2.2.6. Импедансные методы

Эти методы основаны на анализе из­менения механического импеданса или входного акустического импеданса участка поверхности объекта контроля, с которым взаимодей­ствует преобразователь. Внутри группы методы разделяют по типам возбуждае­мых в объектах контроля волн и по характеру взаимодей­ствия преобразователя с объектом.

В качестве примера на (рис. 2.12.) представлен импедансный метод с возбуждением изгибных волн. Генератор 1 возбуждает продоль­ные гармонические колебания преобразо­вателя (стержня) с помощью излучателя 2. Эти колебания трансформируются в изгибные колебания объекта контроля 3 - элемент 4 - приемник, 5 - усилитель. Изменение режима колебаний фиксируется индикатором 6.

Наличие дефекта (непроклея, непропая, расслоения) вблизи поверхности объекта 3 уменьшает модуль входного механическо­го импеданса объекта контроля. Дефекты отмечают по изменению амплитуды и фазы выходного сигнала. Применяют также импульсный вариант метода и способ, основанный на использовании продольных волн.

Метод применяют для контроля де­фектов соединений в многослойных кон­струкциях. Его используют также для измерения твердости и других физико-механических свойств материалов.

Рис. 2.12. Импедансный метод

2.2.7. Пассивные методы контроля

Акустико-эмиссионный метод (Акусто-эмиссионный) - один из пассивных методов акустического контроля. Акустическая эмиссия (АЭ) заключается в излучении материалом упругих волн в результате локальной динамической перестройки его структуры или разрушении внутренних связей в материале.

Главные источники АЭ - процессы пластической деформации, связанные с появлением, движением и исчезновением дефектов кристаллической решетки, возникновением и развитием макро - и микротрещин. АЭ проявляется в виде отдельных акустических импульсов. При нагружении реальных ОК в них возникают внутренние напряжения, которые распределяются неравномерно, поскольку по конструкции и внутренней структуре объекты нагружения всегда неоднородны. В местах, где локальные напряжения превышают предельные значения, возникает разрыв внутренних связей. Накопленная здесь энергия быстро выделяется и определенная ее доля излучается в виде упругого импульса или серии импульсов - сигнала АЭ. Определяя с помощью специальной аппаратуры параметры АЭ (количество импульсов в единицу времени, интенсивность импульсов при заданном законе нагружения и т. д.) определяют наличие и месторасположение дефектов в конструкции и прогнозируют разрушающую нагрузку для каждого конкретного изделия.

Рис. 2.13. Акустико – эмиссионный метод

Отметим, что приборы для контроля акустико-эмиссионным методом обычно делают многоканальными. Приемники 4 улавливают упругие волны. Сигналы про­ходят через усилители 2 и поступают в блок обработки информации 7, который помогает выделению сигналов от трещин на фоне помех и формирует изображение на экране участка ОК с сигналами от раз­вивающейся трещины.

Основное применение данного мето­да - наблюдение за возникновением и раз­витием трещин при испытаниях или экс­плуатации сложного оборудования. Метод используют также для исследования процессов сварки, механо­обработки, коррозии, механических испы­таний образцов, процессов нагружения трубопроводов, мостов, железобетонных колон, стеклопластиковых корпусных конструкций и т. д.

Вибрационно-диагностический метод основан на измерении вибрации како­го-либо узла или детали объекта контроля (ротора, подшипника и т.п.) с помощью приемников контактного типа.

Шумодиагностический метод состоит в анализе спектра шумов работаю­щего механизма (редуктора, двигателя, станка) на слух или с помощью микрофонных и других приемников и приборов анализаторов спектра.