Влияние формы и размера дефектов на амплитуду эхо-сигнала
В зависимости от размеров дефекты делятся на:
– компактные (меньше ширины ДН);
– протяженные (в одной или в двух плоскостях).
Эквивалентом отражателя для компактных служат:
1 Сфера на акустической оси:
;
2 Диск:
.
Амплитуда эхо-сигнала для компактных
отражателей, лежащих на акустической
оси обратно пропорциональна квадрату
расстояния
.
Для протяженных в одной плоскости:
1 Боковая цилиндрическая поверхность:
,
где d- диаметр цилиндра;
2 Бесконечная полоса:
,
где l – ширина полосы.
Амплитуда эхо-сигнала для компактных
отражателей, лежащих на акустической
оси обратно пропорциональна квадрату
расстояния
.
Для протяженных в двух плоскостях:
1 Донная поверхность:
;
2 выпуклая поверхность:
;
3 сферическая поверхность:
.
Вывод: соотношение амплитуд эхо-сигналов
для компактных отражателей:
;
для протяженных в одной плоскости:
;
для протяженных в двух плоскостях:
.
Задача 1
Дан дисковый отражатель Ø5 мм, залегающий на глубине h1 = 30 мм и H1 = 100 мм. Во сколько раз изменятся амплитуды от дискового отражателя и дна, если h2 = 60 мм и H2 = 200 мм. Затухание равно δ = 0,02 1/мм.
Решение:
1 Изменение амплитуды от дискового отражателя:
,
,
2 Изменение амплитуды от дна:
,
,
.
Задача 2
Как изменится диаметр отражателя залегающего на глубине h2 =60 мм, дающего такую же амплитуду сигнала, что и первый, если Ø5 мм, h1 =30 мм и H1 = 100 мм.
Решение:
Примем r1= h1 и r2= h2.
Вывод: Без учета затухания увеличение глубины залегания дискового отражателя в 2 раза, приводит к уменьшению амплитуды в 4 раза, с учетом затухания в 0,075.
Донный сигнал при увеличении глубины в 2 раза, амплитуда уменьшается в 2 раза без учета затухания, а с учетом в 0,0091.
Данные формулы для акустического тракта справедливы, если:
– дефект находится на акустической оси;
– расстояние до дефекта больше расстояния ближней зоны;
– размер дефекта в 1,5 раза больше длины волны;
– размер дефекта меньше диаметра ПЭП, иначе расчет выполняется по АРД диаграмме.
АРД диаграмма
Характеризует изменение амплитуды эхо-сигнала от идеального дискового отражателя в зависимости от глубины его залегания и его диаметра.
Рисунок 20.1 – АРД диаграмма
Настройка дефектоскопа по АРД диаграмме
Для настройки чувствительности с ВРЧ используется три СОПа. Если известна АСД диаграмма, то достаточно использовать 1 СОП с максимальной глубиной залегания.
Пусть дана предельная чувствительность
соотносящаяся
.
На СОП №3 с максимальной глубиной залегания отражателя найти максимальную амплитуду эхо-сигнала от отражателя (N3) по АРД диаграмме. Для данной глубины и предельной площади (Sп) определить число децибел NАРД.
По полученному значению NАРД и N3 определяется коэффициент поправки:
ΔN = N3 – NАРД.
Определяем усиление дефектоскопа в 1 и 2 точках:
N3 = 22 дБ, ΔN =3 дБ.
N2 = NАРД2 + ΔN = 41 + 3 = 44 дБ,
N1 = NАРД1 + ΔN = 38 + 3 = 41 дБ.
Рассчитать значение ВРЧ.
-
УД2-12
УД2-102
1.Усиление дефектоскопа, дБ
N1 = 41
N3 = 22
2. Амплитуда ВРЧ,дБ
(N1 – N3) ↑
(N1 – N3) ↓
3. Форма ВРЧ,дБ
(N1 – N2) ↑
(N1 – N2) ↓
Для АРД диаграмм выполняются специальные планшеты для учета изменения затухания в виде набора наклонных линий.
δном< δ1< δ2< δ3<… δном>δ1> δ2>δ3>…
Наложим наклонные линии на АРД диаграмму в точке 3.
Для материала №1 N3 = 10 дБ (маленькое затухание), для №2 N3 = 32 дБ (большое затухание).