- •Основные параметры колебаний. Импульсные колебания.
- •Основные параметры волн.
- •Упругие свойства некоторых сред
- •Типы волн.
- •Головные волны.
- •Релеевские волны.
- •Волны Лэмба.
- •Волны Похгаммера.
- •Крутильные волны.
- •Типы волн по виду волнового фронта.
- •Явления на границах раздела сред.
- •Нормальное падение уз волны на границу раздела сред.
- •Ослабление узк волн
- •Влияние затухания на результаты контроля.
- •Акустическое поле уз преобразователя.
- •Акустическое поле и диаграмма направленности наклонного преобразователя.
- •Классификация акустических преобразователей.
- •Конструкции акустических преобразователей.
- •Пьезопластина.
- •Демпфер.
- •Протектор
- •Катушка индуктивности
- •Система проводников
- •Металлический корпус
- •Наклонный преобразователь.
- •Раздельно – совмещенный преобразователь.
- •Акустический тракт дефектоскопа (эхо – импульсного)
- •Формулы акустического тракта.
- •Ард диаграмма (амплитуда-расстояние-диаметр).
- •Классификация акустических методов нк.
- •Методы отражения.
- •Дельта – метод
- •Реверберационный метод
- •Методы прохождения
- •Теневой метод
- •Временно – теневой
- •Велосиметрический метод
- •Комбинированный метод
- •Зеркально – теневой
- •Импедансный метод
- •Методы колебаний (свободные, вынужденные)
- •Метод свободных колебаний
- •Основные измеряемые параметры аэ
- •Рассмотрим одиночный импульс:
- •Рассмотрим поток импульсов
- •Классификация источников аэ
- •Критерии браковки
- •Локализация источников аэ
- •Преобразователи аэ
- •Измеряемые характеристики выявляемых дефектов по узк (эхо – метод)
- •Условные размеры дефектов.
- •Расстояние между дефектами.
- •Форма дефекта.
- •Основные параметры контроля.
Раздельно – совмещенный преобразователь.
Раздельно – совмещенный преобразователь имеет 2 пьезопластины (излучающую и приемную) в одном корпусе (Рис.9.5)
Рис.9.5 Конструкция раздельно-совмещенного преобразователя
1 – пьезоэлементы
2 – демпфер
4 – катушка индуктивности
5 – система проводников
6 - корпус
7 - кабель
8 - призма
9 – акустический и электрический экраны
Пьезоэлементы, которые разделены акустическим и электрическим экранами 9, в то же время объединены конструктивно в одном корпусе 6. Благодаря разделению электрический и акустический зондирующие импульсы и сопровождающие их помехи практически не попадают на приемник. В результате уменьшается минимальная глубина прозвучивания (мертвая зона).
Пьезоэлементы PC-преобразователей обычно имеют прямоугольную или полукруглую форму. Их располагают на призмах из оргстекла 8 с небольшими углами наклона (0 ...10°), при которых в изделие излучаются продольные волны, а поперечные имеют небольшую амплитуду. Варьируя углы призм, их высоту, расстояние между ними и размеры пьезоэлементов, можно изменять положение максимума чувствительности (фокуса), минимальную и максимальную глубину прозвучивания. Возможно, даже обеспечить постоянную чувствительность к дефектам при их различном расстоянии от поверхности.
РС ПЭП прямого типа имеют ограниченную область применения. Это тонкие объекты и толщинометрии. Выявление дефектов должно быть ориентировано параллельно плоскости ввода (вдоль плоскости).
Необходимость акустического и электрического экранов:
Чтобы не было лишнего зондирующего импульса, для удаления паразитных емкостей
Исключение попадания упругих волн из передающей призмы в приемную
Существуют и другие виды преобразователей, к примеру, наклонный раздельно – совмещенный ПЭП применяется для выявления дефектов в сварных соединениях; ПЭП с фокусировкой; ПЭП со сканированием (многоэлементные), которые используются для построения изображений от дефектов.
Акустический тракт дефектоскопа (эхо – импульсного)
Акустический тракт – это путь УЗ сигнала от излучателя до отражателя и обратно к приемнику УЗ сигналов. (Рисунок)
Формулы акустического тракта определяют ослабление сигнала на этом пути, т. е. амплитуду сигнала от отражателя.
От чего зависит амплитуда сигнала, отраженного импульса от дефекта:
От глубины залегания дефекта. Чем больше глубина залегания h, тем меньше амплитуда отраженного сигнала. Это связано с тем, что:
Волна затухает e-δr
Волна расходится 1/r (для объемной волны)
От размера дефекта. Чем больше диаметр d дефекта, тем больше амплитуда отраженного сигнала (Рис.9.6)
Рис.9.6 Зависимость амплитуды отраженного сигнала от диаметра дефекта
От соотношения акустического сопротивления Z дефекта и объекта контроля. Чем больше эти сопротивления будут отличаться, тем отражение будет сильнее (Zд > Zок, тем больше амплитуда отраженного сигнала).
От амплитуды Ао падающей волны. Ао определяется площадью S ПЭП: чем больше S, тем больше амплитуда излучаемой волны.
От ориентации дефекта:
Aотраж – максимально, если плоскость дефекта перпендикулярна направлению распространения луча. Дефекты, ориентированные вдоль направления луча дают отражение только в устье дефекта (в месте концентрации напряжения).
От формы дефекта. Максимальное отражение дает перпендикулярное направление распространения луча, большие размеры дефекта.
От шероховатости дефекта. Чем больше шероховатость, тем больше амплитуда отраженного сигнала.
От рабочей частоты ПЭП. Частота влияет на коэффициент затухания.
Естественные дефекты дают амплитуду отраженных сигналов, зависящую от ряда факторов, следовательно, в акустическом контроле всегда руководствуются моделями дефектов (искусственными отражателями). При оценке размеров дефектов, настройке чувствительности пользуются понятием эквивалентной площади дефекта или эквивалентными размерами дефекта.
Эквивалентный размер дефекта – площадь искусственного отражателя, чаще всего плоскодонного отверстия, залегающего на той же глубине, что и дефект, в том же материале объекта контроля, на той же глубине и дающего эхо- сигнал равной амплитуды (Рис.9.7)
Sиск.отраж =π·d2/4
Рис.9.7 Определение эквивалентного размера дефекта
Sэквмв < Sистин
Для некоторых типов отражателей используют данные формулы акустического тракта:
Дисковый отражатель (отверстие с плоским дном)
Цилиндрический
Бесконечная плоскость
Цилиндрическая плоскость
Для наклонного ПЭП:
Диск
Цилиндрический отражатель
Донная поверхность
Сегментный паз