Спосіб ультразвукового неруйнівного контролю залізничних рейок на рейсових швидкостях

Реферат: UA 97744 U UA 97744 U 5 10 15 Корисна модель належить до галузі, пов'язаної з контролем стану залізничного транспорту, і може використовуватись для профілактичного контролю стану залізничних рейок на рейсових швидкостях, застосовуючи, наприклад, причіпний вагон-дефектоскоп. Найближчим аналогом є спосіб ультразвукового неруйнівного контролю залізничних рейок з використанням дефектоскопних візків (Акустические методы контроля / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин, А.И. Пошанов: Под ред. В.В. Сухорукова - М.: Высшая школа, 1991-283 с), в складі яких можуть мати місце перетворювачі як з нормальним, так і з похилим введенням. В зв'язку з протяжністю залізничних магістралей актуальним є експрес-контроль їх стану з метою профілактики залізничних аварій, оскільки, незважаючи на багатократний контроль рейки, залишаються причиною майже 30 % аварій на залізниці. Недоліками такого способу є те, що він використовується переважно для локального статистичного контролю та займає багато часу в випадку пошуку дефектів на ділянках великої протяжності. В основу корисної моделі поставлена задача визначення відносної часової крутизни частоти допплерівського зсуву при наближенні перетворювачів локального відбивача (дефекту). Поставлена задача вирішується тим, що в способі ультразвукового неруйнівного контролю залізничних рейок на рейсових швидкостях, що включає при наявності сигналу допплерівського зміщення операції визначення залежності допплерівського зміщення від часу, новим є те, що при зменшенні відносного допплерівського зміщення від K1  20 fд fдm t глибина залягання дефекту h визначається за формулою h  до K 2  2 K1 30 за інтервал часу t 1 1 25 fд fдm  1 , 1 1 K2 2 1 де  - рейсова швидкість потяга. Спосіб може бути реалізований за допомогою пристрою, який показаний на фіг. 1. Пристрій, що реалізує спосіб, можна розділити на 3 основні блоки - блок первинних перетворювачів, аналогову схему обробки інформації та цифрову схему обробки інформації. Блок первинних перетворювачів складається з корпусу, до якого знизу і збоку під'єднані лижі з отворам для подачі води (і створення ламінарного потоку води), на лижу наклеєна призма, до якої клеїться перетворювач. Аналогова схема складається з генератора зондуючого сигналу, підсилювача, широкосмуговий та низькочастотний фільтри, перемножувач сигналів. Цифрова схема складається з мікроконтролера, АЦП (яка входить до складу мікроконтролера), пам'яті та блока виводу інформації. Електростатичний спосіб неруйнівного контролю реалізують наступним чином. Зважаючи на  cos  , де  і c c - швидкість пересування перетворювача та розповсюдження звуку в середовищі, а f0 те, що частота допплерівського зсуву визначається загальною формулою fд  2f0 35 частота випромінюваного сигналу, вона буде різною в залежності від кута  , тобто від напрямку звуку на відбивач та вектора  (фіг. 2). Таким чином максимальний допплерівський зсув буде при   0 (на дальніх підходах до дефекту): cos   1 fдm  2f0 ,  . c При наближенні до відбивача (в положеннях І та II) отримують: 40 fд  2f0   cos 1 , fд  2f0 cos 2 (1). c c Функція відносної зміни допплерівського зсуву від кута  має вигляд: fд fдm  cos 1  K1 , a fд fдm Тоді згідно фіг. 2: K1   cos  2  K 2 , 1 2 2 1  h1 , або 1  h K1 2 1  K1 Аналогічно для положення II: 1 h K1 1 2 K1 . 1 UA 97744 U K2 2  h 1 K2 2 . 1 Таким чином:    K 1 1   2  h   1 1  2  K1    K2  .  1 1  2  K2  В кінцевому вигляді глибина розташування відбивача визначається за формулою: 5 1   2 h 1 1 2 K1  1 1 t  1 1 1 1 K2 2 2 K1  1  1 1 K2 2 t (2). K3 1 Якщо задати відносні значення допплерівського зсуву K 1 і K 2 та визначити інтервал часу t , в межах якого знаходиться частота допплерівського зсуву, то по отриманій формулі можна 10 визначити глибину залягання відбивача (дефекту). Характерно, що в цю формулу не входять такі вхідні дані як f0 і c . Наприклад K1  0,7 , а K 2  0,5 , тоді K3  1 1 2 0,71  1 1 1 0,52 2 1 1 1    1  0,58  0,42 ; 1 3 t   t , 0,42 0,42 h K 3 - коефіцієнт визначається по заданих K 1 і K 2 і є константою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб ультразвукового неруйнівного контролю залізничних рейок на рейсових швидкостях, що включає при наявності сигналу допплерівського зміщення операції визначення залежності доплерівського зміщення від часу, який відрізняється тим, що при зменшенні відносного 20 допплерівського зміщення від K1  fд fдm до K 2  дефекту h визначається за формулою: h t 1 1 2 K1  1 , 1 1 K2 2 1 де  - рейсова швидкість потяга. 2 fд fдm за інтервал часу t глибина залягання UA 97744U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3