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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Rilevatore di difetti ad ultrasuoni. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Indicatori, rivelatori, metal detector Il rilevatore di difetti è progettato per rilevare i difetti interni nelle saldature (pori, crepe, non fusione, inclusioni di scorie, ecc.) nei metalli e in alcune materie plastiche. Il dispositivo consente di determinare a quale profondità si trova il difetto entro 7 ... 50 mm con una precisione di ± 1 mm. La frequenza operativa del rilevatore di difetti è 2,5 MHz. Il tempo di impostazione della modalità operativa dopo l'accensione è di 0,5 s. Consumo di corrente - 30 mA. Il tempo di funzionamento continuo del rilevatore di difetti da nove batterie D-0,06-1,5 ore Dimensioni - 94X58X18 mm, peso - 205 g. Il principio di funzionamento del rilevatore di difetti si basa sulla proprietà delle vibrazioni ultrasoniche (UK) di essere riflesse dai difetti interni del materiale che conduce tali vibrazioni. Un breve impulso radio viene convertito dalle piezopiastre В1-ВЗ del rivelatore (Fig. 1) in un impulso ultrasonico, che si propaga attraverso lo strato del liquido a contatto nel materiale sotto forma di un raggio divergente di onde trasversali. Le vibrazioni ultrasoniche riflesse dal difetto, a loro volta, agiscono sulle piastre piezoelettriche V1-VXNUMX, eccitando in esse l'EMF, che viene amplificato, convertito e alimentato al rilevatore di difetti. Per eliminare i falsi segnali (riflessi dal cordone di rinforzo, ecc.), la presenza di difetti è determinata dal dispositivo di segnalazione solo nel volume di fusione della saldatura - la "zona di controllo".
Il rilevatore di difetti ha due modalità di funzionamento: "Ricerca" e "Valutazione". La larghezza del diagramma di radiazione (Fig. 1) nel piano verticale nella modalità "Ricerca" - φ1=13°, e nella modalità "Valutazione" - φ2=8,5°. Ciò consente di determinare prima la presenza di un difetto e quindi la sua posizione. L'angolo di ingresso (pho) dipende dai materiali saldati, per l'acciaio è di 67°. Il diagramma schematico del rilevatore di difetti è mostrato in fig. 2, e il diagramma temporale del suo funzionamento è mostrato in Fig. 3.
Il rilevatore di difetti è costituito da un generatore di impulsi radio, un rilevatore di difetti, un amplificatore a banda larga, un dispositivo temporaneo di equalizzazione dell'ampiezza, uno stabilizzatore della tensione di alimentazione e un convertitore. Il generatore di impulsi radio è montato su un dinistor V1. Un impulso di corrente che passa attraverso il dinistor V1 eccita un impulso radio nel circuito L1B3 nella modalità "Ricerca" o L1B1-B3R1 nella modalità "Valutazione". La sua durata al livello 0,5 è di 0,4 µs. La sensibilità del dispositivo nella modalità "Valutazione" è impostata dal resistore R43. L'impulso radio prelevato dalla parte della bobina L1 viene convertito dal diodo V2 in un impulso positivo 1 (Fig. 3), che innesca il singolo vibratore di ritardo del rilevatore di difetti sui transistor V18, V19. La durata del singolo impulso del vibratore dipende dalla posizione del cursore del resistore R30. L'impulso differenziato 2 (fig. 3) del singolo vibratore, passato attraverso l'inverter sul transistor V20, accende il singolo vibratore della "zona di controllo" del dispositivo di segnalazione sui transistor V22, V23. La durata dell'impulso 3 (Fig. 3) di questo singolo vibratore è regolata dalla resistenza R35 "P" (distanza dal difetto). Dal collettore del transistor V22, l'impulso entra nella base del transistor V6 del dispositivo di coincidenza sui transistor V6, V7 del dispositivo di segnalazione.
Se si verifica un difetto nella "zona di controllo", l'impulso riflesso da essa e convertito dalle piastre piezoelettriche V1-VZ viene amplificato da un amplificatore a banda larga sui microcircuiti A1. A2. Per proteggere l'amplificatore dalle sovratensioni all'ingresso, è incluso un limitatore a due vie sui diodi V3, V4. Successivamente, l'impulso radio viene rilevato e limitato in cascata sul transistor V5 del rilevatore di difetti ed agisce sulla base del transistor V7 del dispositivo di coincidenza (impulso 4 in Fig. 3). Il resistore R12 può modificare la soglia del limite di impulso nel rilevatore-limitatore. Dal collettore del transistor V8, un impulso positivo innesca prima un singolo vibratore di luce (transistor V9, VIO), e poi un singolo vibratore di suono (V12, V13) indicatori, segnalando la presenza di un difetto nella "zona di controllo" . L'indicatore sonoro, oltre al singolo espansore di impulsi vibratori, contiene un multivibratore sui transistor V15, V16. In caso di difetto si accende brevemente il LED H1 "D" (difetto) e nei citofoni B4 viene emesso un segnale acustico. Per equalizzare la sensibilità del dispositivo in base alla profondità dei difetti, nel rilevatore di difetti è stato introdotto un dispositivo per l'equalizzazione temporale dell'ampiezza degli impulsi radio sugli elementi R3R4C3. Genera impulsi di tensione negativa in aumento esponenzialmente, che vengono alimentati all'ingresso del chip A1, Lo stabilizzatore sul transistor V29 e il convertitore sul transistor V26 e i diodi V24, V25 forniscono al rilevatore di difetti le tensioni di alimentazione necessarie. Il connettore X1 viene utilizzato per collegare un rilevatore esterno e un'alimentazione, nonché installazioni automatizzate e semiautomatiche quando si utilizza un rilevatore di difetti insieme ad essi. Nel rilevatore di difetti, i condensatori C22 e C26 devono avere un piccolo TKE. Il trasformatore T1 è avvolto su un nucleo ad anello in ferrite M1500NM, dimensione K16X8X6. L'avvolgimento I contiene 14 giri di filo PEV-1 0,6, l'avvolgimento II - 13 giri di filo PEV-1 0,12, gli avvolgimenti III e IV - 350 giri di filo PEV.1 0,08 ciascuno. La bobina L1 è avvolta su un mandrino con un diametro di 5 e una lunghezza di 3 mm e contiene 40 giri di filo PELSHO 0,35, il rubinetto è realizzato dall'8° giro, contando dall'uscita collegata al filo comune. Il rilevatore di difetti (Fig. 4) è realizzato in vetro organico. Le piastre piezoelettriche sono realizzate in titanato di bario, le loro dimensioni sono mostrate in figura. Premontate nelle dimensioni, e quindi nella frequenza, le piastre vengono incollate nelle fessure con colla epossidica.
Il resistore variabile R35 è costituito dal resistore SP5-3. La sua parte superiore viene tagliata con una lima, la vite di regolazione viene rimossa e un quadrante con una scala è fissato al cursore con colla epossidica. La creazione di un rilevatore di difetti inizia con l'installazione della generazione stabile nel convertitore di tensione, selezionando il resistore R39. Successivamente, selezionando il resistore R120, si ottiene la frequenza di ripetizione richiesta (150 ... 2 impulsi / s) degli impulsi del generatore di impulsi radio. Le ampiezze degli impulsi radio di 70 ... 80 V si ottengono selezionando un dinistor V1. Successivamente, selezionando i condensatori C22 e C26, vengono impostati i limiti di variazione durante la rotazione dei motori dei resistori R30 e R35 per la durata degli impulsi dei vibratori singoli di ritardo (10 ... 25 μs) e il "controllo zona" (7 ... 45 μs). Quindi, posizionando il rilevatore di difetti su un campione di acciaio o vetro organico con un difetto sotto forma di un foro con un diametro di 2,5 ... 3 mm e una profondità di 10 ... 50 mm, praticato perpendicolarmente all'asse di il raggio ultrasonico, al punto di controllo KT1 viene verificata la presenza di un impulso riflesso dal difetto. L'ampiezza di 1,8 ... 2 V dell'impulso riflesso dal difetto è impostata alternativamente dai resistori R43 e R12. Successivamente, il cursore del resistore R4 viene ruotato fino a quando le ampiezze dei segnali riflessi dagli stessi difetti (fori) a diverse profondità entro 7 ... 50 mm non differiscono di oltre il 20%. Quando si lavora con un rilevatore di difetti, lubrificare prima la superficie vicino alla giuntura con un liquido a contatto (acqua, olio o glicerina). Quindi posizionare il disco "P" della resistenza R35 alla massima distanza e, accendendo il rilevatore di difetti con il pulsante S2 in modalità "Cerca", spostarlo lungo la cucitura. La comparsa di un segnale acustico nel telefono indica la presenza di un difetto nella "zona di controllo". Per determinare la posizione del difetto, premere contemporaneamente i pulsanti S1 "Stima S2" e, spostando il rilevatore di difetti lungo la cucitura, indicare le posizioni in cui si spegne l'indicatore luminoso W "D". Successivamente, il rilevatore di difetti viene installato in la metà tra le posizioni trovate. Infine, ruotando il disco "P" del resistore R35, la scala determina la profondità del difetto nel momento in cui l'indicatore luminoso H "D" si spegne. Autori: A. Bondarenko, N. Bondarenko; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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