Импульсные дефектоскопы

1 — инструмент-электрод; 2 — заготовка-электрод; 3 — импульсный трансформатор; 4 — прерыватель тока; 5 — выпрямитель

ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР -

ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР — трансформатор для преобразования импульсных электрич. напряжений или токов. И. т. выполняют со сравнительно небольшим числом витков в обмотках на пермаллоевых или ферритовых тороидальных сердечниках. И. т. передают без существ, искажений импульсы длительностью до 0,1—0,3 мкс. Используются как согласующие трансформаторы для изменения полярности импульсов, исключения пост, составляющей силы тока, сложения импульсных сигналов и т. д., преим. в устройствах автоматики и вычислит, техники.

18. Типовые схемы рентгеновских аппаратов: Т — рентгеновская трубка; Тр — трансформатор; А" — кенотрон; С — конденсатор; R — резистор; ИТ —- импульсный трансформатор; Т •- тиратрон

Основное отличие ускорителя-трансформатора ЭЛИТ (электронный импульсный трансформатор) от установок ЭЛТ состоит в том, что в качестве источника высокого напряжения используется импульсный трансформатор с ударным возбуждением (трансформатор Тесла). Это дает возможность повысить частоту следования импульсов излучения. •..••••'

*В 1У использовался импульсный трансформатор U- 200 кВ, с энергией в импульсе 10 Дж.

Принципиально управление ЭОС с модуляцией по управляющему электроду, может быть осуществлено с применением схем с непосредственной связью или развязкой через разделительный импульсный трансформатор.

Блок формирования включает в себя преобразователь напряжения, формирователь импульсов на управляемом диоде и импульсный трансформатор (см. рис. 2).

6) Импульсный трансформатор

/ - инструмент-электрод; 2 - заготовка-электрод; 3 - импульсный трансформатор; 4 - прерыватель тока; 5 - выпрямитель

Схема трансформаторного формирователя приведена на рис. 4.8. При отсутствии входного импульса транзистор VT\ заперт. Входной импульс положительной полярности открывает транзистор, и в первичной обмотке трансформатора возникает ток. Во вторичной обмотке за счет явления взаимоиндукции наводится импульс напряжения, который подается в цепь управления тиристора. Диоды VD\ и VD2 препятствуют возникновению паразитных выбросов напряжения на обмотках трансформатора, а диод VD3 - протеканию обратного тока тиристора через цепь управления. Так как импульсный трансформатор передает импульсы одной полярности, то его магнитопровод работает по несимметричному частотному циклу. Поэтому либо требуются специальные магнитные материалы с малой остаточной индукцией В, либо необходимо использовать дополнительные обмотки подмагни-чивания трансформатора. Кроме того, можно использовать высокочастотное (с частотой до 100 кГц) заполнение импульса управления.

Помимо калиброванного аттенюатора импульсные дефектоскопы имеют ряд других регуляторов чувствительности. К ним относят регулятор амплитуды зондирующего импульса, некалиброванный регулятор чувствительности УВЧ, ВРЧ и отсечку. Отсечка (ограничение сигналов снизу) достигается изменением порогового уровня детектора. Благодаря этому отсекают все импульсы, амплитуда которых меньше выбранной величины. Применение отсечки искажает реальное соотношение амплитуд продетектированных сигналов и сужает динамический диапазон усилителя прибора. В связи с этим применяют систему так называемой компенсированной отсечки, которая обеспечивает восстановление амплитуды сигналов, оказавшихся выше уровня отсечки, до первоначальной величины.

Для измерения коэффициента затухания наибольшее применение получил импульсный (эхо- или теневой) метод, основанный на сравнении амплитуд ультразвуковых сигналов, применяемый в иммерсионном или контактном варианте. Структуру материала оценивают путем сопоставления данных, полученных на контролируемом изделии и на образцах, с известной средней величиной зерна. Для контроля применяют серийные импульсные дефектоскопы, оснащенные калиброванным аттенюатором.

импульсные дефектоскопы

Для выполнения ультразвуковой дефектоскопии контактным методом швы должны быть обработаны механическим способом с шероховатостью поверхности не выше Rz 10. Для контроля могут быть использованы переносные дефектоскопы. Наибольшее распространение получили импульсные дефектоскопы, позволяющие обнаружить и определить координаты дефектов, являющихся нарушением сплошности, —трещин, раковин, расслоений, зон рыхлости на глубине от 1 до 2500 мм. Ультразвуковой дефектоскопией весьма успешно контролируются, например, концы патрубков литой арматуры.

Наибольшее влияние_ размера зерна на коэффициент затухания ультразвука наблюдается при 5<Я/?><15 (К — длина ультразвуковых волн). Для измерения затухания наибольшее применение получил импульсный метод, основанный на сравнении амплитуд двух или нескольких ультразвуковых сигналов разной частоты. При этом опорную частоту выбирают низкой, так что затухание ультразвуковых волн при ней практически не зависит от структуры материала. Рабочие частоты соответствуют приведенному выше неравенству. При рабочей частоте 0,65...10 МГц можно оценить размер зерна от 1 до 7 баллов. Для измерения размера зерна можно применять серийные импульсные дефектоскопы (ДСК-1, УС-ПИ, УС-10П и т. д.). *

Помимо калиброванного аттенюатора импульсные дефектоскопы имеют ряд других регуляторов чувствительности. К ним относят регулятор амплитуды зондирующего импульса, некалиброванный регулятор чувствительности усилителя и отсечку. Отсечка (ограничение сигналов снизу) достигается изменением порогового уровня детектора. Благодаря этому отсекают все небольшие импульсы, амплитуда которых меньше выбранной пороговой величины (обычно это помехи).

Опишем некоторые импортные импульсные дефектоскопы. В России большой популярностью пользуются приборы фирмы Krautkramer (Германия). Торговый представитель ее в России и СНГ - ТОО "Эхо-Сервис" (расположен в ЦНИИТма-ше) выпускает серию из взаимодополняющих дефектоскопов.

Аналоговые импульсные дефектоскопы портативны (масса 0,7 ... 1,5 кг), имеют автономное питание и просты в работе. Поэтому они удобны для контроля многослойных узлов изделий (самолетов, вертолетов) в условиях эксплуатации.

При импульсном возбуждении в вибраторах свободных колебаний их несущие частоты, зависящие от механического импеданса ОК, устанавливаются автоматически и не регулируются. Поэтому резонансные режимы, повышающие чувствительность при работе вынужденными колебаниями, здесь невозможны. В результате при работе с совмещенными преобразователями импульсные дефектоскопы по чувствительности уступают дефектоскопам, использующим непрерывные колебания. Однако благодаря применению РС-преобразователей импульсные дефектоскопы обнаруживают более глубокие дефекты.

Импедансным методом, использующим изгибные колебания, выявляют расслоения в листах из ПКМ толщиной до 10 ... 12 мм. Для этого применяют импульсные дефектоскопы с раздельно-совмещенными преобразователями. Для проверки листа на всю толщину необходим его контроль последовательно с двух сторон.

Первые дефектоскопы, работающие на непрерывном звуке,, создали еще в 1929 г. С. Я- Соколов [1446] и в 1931 г. Мюль-хойзер [1071]. Наши теперешние эхо-импульсные дефектоскопы (принцип действия и прибор) создали впервые в 1939— 1942 г. Файрстон в США [454], Спрулс в Великобритании [313] и Крузе в Германии [862]; по этим вопросам имеется и другая литература [15, 558, 991, 990, 862]; исторический обзор приводится в разделе 9.2.