Конструкция пьезоэлектрических преобразователей

 

Для излучения и приема ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП), рис. 1.

Рисунок 1-Конструкция прямого (а), наклонного (б), и раздельно-совмещенного (в) ПЭП: 1 – пьзоэлемент, 2 – демпфер и заливная масса, 3 – подводящие провода, 4 – разъем, 5 – корпус, 6 – протектор, 7 – призма, 8 – контролируемый объект, 9 – электроакустический экран, n – стрела преобразователя (для наклонных),  l – путь УЗ луча в призме

         Пьезоэлемент (1) служит для преобразования электрических колебаний в акустические при возбуждении ультразвука и (или) обратно при его приеме. У прямого ПЭП (и в некоторых конструкциях раздельно-совмещенных (РС)) ПЭП он отделен от контролируемого изделия (8) протектором (6), который служит для защиты пьзоэлемента от истирания и механических повреждений. В наклонных и некоторых конструкциях РС ПЭП роль протектора выполняет призма (7), которая одновременно задает угол падения, то есть определяет угол ввода ультразвука в изделие. Пьезоэлемент соединен с разъемом (4) подводящими проводами (3). Демпфер (2) служит для создания коротких импульсов. Кроме того, вместе с заливной массой он придает преобразователю дополнительную механическую прочность. Все элементы ПЭП обычно помещаются в корпус (5).

Путь УЗ луча в призме это расстояние от центра пьезоэлемента до точки выхода луча.

Прямые ПЭП служат для ввода в изделие продольных волн, а наклонные как продольных (при углах призмы до первого критического), но чаще поперечных или поверхностных волн. В комбинированных ПЭП имеется более двух пьезоэлементов с различными углами ввода УЗ.

         Маркируется пьезопреобразователь буквой П и набором цифр, например П 121-2,5-50. При этом первая цифра показывает способ ввода ультразвука в изделие и может быть: 1– контактный, 2 – иммерсионный, 3 – контактно-иммерсионный, 4 – бесконтактный. Вторая цифра относится к конструкции ПЭП и может быть: 1 – прямой, 2 – наклонный, 3 – комбинированный. Третья цифра показывает способ подключения ПЭП к дефектоскопу и может быть: 1 – совмещенная схема, 2 – раздельно-совмещенная, 3 – раздельная. Далее следует значение рабочей частоты в мегагерцах, угол ввода (для прямых может не указываться) и дополнительная информация изготовителя об особенностях конструкции, применяемых материалах, номере модели. На любом ПЭП обязательно указывается заводской номер.

 

 

Полимерные шпалы

 

Полимерные шпалы – это одно из новейших изобретений в области конструирования верхнего строения железнодорожного пути. Они отлично подходят для применения на магистральных железнодорожных линиях, включая высокоскоростные пути в тоннелях метро, трамвайные линии и подъездные привокзальные пути.

Рисунок 1 -  Путь, уложенный на полимерных шпалах

Сама по себе полимерная шпала имеет ячеистую структуру, которая обеспечивает минимальный вес конструкции, высокую степень упругости и отменные прочностные характеристики. Площадь ячеек варьируется в диапазоне от 9 до 16 квадратных сантиметров. Как результат, производители создают высокотехнологичные шпалы при минимальных затратах материальных ресурсов. При этом гарантируется точность геометрических линий, высокая сопротивляемость нагрузкам, оказываемым на шпалы в продольном и поперечном сечениях, а также абсолютная диэлектричность, обеспечивающая безопасность при эксплуатации железнодорожных путей нового образца.

Рисунок 2 -  Полимерные шпалы

Подрельсовые шпалы, выполненные из полимерных материалов, рассчитаны на высокие динамические и статические нагрузки. В каждой отдельно взятой точки конструкции она способна выдержать нагрузку в несколько сотен тонн. Благодаря этому становится возможным использование их при конструировании железнодорожных путей не только под пассажирские, но и под грузовые перевозки.

Для установки композитных шпал не надо никакого специального обучения или оборудования. Они укладываются с помощью традиционного оборудования для деревянных шпал, но при этом не требуют монтажа электроизолирующих элементов и амортизирующих прокладок.

 

Рисунок 3 -  Скрепления для полимерных шпалах

 

Большое будущее полимерным шпалам обеспечивает и их финансовая доступность. И речь идет не только о базовой цене конструкций, но и об экономии на перевозке. Поскольку вес полимерных шпал значительно ниже, чем у железобетонных и даже деревянных аналогов, перевозить их становится заметно легче и дешевле. В совокупности с широким перечнем положительных качеств это гарантирует настоящую и будущую востребованность инновационного продукта.

По материалам интернет изданий