БЛОК УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Полезная модель относится к ультразвуковому неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть, в частности, использована в прокатном и трубном производстве при дефектоскопии стального проката и труб.
Известна решетка ультразвукового преобразователя, которая выполнена из множества пьезоэлементов, полностью изолированных друг от друга и имеющих одинаковые размеры, основание выполнено в виде односторонней или двухсторонней призмы из органического стекла, поверхности призмы выполнены в виде ступенек, каждый пьезоэлемент наклеен на ступеньку параллельно другой с частичным перекрытием, нерабочие части пьезоэлементов деполяризованы, при этом решетка ультразвукового преобразователя залита компаундом, а установочные и габаритные размеры пьезоэлементов удовлетворяют соотношениям: a=1,2b-100b, где а - длина пьезоэлемента; b - толщина пьезоэлемента; d>(1-10)·p, d - расстояние между осями рабочих частей пьезоэлементов, р - длина рабочей части пьезоэлемента, причем d=0,2-10 мм. [1].
К недостатку известной решетки ультразвукового преобразователя относится сложность конструкции и значительные трудозатраты на ее изготовление.
Известен монолитный корпус решетки преобразователя и технология его изготовления, состоящий из стенки, основания с двумя боковыми поверхностями, изготовленные из неметаллического материала, в котором имеется нижний слой для выравнивания акустического сопротивления, изготовленный из электропроводного материала, электрическое сопротивление которого меньше акустического сопротивления пьезокерамики. Преобразователь содержит блок преобразователя с множеством элементов, изготовленных из пьезоэлектрической керамики, защитный слой изготовлен из акустического виброизоляционного материала. Блок преобразователя помещен внутрь корпуса решетки так, чтобы он касался со стенкой преобразователя. [2].
К недостатку решетки следует отнести большое количество деталей преобразователя и сложность изготовления решетки.
Известна ультразвуковая решетка преобразователя, в которой расстояния между элементами решетки увеличиваются в направлении строк и в направлении столбцов от центра симметрии наружу [3].
К недостатку известных ультразвуковых преобразователей, в том числе электромагнитно-акустических и пьезоэлектрических, следует отнести сложность конструкций креплений ультразвуковых преобразователей, в том числе пьезоэлектрических, к лыжам, непосредственно контактирующих с объектом контроля и подверженных износу или повреждениям. Существующие конструкции креплений не обеспечивают быстрой замены лыж на реальном производстве, что сдерживает производительность контроля проката.
Целью полезной модели является усовершенствование конструкции креплений лыж непосредственно к ультразвуковым преобразователям для сокращения времени их замены в случае износа или иных повреждений.
Указанная цель достигается тем, что в блоке ультразвукового преобразователя, содержащем корпус с отверстием для ультразвукового преобразователя, например, пьезоэлектрической фазированной решетки или электромагнитно-акустического преобразователя, и лыжу, соединяемую механически с корпусом, и служащую, в частности, для согласования формы контактной поверхности блока с формой объекта ультразвукового контроля, одна из соединяемых деталей - корпус или лыжа, дополнительно содержит как минимум один постоянный магнит, при этом другая из вышеупомянутых деталей либо так же дополнительно содержит по крайней мере один магнит, либо как минимум один ферромагнитный элемент, например, металлическую вставку, причем механическое соединение корпуса с лыжей осуществляется за счет возникающего между ними магнитного притяжения. Кроме того, в блоке ультразвукового преобразователя, корпус или лыжа выполнены целиком или большей частью из ферромагнитного материала, как минимум одна из сопрягаемых поверхностей корпуса и лыжи содержит конструктивные элементы, препятствующие их взаимному смещению, например, содержит выступы, впадины или штифты, а для облегчения разъединения сопрягаемых деталей - корпуса и лыжи, предусмотрен разъединяющий механизм, например, рычаг или эксцентрик, размещенный на одной из сопрягаемых деталей.
Рисунки
Фиг.1 - продольный разрез одного из вариантов известного ультразвукового преобразователя с креплением лыжи к корпусу про помощи винтов (известное техническое решение).
Фиг.2 - продольный разрез предлагаемого блока ультразвукового преобразователя с креплением лыжи к корпусу при помощи магнитов и ферромагнитных элементов, в котором корпус ограничен от перемещений про помощи реборд, выполненных, например, по периметру лыжи.
Фиг.3 - продольный разрез предлагаемого блока ультразвукового преобразователя с креплением лыжи к корпусу при помощи магнитов, в котором корпус ограничен от перемещений про помощи штифтов, смонтированных на лыже.
Описание конструкции известного и предлагаемого крепления подложки или лыжи к корпусу ультразвукового преобразователя.
Известное крепление.
Ультразвуковой преобразователь 1 содержит корпус 2 и лыжу 3. Соединение лыжи 3 с корпусом 2 осуществляется при помощи винтов 4. Данный способ крепления трудоемок в условиях производства и не обеспечивает быстрой замены лыжи 3 в случае ее износа или повреждений.
Предлагаемые варианты крепления лыжи к корпусу блока ультразвукового преобразователя.
Блок ультразвукового преобразователя 1, содержит корпус 2 с отверстием для ультразвукового преобразователя 1, например, пьезоэлектрической фазированной решетки или электромагнитно-акустического преобразователя, и лыжу 3, соединяемую механически с корпусом 2, и служащую, в частности, для согласования формы контактной поверхности блока с формой объекта ультразвукового контроля (ОК).
Одна из соединяемых деталей - корпус 2 или лыжа 3, дополнительно содержит как минимум один постоянный магнит 4, при этом другая из вышеупомянутых деталей (3 или 2) либо так же дополнительно содержит, по крайней мере, один постоянный магнит 4, либо как минимум один ферромагнитный элемент 5, например, металлическую вставку, причем механическое соединение корпуса 2 с лыжей 3 осуществляется за счет возникающего между ними магнитного притяжения.
Кроме того, в блоке ультразвукового преобразователя 1, корпус 2 или лыжа 3 могут быть выполнены целиком или большей частью из ферромагнитного материала, как минимум одна из сопрягаемых поверхностей корпуса 2 и лыжи 3 содержит конструктивные элементы, препятствующие их взаимному смещению, например, содержит выступы 6, (впадины) или штифты 7, а для облегчения разъединения сопрягаемых деталей - корпуса 2 и лыжи 3, предусмотрен разъединяющий механизм, например, рычаг или эксцентрик, размещенный на одной из сопрягаемых деталей (условно не показан).
На врезках (фиг.2) показаны различные варианты размещения магнитов и ферромагнитных элементов в сопрягаемых деталях 2 и 3.
В случае применения крепления лыжи 3 к корпусу 2 по предлагаемым вариантам, эти соединения могут быть выполнены с наименьшими трудовыми затратами и времени, что очень важно при непрерывном контроле проката.
Источники информации
Патент РФ №2284615
Патент США №5,541,468
Патент США №5,488,956