ДАТЧИК, НАПРИМЕР, ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля (ультазвукового, вихретокового, феррорезонансного и т.п.), а именно к конструированию контрольного оборудования, в частности датчиков для сканирования по поверхности при неразрушающем контроле материалов и изделий.
Известен датчик для ультразвукового контроля, располагаемый на поверхности контролируемого изделия, содержащий корпус с преобразователем и систему подвески, снабженную прижимным элементом в виде в виде плоской пружины, служащей для плотного прилегания датчика к контролируемому изделию в процессе сканирования (см. рекламный буклет «P-scan Ultrasonic Inspection System» FORCE institute, ксерокопия прилагается).
Недостатком указанного датчика является то, что в нем центр приложения силы приходится на его верхнюю часть, то есть выше центра тяжести.
Наиболее близким, принятым за прототип, является датчик для ультразвукового контроля, располагаемый на поверхности контролируемого изделия, содержащий пустотелый корпус с расположенным в его полости преобразователем и систему подвески к держателю, снабженную прижимным элементом в виде пружины (см. рекламный проспект Modus Modular Ultrasonic System фирмы SGS Sonomatic Ltd., ксерокория прилагается).
Упомянутый датчик характеризуется аналогичными недостатками, перечисленными для аналога. Приведенная конструкция не обеспечивает стабильного положения датчика на поверхности контролируемого объекта. Это объясняется большим опрокидывающим моментом сил за счет воздействия тангенциальной составляющей, возникающей при трении в параллелограмме сил при движении датчика по поверхности контролируемого изделия.
Предложен датчик, например, для ультразвукового контроля, располагаемый на поверхности контролируемого изделия, содержащий пустотелый корпус с расположенным в его полости преобразователем и систему подвески к держателю, снабженную прижимным элементом в виде пружины, отличающийся тем, что система подвески выполнена в виде перевернутого стакана с центральным и двумя, диаметрально расположенными, периферийными отверстиями, охватывающими с зазором ограничительные штыри, жестко укрепленные на корпусе, снабженном центральной втулкой сопряженной с вставленным в центральное отверстие
стакана подшипником, корпус со стороны прилегания его к контролируемой поверхности снабжен защитной крышкой с отбортовкой по его периметру, в пространстве образованном внутренней поверхностью стакана и наружной поверхностью корпуса эквидистантно расположена, опирающаяся на отбортовку защитной крышки распорная пружина, при этом втулка корпуса снабжена блокировочной гайкой. На торцевой поверхности защитной крышки выполнено окно в соответствии с конфигурацией преобразователя.
Предложенное устройство обеспечивает большую стабильность прижатия его к поверхности объекта контроля поскольку опрокидывающий (отклоняющий от вертикали) момент более чем в два раза меньше чем у прототипа.
Конструкция описываемого датчика представлена на чертеже.
Как видно из чертежа, датчик располагают на поверхности 1 контролируемого изделия. Датчик содержит пустотелый корпус 2, в полости 3 которого расположен преобразователь 4, систему подвески к держателю 5, снабженную прижимным элементом в виде пружины 6. Система подвески выполнена в виде перевернутого стакана 7 с центральным 8 и двумя 9 периферийными отверстиями, последние расположены диаметрально противоположно друг другу и охватывают с зазором 10, жестко укрепленные на корпусе 2 ограничительные штыри 11. Корпус 2 имеет центральную втулку 12, сопряженную с вставленным в центральное 8 отверстие стакана 7 подшипником 13. Корпус 2 со стороны его прилегания к контролируемой поверхности 1 снабжен защитной крышкой 14 с отбортовкой 15 по его периметру. В пространстве 16 образованном внутренней поверхностью 17 стакана 7 и наружной поверхностью 18 корпуса 2 эквидистантно расположена, опирающаяся на отбортовку 15 защитной крышки 14 распорная пружина 6. Втулка 12 корпуса 2 снабжена блокировочной гайкой 19, служащая для предупреждения смещения корпуса 2 вниз в вертикальном направлении..
В защитной крышке 14 выполнено окно 20 в соответствии с конфигурацией преобразователя 4.
Датчик собирают следующим образом. Корпус 2 вставляют в перевернутый стакан 7, который жестко закреплен на держателе 5. Крепление осуществляют фланцем 21. В многоканальной системе держателем как правило служит общая плита. В стакане 7, как уже указывалось, выполнено три отверстия: в центральное отверстие 8 вставлен подшипник 13 (представляющий собой фактически фланец), в который вставляют втулку 12 корпуса 2 с зазором. В периферийные отверстия 9 вставляют штыри 11. Отверстия 9 имеют диаметр в 2-3 раза больше диаметра штырей 11, что позволяет последним блокировать вращение корпуса 2, но не мешает наклону корпуса относительно вертикали, возникающей из-за коробоватости и волнистости поверхности объекта контроля (листового материала).
В стакан7 вставлена распорная пружина 6, которая эквидистантна наружной поверхности 18 корпуса 2 и опирается на отбортовку 15 защитной
крышки 14 (учитывая сканирующие движения датчика защитную крышку зачастую называют «лыжей»).
Описанная конструкция обеспечивает равномерное прижатие корпуса 2 к поверхности 1 объекта контроля, при этом сила давления распорной пружины 6 приложена значительно ниже центра тяжести корпуса, чем обеспечивается стабильное прижатие рабочей поверхности датчика к поверхности объекта контроля..
Датчики описанной конструкции в основном используются в многоканальных системах использующих матрицы из n-го числа датчиков с возможно минимальными габаритными размерами, что практически и не позволяет использовать в подобных конструкциях карданную подвеску.
Практически защитная крышка имеет в торцевой поверхности окно 20 соответствующее форме преобразователя." Вместо защитной крышки могут быть использованы три опоры из твердого сплава или керамики.
В реализованных конструкциях для контроля листовых материалов использованы 8 ультразвуковых датчиков расположенных в шахматном порядке с плотностью прозвучивания 100% на ширине 225 мм.
Для повышения компактности акустического блока возможно изготовление корпусов и пружин квадратного сечения.