Проектирование приемного блока ультразвукового дефектоскопа рельсов

Разработка приемного блока ультразвукового (УЗ) дефектоскопа для контроля рельсов включает теоретические и практические исследования. Особое внимание уделяется экспериментальному определению характеристик УЗ пьезодатчика и описанию приемно-усилительного тракта. Макетный образец УЗ дефектоскопа позволяет производить проверку рельс на наличие дефектов и дает ощутимый выигрыш в габаритах по сравнению с громоздкими аналогами.

Используемые теоретические методы основывались на принципах электротехники, электронной техники, графического анализа и теории автоматического управления.

Экспериментальные исследования пьезодатчика дали возможность определить его главную резонансную частоту. Правильный выбор параметров усилительного блока обеспечил точную и надежную работу прибора. Практические испытания дефектоскопа с помощью специального буферного образца рельса позволили осуществить настройку его чувствительности.

За основу приемно-усилительного тракта дефектоскопа взят входной усилитель микровольтметра В3-40. Прибор включает возможность его использования совместно с преобразователем. Представлена структурная схема дефектоскопа. Описана электрическая схема входного делителя с выбором необходимых сопротивлений и электрическая схема измерителя эффективного значения с описанием всех его элементов.

Режимы работы и радиоэлектронные схемы выбраны по справочным данным с учетом их высокой надежности. Применение в схемном решении аналоговых интегральных микросхем позволило увеличить надежность и точность устройства дефектоскопа, упростить его наладку, уменьшить дрейф нуля и улучшить качество выходного сигнала.

1. Баянов Е.В., Курлаев Н.В., Поляков Ю.О. Определение скорости звука в стержне с помощью ультразвукового дефектоскопа // Тенденции развития науки и образования. 2017. № 33–1. С. 15–17. DOI: 10.18411/lj-2512-2017-04

2. Алешин Н.П., Бобров В.Т., Ланге Ю.В., Щербинский В.Г. Ультразвуковой контроль: учебное пособие / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Спектр, 2011. 223 с.

3. Мосягин В.В., Марков А.А. Ультразвуковой томограф в новом двухниточном дефектоскопе // Путь и путевое хозяйство. 2016. № 8. С. 33–35.

4. Гребенников Д.В., Гребенников В.В., Титов В.Ю. Исследование акустического тракта ультразвукового дефектоскопа на фазированных решетках диаграммы направленности пьезопреобразователей ультразвукового дефектоскопа типа OMNISCAN // Контроль. Диагностика. 2017. № 2. С. 34–40. DOI: 10.14489/td.2017.02.pp.034-041

5. Клементьева Е.А., Голубев А.С. Испытания ультразвукового дефектоскопа с фазированными решетками при контроле сварных соединений // Контроль. Диагностика. 2008. № 11. С. 36–43.

6. Титов В.Ю. Исследование параметров ультразвукового дефектоскопа на фазированных решетках. Режимы фокусировки для ультразвукового дефектоскопа типа OMNISCAN // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24. № 8 (278). С. 24–35. DOI: 10.14489/td.2021.08.pp.024-035

7. Шилов М.Н., Мосягин В.В., Козьяков А.Б. О развитии съемных ультразвуковых дефектоскопов // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 8. C. 14–17.

8. Казаков В.В. Ультразвуковой дефектоскоп на нелинейном эффекте для обнаружения трещин // Дефектоскопия. 2008. № 12. С. 37–41.

9. Курмангалиева К.А., Тайманова Г.К. Экспериментальная разработка методики испытания и диагностики для ультразвукового магнитного дефектоскопа // Проблемы современной науки и образования. 2016. № 36 (78). С. 16–17.

10. Бирюков Д.Ю., Зацепин A.Ф. Современные компьютерные дефектоскопы для ультразвуковых исследований и неразрушающего контроля: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2016. 120 c.

11. Зыков Д.А. Разработка программного обеспечения ультразвукового дефектоскопа // Наука настоящего и будущего. 2017. Т. 1. С. 51–54.

12. Коновалова В.С., Коновалов Р.С., Коновалов С.И. О сокращении длительности зондирующего импульса на выходе иммерсионного пьезопреобразователя ультразвукового дефектоскопа // Вопросы радиоэлектроники. 2020. № 1. С. 42–50. DOI: 10.21778/2218-5453-2020-1-42-50

13. Килеев А.С. Анализ ультразвуковых дефектоскопов // Молодежная наука в развитии регионов. 2021. Т. 1. С. 175–176.

14. Щербинский В.Г. Буферные образцы для настройки чувствительности ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов // Дефектоскопия. 2006. № 5. С. 45–50.

15. Бобков Д.Е. Расчет приемного блока ультразвукового дефектоскопа // Интеграция сектора исследований и разработок в глобальную инновационную систему: сборник материалов Международной научно-практической конференции. 2020. C. 61–65.