Рамка-держатель пьезоэлектрических преобразователей

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля сварных соединений стельных деталей и может быть использована в строительстве для проведения строительного неразрушающего контроля сварных соединений арматуры и круглых прутков, включая сварные соединения, получаемые методом «ванной сварки». Уровень техники
При ультразвуковом контроле сварных соединений существенное значение на результат оказывает правильное положение пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) в отношении расстояния между ними и угла их поворота относительно исследуемой детали (по углам излучения - приема). При этом в процессе проведения неразрушающего контроля сварных соединений постоянно возникает необходимость изменения расстояния и угла поворота ПЭП в зависимости от размеров исследуемых деталей и сварных швов. Обеспечение возможности быстрого изменения расстояния между ПЭП и угла их поворота в совокупности с обеспечением точности этих параметров дает высокую точность измерений и сокращение времени на проведение измерений.
Из уровня техники известно устройство для ультразвукового контроля сварных соединений (стр. 195 в книге Методы акустического контроля материалов/ Н.П. Алешин, В.Е. Белый, А.Х. Вопилкин и др.: Под. ред. Н.П. Алешина. - М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.; ил.), содержащее измерительную рейку со шкалой и установленными на ней пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) и ограничителями. Устройство позволяет вручную перемещать ПЭП по рейке в пределах ограничителей.
Наиболее близким известным устройством, принятым за прототип, является устройство для ультразвукового контроля сварных соединений (стр. 521, рис. 28.6 в книге Й. Крауткремер, Г. Крауткремер. Ультразвуковой контроль строительных материалов: Справ, изд. Й. Крауткремер, Г. Крауткремер; Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1991. 752 с.), содержащее рейку с измерительной шкалой с установленными на ней двумя пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) с возможностью перемещения их вдоль шкалы. Расстояние между пьезоэлектрическими преобразователями выбирается в зависимости от толщины исследуемого материала и возможных глубин расположения дефектов. Устройство позволяет производить тандемные измерения сварных швов зеркальным методом и обнаружить вертикальные дефекты.
Недостатками устройств является невысокая точность измерений, так как отсутствует возможность поворота пьезоэлектрических
преобразователей и установки их под углом к рейке в случае расположения свариваемых деталей под углом друг к другу, и возможность визуальной фиксации расположения оси ПЭП над необходимым делением (риской) измерительной линейки.
Технической проблемой предлагаемого технического решения является расширение арсенала средств аналогичного назначения, повышение производительности выполнения работ по неразрушающему ультразвуковому контролю сварных швов.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение точности и достоверности ультразвукового контроля сварных швов.
Технический результат достигается тем, что в рамке-держателе пьезоэлектрических преобразователей, включающей измерительный элемент, выполненный в виде двух полускоб с закрепленными на них пьезоэлектрическими преобразователями с возможностью перемещения полускоб относительно друг друга и соединенных стяжными винтами, установленными в сквозных продольных пазах, выполненных в горизонтальной части обеих полускоб, согласно предложенному решению, в левой полускобе под продольным пазом нанесена шкала, а в правой полускобе в начале и конце паза выполнены прямоугольные отверстия, над которыми нанесены риски, расстояние между рисками равно общей длине шкалы, к левой и правой полускобам прикреплена горизонтальная упорная планка с пружинами, к которой прижаты пьезоэлектрические преобразователи. Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид рамки-держателя ПЭП, на фиг. 2 изображен поперечный разрез рамки, на фиг. 3 - общий вид рамки-держателя ПЭП с контролируемой деталью.
Осуществление полезной модели
Рамка-держатель ПЭП содержит левую и правую полускобы 1 и 2, в горизонтальной части которых выполнены сквозные продольные пазы 3. На левой полускобе 1 под продольным пазом нанесена шкала миллиметровой линейки, на правой полускобе 2 в начале и конце продольного паза 3 выполнены прямоугольные сквозные отверстия 4 и 5, над которыми нанесены риски. Расстояние между рисками равно общей длине шкалы. К полускобам 1 и 2 прикреплены горизонтальные упорные планки 6 с пружинами 7. К пружинам 7 присоединены ПЭП 8 с разъемами 9 для подключения проводов. Левая и правая полускобы 1 и 2 относительно друг друга соединены стяжными винтами 10, вставленными через продольные пазы 3.
Фиксация расстояния между ПЭП 8 может быть осуществлена в двух вариантах.
При расстоянии L между центрами ПЭП 8, не превышающем общей длины шкалы миллиметровой линейки, фиксация положения полускоб 1 и 2 относительно друг друга происходит в прямоугольном сквозном отверстии 5 в конце сквозного продольного паза 3 путем совмещения вертикальной риски отверстия 5 с необходимой риской миллиметровой шкалы. При этом значение величины расстояния между ПЭП 8 визуально фиксируется в прямоугольном сквозном отверстии 5.
При расстоянии L между центрами ПЭП 8, превышающем общую длину шкалы миллиметровой линейки, фиксация положения полускоб 1 и 2 относительно друг друга происходит в прямоугольном сквозном отверстии 4 в начале сквозного продольного паза 3 полускобы 2 путем совмещения вертикальной риски, нанесенной над сквозным отверстием 4 с необходимой риской шкалы миллиметровой линейки. При этом значение величины расстояния между ПЭП 8 визуально фиксируется в прямоугольном сквозном отверстии 4 с добавлением к этому расстоянию значения общей длины шкалы миллиметровой линейки.
В обоих случаях в контролируемую деталь 11 со сварным швом 12 сверху упираются ПЭП 8 (фиг. 3).
Работа с устройством осуществляется следующим образом.
Левая полускоба 1 устанавливается под правой полускобой 2 путем совмещения их горизонтальных частей. В сквозные продольные пазы 3 вставляются стяжные винты 10. Выставляется расстояние L между центрами ПЭП 8 путем совмещения одной из вертикальных рисок с необходимой риской шкалы миллиметровой линейки. При этом значение расстояния на шкале миллиметровой линейки отображается в одном из прямоугольных сквозных отверстий 4 или 5. При фиксации расстояния L по прямоугольному сквозному отверстию 5, расположенному в конце сквозного продольного паза 3, расстояние L равно значению, отображаемому на шкале. При фиксации расстояния L по прямоугольному сквозному отверстию 4, расположенному в начале сквозного продольного паза 3, расстояние L равно значению, отображаемому на шкале с добавлением к нему общей длины шкалы. Расстояние L принимается в зависимости от размеров контролируемой детали 11 со сварным швом 12. Фиксация положения левой полускобы 1 и правой полускобы 2 производится затягиванием двух стяжных винтов 10. К разъему 9 ПЭП 8 подключаются провода, присоединенные в свою очередь, к ультразвуковому высокочастотному дефектоскопу общего назначения. ПЭП 8 устанавливаются на контролируемую деталь 11 таким образом, чтобы сварной шов 12 находился между ними. Выполняется прижим устройства. Пружины 7, упирающиеся в ПЭП 8 и горизонтальную упорную планку 6, позволяют обеспечить плотное примыкание ПЭП 8 к поверхности контролируемой детали 11. Крепление ПЭП 8 при помощи осевых винтов 13 левой и правой полускобам 1 и 2 позволяют поворачиваться ПЭП 8 в их плоскости и при наличии кривизны или несоосности относительно сварного шва 12 контролируемой детали 11 обеспечивать плотное примыкание ПЭП 8 к поверхности детали.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает расширение арсенала технических средств, предназначенных для ультразвукового неразрушающего контроля сварных швов для разных размеров контролируемых деталей.
Полезная модель может быть изготовлена на оборудовании с использованием известных технологических процессов и материалов.