Расчёты которые подтверждают работоспособность конструкции

Коэффициент преобразования при приеме – отношение амплитуд возбуждаемых на входе усилителя прибора электрических колебаний к акустическим колебаниям принимаемой волны:

P и F – акустическое давление или компонента тензора напряжения;

U и U’ – электрические напряжения.

Разработка и расчет схемы включения измерительного преобразователя

Рисунок 1- Блок- схема импульсного ультразвукового дефектоскопа

1- импульсный генератор;

2- излучающая пластина;

3- ультразвуковые колебания;

4- исследуемое изделие;

5- усилитель;

6- следящее устройство, двигающее электронный луч;

7- электронно-лучевая трубка;

8- начальный импульс;

9- приемная пластина;

10- данный импульс;

11- дефект;

12- импульс дефекта;

13- блок питания.

От импульсного генератора 1 на пластину 2 подаются кратковременные импульсы переменного напряжения. В пластине возбуждаются колебания ультразвуковой частоты 3, которые передаются в исследуемое изделие, Такой же импульс подается на усилитель 5, и на следящее устройство 6, заставляющее электронный луч в электронно-лучевой трубке 7 передвигаться слева направо по горизонтали, Луч прочерчивает светящуюся линию, появляется светящийся всплеск 8-начальный импульс. При отсутствии дефекта в изделии ультразвуковой пучок 3 пройдет до противоположной поверхности, отразится от нее, попадет на приемную пластину 9, заставляя ее колебаться. На пластинке 9 возникает разность потенциалов, которая усиливается; сигнал поступает на электронно-лучевую трубку, на правой стороне экрана появится всплеск, называемый данным импульсом 10 (отраженный от дна изделия).

Если есть дефект, то пучок отразится от него раньше, чем от дна и раньше попадет на приемную пластинку и на экране появится импульс 12, указывающий на дефект, По расстоянию между импульсами можно определить глубину залегания дефекта.

Длительность зондирующего импульса с учетом лучевой разрешающей способности, которая должна быть не хуже двойного минимального размера дефекта, составляет:

Рисунок 2. - Генератор зондирующих импульсов.

Конденсатор C заряжается через резистор R0.Постоянная заряда должна быть по крайней мере в три раза периода зондирования. От величины Е зависит энергия зондирующего импульса.

Наиболее оптимальная величина ёмкости зарядного конденсатора 10-100нФ.

Тогда :

С*R0=0.33T

С учетом возможного увеличения частоты зондирования величину резистора можно выбрать в пределах 100 кОм. Принимаем R2=100 кОм. Разряд конденсатора С осуществляется через включенный теристор VD5 контур преобразователя. Время разряда не должно превышать половину периода рабочей частоты , т.е.

Преобразователь (рис.3) включает в себя пьезоэлемент 6, демпфер 3,призму 5 с протектором 4,которые собираются в корпусе. Электрическае соединения подводятся через разъём 2.

Рис.3. Схема конструкции преобразователя.

Поляризованый преобразователь приклеивается к демпферу с одной стороны и к призме с другой стороны. К призме со стороны объекта приклеивается протектор. Призма с протекторами вставляется в стальной корпус цилиндрической формы и

приклеивается по торцу протекторами к корпусу. Затем через верхнее отверстие в корпус заливается затвердевающий состав на базе эпоксидной смолы. Перед заливкой через верхнее отверстие в корпусе электрические провода от электродов пьезоэлемента. Окончательная заливка, закрепляющая провода в корпусе, осуществляется в последнюю очередь.

Другие статьи по теме

Общая характеристика вторичных энергоресурсов (ВЭР) и их классификация
Прогрессивное направление и развитие промышленности – создание безотходных производств, по технологии которых используются все элементы производственного процесса, а также энергия реакции технологических процессов для получения п ...

Тепло-, гидро- и атомная энергетика в Запорожской области и её влияние на экологию края
Существует образное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика, экология. При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более и более пристальное внимание человечества. Экологию рассматрив ...