SU958960A1 - Дефектоскоп - Google Patents

Description

(54) ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к дефектоскопам, и может быть использовано, например, дл  контрол  рельсового пути. Известно устройство дл  анализа параметров импульсного . нагружени  изделий, содержащее измерительную цепь, включающую измерительный преобразователь , подключенный к его выходу анализатор спектра и регистратор параметров 1. Устройство позвол ет исследовать параметры импульсного нагружени  и по ним судить о наличии дефекта. Однако, в результате анализа нельз  получить сведени  о месте расположени  дефектов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  дефектоскоп, содержащий импульсный источник нагружени , цепь измерени  параметров эхо-сигнала , включающую измерительный преобразователь , набор полосовых -фильтров, блок амплитудных детекторов и измеритель спектральной плотности мощности, а также регистратор . Дефектоскоп служит дл  импульсного нагружени  испытуемого .издели  и анализа параметров эхо-сигнала, по результатам которого суд т о наличии дефектов в изделии 2. Однако, дефектоскоп не позвол ет определить место расположени  дефектов при испытании сложных, имеющих многослойную структуру изделий, например «крестовин и «стрелок железнодорожного пути. Цель изобретени  - повыщение точности контрол  рельсового пути. Указанна  цель достигаетс  тем, что дефектоскоп , содержащий импульсный источник нагружени , цепь измерени  параметров эхо-сигнала, включающую измерительный преобразователь, набор полосовых фильтров, блок амплитудных детекторов и измеритель спектральной плотности мощности, а также регистратор, снабжен двум  измерител ми отклонений, вторым источникомимпульсной нагрузки и трем  наборами фильтров нижних частот , цепь измерени  параметров эхо-, сигнала выполнена трехканальной, входы первого измерител  отнощений подключены к измерител м спектральной плотности мощности первого и второго каналов, а выход - к регистратору, ко второму входу которого подключен выход второго измерител  отношений , входы которого подключены к выходам измерителей спектральной плотности мощности второго и третьего каналов, измерительные преобразователи первого и третьего каналов установлены в месте креплени , соответственно, первого и второго источников импульсной нагрузки, а второй измерительный преобразователь установлен на равном рассто нии от первого и третьего измерительных .преобразователей, каждый из которых подключен к набору полосовых фильтров через набор фильтров нижних частот .

На фиг. 1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 - изображено подключение набора фильтров нижних частот к набору полосовых фильтров и амплитудных детекторов.

Дефектоскоп содержит тележку 1, перемещаемую по рельсовому пути 2, измерительные преобразователи 3, 4 и 5 соответственно первого, второго и третьего каналов не обозначены) измерительной цепи, источники 6 и 7 импульсной нагрузки, в месте расположени  которых установлены, соответственно, измерительные преобразователи 3 и 5. Дл  измерени  параметров эхо-сигнала служит трехканальна  измерительна  цепь, включающа  в каждом канале, например в первом , измерительный преобразователь 3, усилитель 8, набор 9 фильтров нижних частот, набор 10 полосовых фильтров, блок 11 амплитудных детекторов, измеритель 12 спектральной плотности мощности. Дл  определени  отнощени  эхо-сигналов на выходе первого и второго каналов служит первый измеритель 13 отношени , а второго и третьего каналов - второй измеритель 14 отнощени , выходы измерителей 13 и 14 подключены к регистратору 15.

Фильтры нижних частот набора 9 имеют разные частоты среза. Полосу частот, заключенную между двум  частотами среза двух соседних фильтров выбирают исход  из требуемой разрешающей способности дефектоскопа . Набор 10 полосовых фильтров представл ет собой матрицу фильтров, строки и столбцы которой составл ют фильтры одинаковой ширины полосы пропускани . Входы полосовых фильтров каждой строки подключены к соответствующему фильтру нижних частот из набора 9; Ширина полосы всех полосовых фильтров одинакова и определ етс  из соотношени  Л 2 -Fmax , где m - положительное число 1, f-may. верхн   гранична  частота фильтров нижних частот. Выходы полосовых фильтров образующих столбец, подключены к амплитудному детектору из блока 11. Такое подключение фильтров нижних частот полосовых фильтров и детекторов позвол ет выдел ть только максимальные значени  амплитуд спектральных составл ющих рабочего диапазона частот.

Дефектоскоп работает следующим образом . Источники 6 и 7 импульсной нагрузки

одновременно сообщают (блок синхронизации не показан) рельсовому пути 2 нормированные направленные ударные нагрузки. Эхо-сигналы преобразуютс  измерительными преобразовател ми 3, 4 и 5 в электрические сигналы, поступающие на вход усилителей 8. Если в некотором сечении профил  рельсового пути существует дефект, например, типа трещины, неоднородности материала, раковины или инородного включени , то при распространении механических волн, вызванных импульсной нагрузкой, в месте, где расположен дефект, наблюдаетс  больщее поглощение энергии.колебаний, в св зи с чем спектр эхо-сигнала некоторого участка рельсового пути на приложенную импульсную нагрузку отличаетс  от спектра импульса, где дефект отсутствует.

Ударные спектры эхо-импульсов, образованные из максимальных составл ющих спектра, снимаемых с выходов блоков 11 детекторов, поступают дл  осреднени  по всему рабочему диапазону на вход измерителей 12 спектральной плотности мощности. Сигналы, снимаемые с выходов измерителей 12 посупают на входы измерителей 13 и 14 отношени . Если на исследуемом участке рельсового пути дефекты отсутствуют, то отнощени  величин спектральных плотностей мощности одинаковы и на выходе регистратора 15 показаний нет.

При перемещении дефектоскопа на участок пути BI С) (фиг. 1), где имеетс  дефект отнощени  спектров, мощности в каналах будут различны из-за потерь некоторой величины колебательной механической энергии в зоне дефекта.

Регистратор 15, например стрелочного типа, путем сравнени  сигналов отнощени  спектров мощности определ ет направление перемещени  тележки 1 в соответствии с направлением положени  стрелки.

Дл  отыскани  места дефекта тележку 1 передвигают в указанном направлении в новое положение на рассто ние, не превышающее рассто ние между двум  ближайшими преобразовател ми, например, в положение А2В2С2 (фиг. 1).

В положении AjBjCj снова осуществл ют ударное нагружение и анализ эхо-импульса реакции. При этом направление показани  регистратора 15 должно изменить свой знак, что указывает на то, что зона дефекта расположена между сечени ми рельсового полотна , определ емым по положению тележки 1 в первом и втором случае испытаний.

Последовательным перемещением тележки 1 в указываемом стрелкой направлении с аналогичными повторными испытани ми и анализом эхо-сигналов локализуют зону дефекта в некотором сечении рельсового пути с точностью до линейного размера преобразовател  3, при этом показани  регистратора 15 в зоне дефекта равны нулю, преобразователь 4 второго канала находитс  непосредственно над дефектом.

Выделение наиболее информативных диапазонов спектров импульсов, таких, которые в наибольшей мере свойственны типовым дефектам рельсового пути, можно обеспечить выбором параметров импульса нагружени , рассто ний между преобразовател ми 3, 4 и 5, а также выбором граничных частот фильтров нижних частот набора 9, что обеспечивает вьюокую чувствительность дефектоскопа.

Claims (2)

1. Клюев В. В. Приборы и системы дл  измерени  вибрации шума ударов. Справочник . М., «Машиностроение, 1978,с. 239-240.

2.Клюев В. В. Приборы дл  неразрушающего контрол  материалов и изделий. Справочник . М., «Машиностроение, 1976, с. 193194 (прототип).

см