборным блоком сменных пьезоэлектрических преобразователей для излучения и приема ультразвуковых волн, содержащим «n» преобразователей, где целое число «n»>1, включающий призмы, пьезоэлементы, демпфер.
Преобразователи в плане имеют форму прямоугольника и установлены в полый разъемный корпус, содержащий основание и крышку, снабженные расположенными симметрично друг другу перегородками, образующими при смыкании крышки и основания ячейки прямоугольной формы, геометрические размеры которых идентичны геометрическим размерам преобразователей.
В частности, преобразователи в плане могут иметь форму квадрата. На фиг.1 изображены основание и крышка разъемного корпуса в разрезе. На фиг.2 - конструкция съемного (наборного) пьезоэлектрического преобразователя. На фиг.3 - схема установки наборного блока на прозвучиваемые рельсы.
В полезной модели могут использоваться как совмещенные, так и раздельно-совмещенные пьезоэлектрические преобразователи, в зависимости от реализуемой схемы прозвучивания, установленные в прямоугольных ячейках, образованных симметрично расположенными относительно друг друга перегородками 6 (фиг.1) полого разъемного корпуса наборного блока, которые образовываются при смыкании крышки и основания 7, 8. Прямоугольные ячейки корпуса, в частности, могут иметь форму квадрата. Таким образом, все преобразователи объединены ячейками единого разъемного корпуса наборного блока, при условии, что геометрические размеры ячеек и преобразователей идентичны.
Конструктивно подобный пьезоэлектрический преобразователь представляет собой датчик прямоугольной формы (фиг.2) с одной или несколькими пьезопластинами, которые работают от одного или нескольких каналов. Каждый пьезоэлемент 1 располагается на призме 3, посредством наклона которой обеспечивается необходимый угол ввода ультразвуковой волны в объект контроля. С другой стороны каждый пьезоэлемент 1 механически контактирует с демпфером 2. На каждый пьезоэлемент, через электроды 5, подается высокочастотный импульс, который преобразуется пьезоэлементом в механические колебания. В каждом корпусе присутствуют специальные звукопоглощающие материалы или конструкции 4, которые позволяют улучшить соотношение сигнал/шум пьезоэлектрического преобразователя.
Для проведения ультразвукового контроля наборный блок устанавливают (фиг.3) в специальной лодочке типа лыжи, в составе железнодорожного дефектоскопа.
Изготовление преобразователей в составе наборного блока значительно упрощает работу оператора и снижает риск возникновения погрешности при ориентировании преобразователей, таким образом повышая достоверность ультразвукового контроля железнодорожных рельсов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. Книга 2. Акустические методы контроля. (под ред.Сухорукова В.В.) - М., Машиностроение, 1991, стр.102-103. 2. Неразрушающий контроль рельсов при их эксплуатации и ремонте. Гурвич А. К., Довнар Б.П., Козлов В.Б. и др. (под ред. А.К.Гурвича), М., Транспорт, 1983, стр.235