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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Ultraschall-Fehlerdetektor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Indikatoren, Detektoren, Metalldetektoren Das Fehlersuchgerät dient zum Erkennen innerer Fehler in Schweißnähten (Poren, Risse, Nichtschmelzen, Schlackeneinschlüsse usw.) in Metallen und einigen Kunststoffen. Mit dem Gerät können Sie mit einer Genauigkeit von ± 7 mm bestimmen, in welcher Tiefe sich der Defekt innerhalb von 50 ... 1 mm befindet. Die Arbeitsfrequenz des Fehlerdetektors beträgt 2,5 MHz. Die Einstellzeit der Betriebsart nach dem Einschalten beträgt 0,5 s. Stromverbrauch - 30 mA. Die Dauerbetriebszeit des Fehlerdetektors von neun Batterien D-0,06-1,5 Stunden Abmessungen - 94X58X18 mm, Gewicht - 205 g. Das Funktionsprinzip des Fehlerdetektors basiert auf der Eigenschaft von Ultraschallschwingungen (UK), von inneren Fehlern des Materials reflektiert zu werden, das diese Schwingungen leitet. Ein kurzer Funkimpuls wird von den Piezoplatten В1-ВЗ des Detektors (Abb. 1) in einen Ultraschallimpuls umgewandelt, der sich in Form eines divergenten Strahls transversaler Wellen durch die Schicht der Kontaktflüssigkeit im Material ausbreitet. Die vom Defekt reflektierten Ultraschallschwingungen wirken wiederum auf die piezoelektrischen Platten V1-VXNUMX und regen in ihnen die EMF an, die verstärkt, umgewandelt und dem Defektdetektor zugeführt wird. Um Fehlsignale (Reflexionen von der Bewehrungsraupe etc.) auszuschließen, wird das Vorhandensein von Fehlern durch das Signalgerät nur im Volumen der Schweißnaht – der „Kontrollzone“ – festgestellt.
Das Fehlersuchgerät verfügt über zwei Betriebsarten: „Suchen“ und „Auswerten“. Die Breite des Strahlungsmusters (Abb. 1) in der vertikalen Ebene beträgt im Modus „Suchen“ φ1=13° und im Modus „Auswertung“ φ2=8,5°. Auf diese Weise können Sie zunächst das Vorhandensein eines Defekts und dann dessen Position feststellen. Der Eintrittswinkel (Pho) hängt von den geschweißten Materialien ab, bei Stahl beträgt er 67°. Das schematische Diagramm des Fehlerdetektors ist in Abb. 2 dargestellt. 3, und das Zeitdiagramm seines Betriebs ist in Abb. XNUMX.
Der Fehlerdetektor besteht aus einem Funkimpulsgenerator, einem Fehlerdetektor, einem Breitbandverstärker, einem temporären Amplitudenausgleichsgerät, einem Versorgungsspannungsstabilisator und einem Konverter. Der Funkimpulsgenerator ist auf einem V1-Dinistor aufgebaut. Ein Stromimpuls, der durch den V1-Dinistor fließt, erregt einen Funkimpuls im Schaltkreis L1B3 im Modus „Suchen“ oder L1B1-B3R1 im Modus „Auswertung“. Seine Dauer beträgt auf Stufe 0,5 0,4 µs. Die Empfindlichkeit des Gerätes im Modus „Auswertung“ wird durch den Widerstand R43 eingestellt. Der vom Teil der Spule L1 entnommene Funkimpuls wird von der Diode V2 in einen positiven Impuls 1 (Abb. 3) umgewandelt, der den Verzögerungseinzelvibrator des Defektdetektors an den Transistoren V18, V19 auslöst. Die Dauer des einzelnen Vibratorimpulses hängt von der Stellung des Schiebers des Widerstands R30 ab. Der differenzierte Impuls 2 (Abb. 3) des Einzelvibrators, der durch den Wechselrichter am Transistor V20 geleitet wird, schaltet den Einzelvibrator der „Steuerzone“ des Signalgeräts an den Transistoren V22, V23 ein. Die Impulsdauer 3 (Abb. 3) dieses Einzelvibrators wird durch den Widerstand R35 „P“ (Abstand zum Defekt) geregelt. Vom Kollektor des Transistors V22 gelangt der Impuls in die Basis des Transistors V6 des Koinzidenzgeräts über die Transistoren V6, V7 des Signalgebers.
Tritt in der „Kontrollzone“ ein Defekt auf, wird der von dieser reflektierte und von den piezoelektrischen Platten V1-VZ umgewandelte Impuls durch einen Breitbandverstärker auf A1-Mikroschaltungen verstärkt. A2. Um den Verstärker vor Überspannungen am Eingang zu schützen, ist an den Dioden V3, V4 ein Zweiwegebegrenzer eingebaut. Anschließend wird der Funkimpuls in der Kaskade auf den Transistor V5 des Defektdetektors erfasst und begrenzt und wirkt auf die Basis des Transistors V7 des Koinzidenzgeräts (Impuls 4 in Abb. 3). Der Widerstand R12 kann die Impulsgrenzschwelle im Detektor-Limiter ändern. Vom Kollektor des Transistors V8 löst ein positiver Impuls zunächst einen einzelnen Lichtvibrator (Transistoren V9, VIO) und dann einen einzelnen Tonvibrator (V12, V13) aus, der das Vorhandensein eines Defekts in der „Kontrollzone“ signalisiert. . Die Tonanzeige enthält zusätzlich zum einzelnen Vibrator-Impuls-Expander einen Multivibrator an den Transistoren V15, V16. Liegt ein Defekt vor, leuchtet die LED H1 „D“ (Defekt) kurzzeitig auf und im Telefon B4 ertönt ein Signal. Um die Empfindlichkeit des Geräts durch die Tiefe der Defekte auszugleichen, wurde ein Gerät zum zeitlichen Ausgleich der Amplitude von Funkimpulsen auf den R3R4C3-Elementen in den Fehlerdetektor eingeführt. Es erzeugt Impulse mit negativer exponentiell ansteigender Spannung, die dem Eingang des Chips A1 zugeführt werden, Der Stabilisator am Transistor V29 und der Wandler am Transistor V26 und die Dioden V24, V25 versorgen den Fehlerdetektor mit den notwendigen Versorgungsspannungen. Der Stecker X1 dient zum Anschluss eines externen Detektors und einer Stromversorgung sowie automatisierter und halbautomatischer Anlagen, wenn ein Fehlerdetektor als Set damit betrieben wird. Im Fehlerdetektor müssen die Kondensatoren C22 und C26 einen kleinen TKE haben. Transformator T1 ist auf einen Ringkern aus M1500NM Ferrit, Größe K16X8X6 gewickelt. Wicklung I enthält 14 Drahtwindungen PEV-1 0,6, Wicklung II - 13 Drahtwindungen PEV-1 0,12, Wicklungen III und IV - jeweils 350 Drahtwindungen PEV.1 0,08. Die Spule L1 ist auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 5 und einer Länge von 3 mm gewickelt und enthält 40 Windungen PELSHO 0,35-Draht, der Abgriff erfolgt ab der 8. Windung, gezählt ab dem Ausgang, der mit dem gemeinsamen Draht verbunden ist. Der Fehlersucher (Abb. 4) besteht aus organischem Glas. Die Piezoplatten bestehen aus Bariumtitanat, ihre Abmessungen sind in der Abbildung dargestellt. In der Größe und damit in der Frequenz voreingestellt, werden die Platten mit Epoxidkleber in die Schlitze geklebt.
Der variable Widerstand R35 wird aus dem SP5-3-Widerstand hergestellt. Sein oberer Teil wird mit einer Feile abgeschnitten, die Einstellschraube entfernt und ein Zifferblatt mit einer Skala mit Epoxidkleber am Schieber befestigt. Die Einrichtung eines Fehlerdetektors beginnt mit der Installation einer stabilen Erzeugung im Spannungswandler, wobei der Widerstand R39 ausgewählt wird. Als nächstes wird die erforderliche Wiederholrate (120 ... 150 Impulse / s) der Funkimpulsgeneratorimpulse durch Auswahl des Widerstands R2 erhalten. Amplituden von Funkimpulsen von 70 ... 80 V werden durch die Auswahl eines Dinistors V1 erreicht. Danach werden durch Auswahl der Kondensatoren C22 und C26 die Änderungsgrenzen während der Drehung der Motoren der Widerstände R30 und R35 für die Dauer der Impulse der Verzögerungseinzelvibratoren (10 ... 25 μs) und der "Steuerung" eingestellt Zone" (7 ... 45 μs). Platzieren Sie dann den Fehlerdetektor auf einer Probe aus Stahl oder organischem Glas mit einem Defekt in Form eines Lochs mit einem Durchmesser von 2,5 ... 3 mm und einer Tiefe von 10 ... 50 mm, das senkrecht zur Achse gebohrt wird des Ultraschallstrahls wird am Kontrollpunkt KT1 das Vorhandensein eines vom Defekt reflektierten Impulses überprüft. Die Amplitude des vom Defekt reflektierten Impulses von 1,8 ... 2 V wird abwechselnd durch die Widerstände R43 und R12 eingestellt. Als nächstes wird der Schieber des Widerstands R4 gedreht, bis sich die Amplituden der reflektierten Signale von denselben Defekten (Löchern) in unterschiedlichen Tiefen innerhalb von 7 ... 50 mm um nicht mehr als 20 % unterscheiden. Wenn Sie mit einem Fehlersuchgerät arbeiten, schmieren Sie zuerst die Oberfläche in der Nähe der Naht mit einer Kontaktflüssigkeit (Wasser, Öl oder Glyzerin). Stellen Sie dann die Scheibe „P“ des Widerstands R35 auf den maximalen Abstand und bewegen Sie ihn durch Einschalten des Fehlersuchgeräts mit der Taste S2 im Modus „Suchen“ entlang der Naht. Das Erscheinen eines Tonsignals im Telefon zeigt das Vorhandensein eines Defekts in der "Kontrollzone" an. Um den Ort des Fehlers zu bestimmen, drücken Sie gleichzeitig die Tasten S1 "Schätzen S2" und richten Sie das Fehlersuchgerät über die Naht hinweg auf die Stellen, an denen die Leuchtanzeige W "D" erlischt. Als nächstes wird das Fehlersuchgerät eingebaut die Mitte zwischen den gefundenen Positionen und schließlich, durch Drehen der Scheibe "P" des Widerstands R35, bestimmt die Skala die Tiefe des Defekts in dem Moment, in dem die Leuchtanzeige H "D" erlischt. Autoren: A. Bondarenko, N. Bondarenko; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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