Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 41
Текст из файла (страница 41)
5, г). В этом случае о наличии дефекта судят по уменшпению амплитуды доыного отражения — дефект выаываетобразование зоны звуковой тени со стороыы искателя. Преимущество тенево- го метода — отсутствие мертвой зоны. ((О деФеитосиопия Чувствительность К теневого метода, так же как и чувствительностг, ахо-метода, воарастает с повышением у и падает с увеличением б и с повышением уровня структурных шумов; при атом общий уровень К здесь существеыио ниже, чеы в эхо-методе. Поэтому теневой метод целесообразно использовать для контроля изделий неболыпой толщины (до 20 — 30 мм), а также в случаях, когда необходимо проконтролировать все наделив без к.-л. мертвых зон. При контроле ивделий, ограниченных параллельными плоскими поверхностями (плиты, листы), максимальное значение К получается в вонах, прилегающих к этим поверхностям.
Реаонансный метод используется гл. обр. для измерения (при одностороикеы доступе) толщины В иэделий из металлов, стекла, фарфора, керамики и др. материалов с достаточно высокой добротностью, а также для обнаружения зон коррозиопного поражения (па недоступной поверхности), расслоений в топких листах и биметаллах и т. д. В резонансном т о л щ и н о м ар е - д е ф е к т о с к о и е (рис. 6) пьезоэлектрич. преобразоваталги возбуждаемый частотно-модулированным генератором 1, излучает в изделие у УЗ-вые волны непрерывно ионяющейся частоты.
Э моменты рззаиаиси, когда ио толщине измеряемого сечения укла- риа. 6. Блоксхема резокзкснага Ле- фактаскааз- талтикамера: 1 — генератар частат- иа-мадтлкразаккых калезакка: В— генератор рззззрткзк  — Фильтр; 4— усилителю 5 — зкрзк ЗЛТ;  — искатель; 7 — кактралиртамаа изиелке; В— резонансные пики. дывается целое число полуволн (что соответствует совпадению частоты внешней воамущающей силы с частотой собственных колебаний системы), образуются стоячие волны. При этом уменьшается входной пмпеданс контролируемого изделия, являзощнйся сопротивлением нагрузяи для преобразователя (реактивная составлязощая его обращается в ыуль), амплитуда упругих колебания в изделии резко возрастает, намекаются силы токов в цепях генератора, что отмечается индикатором (ЭЛТ) 5 в виде резонансных пиков а.
)(аждой точке на линии развертки соответствует определенная частота генератора, поэтому шкала, наносаннан на экран ЭЛТ, позволяет отсчитать расстояние от начала развертки до соответствуюпГего пика и может быть проградупрована в МГц нли в мм. Если примерная толщина изделия нзпестна и параметры генератора подобраны так, что отсчитывается только один резонансный пик, соответствующип основной частота, то В = — )а12 или В =- г1'21. Однако если примерная толпГпна изделия неизвестна, то резонанс отмечается не толька на основной частоте, но такзке и на гармониках, поэтому отсчет усложняется н повышаются требования к дзвиаиии чиазиаты — она должна обеспечить перекрытие частотного диапазона в прадолах до двух-трех октав.
Собствеиыая частота пьезоэлемента, чтобы его резонанс пе влиял па пок»- зания прибора, должна быть вьппе верхнего значения частоты генератора. В атом случае та где )к и )а„к — частоты, соответствующио двум произвольно взятым пикам, т — число промежутков между этими пиками (равность номеров гармоник). Чувствительность резонансного толщиномера воврастает с увеличением козфф. Вгиаиикй валнзз и с повы1панием добротности всех элементов устровства, представляющих собой связанные колебательные системы, — контуров генератора и усилителя, пьезозлектрич. преобразователя, иромеязуточной контактной среды и, наконец, самого контролируемого изделия.
При высокой добротности псрочпсленных алементов коэфф. стоячей волны возрастает с умеиьшениам девиации частоты генератора. Это обстоятельство привело к созданию двух типов промышленных резонансных толщиномеров. Толщппомеры первого типа — измерительные -- применяются для непосредственного измерения В в отдельных точках контролируемого изделия в тех случаях, когда величина В неизвестна.
Девиация частоты в этих деФнктоскопия приборах должна быть достаточной для перекрытия широкого диапазона толщин и должны быть предусмотрены спецвальыые отсчетные устройства, позволяющие быстро определить абсолютные заачения В. Толщиномеры второго типа — контрольные— встраиваются в технологич. поток (напр., в проиаводстве труб) для контроля выхода толщины стенки изделия за пределы установленного допуска. Толщина стенки при этом известна, поэтому девиация частоты может быть выбрана неболшпой, что повышает чувствительыость а точность измерений.
Производительность и надежность приборов второго типа выше, чем первого, поскольку для ввода УЗ в коытролируемое изделие используется аммерснонный контакт, а погрешность измерений составляет около ж(%. Дальнеашое снижеыие погрешности возможно при использовании импульсно-резонансного и импульсноинтерференциоыного вариантов метода. Производительность прн этом может быть существеыно повытена— до 1000 замеров в секунду и более. Импедансный метод основан на аавнсимости полного механич.сопротивлония (импедаыса) контролируемого изделия от качества соединения между собой отдельных его элементов.
В датчике импедаасного дефектоскопа (рис. 7) излучающий пьезоэлемент 7, возбуждаюшийся генератором на частоте 1,0 — 8,0МГц, приклеен к большему основакшо звукопроводящего стержня Я, име>ощего форму усеченного конуса и зыполыепного из оргаппч. стекла. Стальной цилиндр 5, приклеонный к тыльной поверхности нзлучаюпгего пьезоэлемента, играет роль отражающей массы и увеличивает амплитуду колебаний стерягвя.
К малому основанию стержня приклеен диаамометрич. пьезоэлемент 4, а к передней поверхности последнего — контактный наконечник 5 из легкого сплава с укрепленыым в его центре »грибком» из износостойкого материала. Если датчик ие прижат к поверхности изделия, то ыапряжение на пьезоалеиепте 4 равно нулю, поскольку он колеблемся вместе со стержнем ае деформируясь. Г»ели же прижать датчик к наделию, то сила реакции последнего деформирует пьеаоэле»юнт, к-рый подает иапряжеыие, пропорциональное этой силе, иа измерительную часть прибора и на индикатор.
Колебания датчика вводятся в издолие посредством сухого контакта. Если обшивка 6 в атом сечении (рис. 7, а) жестко соедиыена с подло>ккой 8, то вся система колеблется как единое целое, входной импеданс максимален, и сила реакции изделия ыа стержень достигает болшпвх значеыий. Если н<е стержень установить иад дефектной зоной (рис, 7,5), то ые связанный с под- Рас.
т. Схема кевтроля качества сзлейаи импеЛаясяыя методом: 1 — излучающий пье»еэлеиеят; ззукезрозехящяй стержень: з — отражающая иао:..а; З вЂ” Хвваиеиегричесввй пьезаэле- мент; 3 — контактный наконечник; » а — металлическая обшивка клееной кевструкпви; у — клеевой слай; Ю вЂ” поалаж- ка; Д вЂ” аефеат. логикой участок обшивки будет колебаться, как зажатый по контуру диск, неаависимо от всей конструкции. По. скольку жесткость оошивки меыыпе жесткости всей конструкции, импе- данс, а следовательно, и сила реакции на стери<ень резко уменшпаются. По изменению амплитуды (или фазы) силы реакции мояаш судить о наличии дефекта соединения. Чувстзлтельность импедавсвого метода позволяет обеспечгкь обнаружение дефектов соединения диаметром около 5 — 10 мм. Импедааспый метод эффективно используется для контроля клееных и паяных конструкций (в т.
ч. и трехслопных) с металлнч. н неметаллич. обшивками и легкими заполнителями между ними, а также для выявления расслоений в слоистых пластиках,пчакированных листах и трубах. Метод свободных колебаний наиболее старый из всех акустич. методов контроля,нм издавна пользуются, ыапр., осмотрщики жолезнодоро>квых составов для обнаружения трещин в осях локомотивов и вагонов, ударяя молоточком по оси и определяя на слух (по»чистоте» звона) наличие в ней трещины. Такои метод весьма чувствителен, одаако его существенный ыедостаток — субъективность оцеыкп результатов.
Поэтому в современных 112 ДЕФККТОСКОПИЯ приборах предусматривается соответствующее устройство (рис. 8) дли анализа частотного спектра колебаний, состоящее из впбратора 1, ударник к-рого возбуждается электромагнитом на частоте 50 Гц, и приемника 2. Пьезоэлемент приемника преобразует весь спектр упругих колебаний в электрические, к-рые терев фильтр 2, пропускагощий лишь колебания ча- Рис. 8. Плоксхема прибора длн контроля б качества склейки методом свободных колебаний: э — вибратор; э †. прибинвк; э — Фильтр; э — усилитель; э — индика- тор; 6 — контролируемое изделие стог, характерных для спектра дефоктного участка, проходит в усилитель б и попадают затем на электронный вольтметр, измеряющий их амплитуды.
Метод свободных колебании используется для контроля качества склейки материалов с высокиыи значенияыи 6 (текстолит, асботекстолит, фанера и др.) между собой нли с металлич, обшивкой, а также для обнаружения нарушений оплошности внутри к.-л, слоя иа перечисленных выше пеметаллич. материалов, т. е. в случаях, когда иные мотоды контроля не могут быть применены с должным эффектом. В велосиметрнческом методе используется зависимость скорости распространения зээибнмх волн в пластине от толщины этой пластины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
