АКУСТИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА

Полезная модель относится к области измерительной техники, конкретно к неразрушающему контролю литых объектов железнодорожного транспорта и иных объектов контроля из ферромагнитных материалов.
Известна акустическая головка (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №845082, МПК G01N 29/04, опубл. 07.07.81), содержащая акустический преобразователь, установленный в корпусе и магнитную систему для прижима преобразователя к поверхности контролируемого изделия, при этом магнитная система выполнена в виде кольцевого магнита, охватывающего с зазором корпус преобразователя, причем корпус выполнен из ферромагнитного материала, а его высота превышает высоту магнита.
Недостатком данного технического решения является потеря стабильного акустического контакта при увеличении шероховатости контролируемой поверхности. Вторым недостатком является присутствие удара керамического протектора преобразователя при установке, сила удара пропорциональна силе притяжения магнита к ферромагнитному объекту контроля. При установке акустического преобразователя удар может вывести преобразователь из строя.
Ближайшим прототипом к заявляемому техническому решению является акустическая головка (см. патент РФ №2042131, МПК G01N 29/22, опубл. 20.08.1995), содержащая акустический преобразователь, установленный в корпусе, и магнитную систему для прижима преобразователя к изделию, при этом магнитная система выполнена в виде магнитов, связанных с корпусом посредством упругих пластин, магниты размещены в эластичных оболочках, а преобразователь связан с корпусом посредством упругого элемента с возможностью регулирования усилия прижатия преобразователя к поверхности изделия.
Недостатком данного технического решения является зависимость качества установки преобразователя, и, соответственно, чувствительности контроля, от геометрии контролируемого изделия.
Техническая задача: повышение чувствительности преобразователя при проведении контроля поверхностей с высокой шероховатостью, а также повышение долговечности преобразователя.
Поставленная задача достигается тем, что акустическая головка, содержащая установленные в корпусе преобразователь и магнитную систему для прижима преобразователя к изделию посредством упругого элемента, снабжена приспособлениями для поворота преобразователя и магнитной системы, причем магнитная система выполнена в виде магнита в поперечном сечении -образной формы, установленного в кожухе, жестко соединенном с крышкой, на которой смонтирована ручка для его поворота, приспособление для поворота преобразователя выполнено в виде эксцентрика с ручкой, взаимодействующего с поршнем, на котором жестко закреплен ролик, смонтированный на раме преобразователя и связанный с ним посредством пружины, а приспособление для поворота магнитной системы установлено с зазором в корпусе и выполнено в виде шпонки, на которой с возможностью поворота смонтирован кожух магнита, при этом шпонка свободно установлена на направляющих поршня.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена акустическая головка, вид спереди, на фиг. 2 то же в разрезе по А-А, на фиг. 3 разрез по Б-Б, на фиг. 4 - схема установки акустической головки на неровности.
Акустическая головка содержит, установленные в корпусе 1 преобразователь 2, магнитную систему 3, упругий элемент 4 для прижима преобразователя к изделию, приспособление для поворота преобразователя 5 и приспособление для поворота магнитной системы 6. Магнитная система 3 представляет собой магнит 7, выполненный в поперечном сечении -образной формы, установленный в кожухе 8, жестко соединенном с крышкой 9, на которой смонтирована ручка для поворота 10. Приспособление для поворота преобразователя 5 выполнено в виде эксцентрика 11 с ручкой 12, взаимодействующего с поршнем 13, на котором жестко закреплен ролик 14, смонтированный на раме преобразователя 2 и связанный с ним посредством пружины 15. Поршень 13 установлен в направляющих 16. Приспособление для поворота магнитной системы 6 выполнено в виде шпонки 17, на которой с возможностью поворота смонтирован кожух 8 магнита. Шпонка 17 свободно установлена на направляющих 16 поршня 13. Корпус 1 выполнен составным и представляет собой соединенные между собой две ферромагнитные и две неферромагнитные пластины.
Акустическая головка работает следующим образом.
Пример 1. Акустическая головка устанавливается на объект контроля. Магнитная система 3 при этом находится в нерабочем состоянии: усеченные грани магнита 7 параллельны ферромагнитным пластинам корпуса - магнитное поле отсутствует (см. фиг. 3). С помощью ручки 10 магнитную систему 3 поворачивают на 90°. При этом магнит 7 становится ориентированным на ферромагнитные пластины корпуса 1 и возникающий при этом магнитный поток, прижимает корпус к поверхности объекта контроля. Затем ручкой 12, эксцентрик 11 разворачивают на 180°, поршень 13 идет поступательно вниз, воздействуя на ролик 14, который посредством упругого элемента 15 прижимает преобразователь 2 к поверхности объекта.
Пример 2. При наличии на объекте контроля неровности все описанные в примере 1 операции повторяются, включая разворот эксцентрика на 180°, поршень 13 идет поступательно вниз, воздействуя на ролик 14, который посредством упругого элемента 15 прижимает преобразователь 2 к неровности поверхности в точке 1 (см. фиг. 4), дальнейшее поступательное движение поршня приводит к повороту рамы преобразователя 2 на ролике 14 за счет проскальзывания, преобразователь при этом касается поверхности в точке 2 (см. фиг. 4) и таким образом прижимается к поверхности объекта.
Отсутствие магнитного поля в нерабочем положении позволяет сначала установить акустическую головку, далее ее примагнитить, что обеспечивает повышение чувствительности преобразователя за счет достаточной силы прижима и повышение его долговечности из-за отсутствия удара при его установке. Кроме того, конструкция акустической головки позволяет снизить базу системы до 20 мм (диаметра самого преобразователя), а устройство для поворота преобразователя позволяет преобразователю поворачиваться на угол до 15°, таким образом, при установке на литых объектах с большой шероховатостью поверхности (до Rz80), когда неровности поверхности могут достигать 5 мм, предложенная акустическая головка обеспечивает стабильный акустический контакт вне зависимости от качества поверхности места установки преобразователя.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая акустическая головка обеспечивает стабильный прижим преобразователя к объекту контроля вне зависимости от качества поверхности места установки преобразователя, что обеспечивает повышение чувствительности преобразователя, при этом обеспечивается отсутствие ударного воздействия на керамический протектор преобразователя, что уменьшает риск выхода преобразователя из строя, за счет чего обеспечивается повышение долговечности преобразователя акустической эмиссии.
Данное устройство может применяться при плановых испытаниях методом акустической эмиссии, как в лабораторных условиях, так и на предприятии.