Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 99
Текст из файла (страница 99)
6) [3]. Последняя реализует преимущества первых двух схем [3]. Рнс. 6. Блок-схемы дефектоскопов, работающих по эхо-методу с включением искателей по схемам: а — раздельной; б — совмещенной; е — раздельно. совмещенной; à — генератор высокочастотных электрических импульсов; Пр — приемный тракт„'ГР— генератор развертки; Э вЂ” индикатор (электронно-лучевая трубка),' 1 е — дефекты Два наклонных искателя, включенных по раздельной схеме и объединенных в одном корпусе, называют раздельно-совмещенным искателем (рис. 7) [14].
Для предотвращения передачи зондирующего импульса от излучающего преобразователя к приемному в таком искателе устанавливают экран. Искатели с углом р = 4 —:9 и [1 = 29" часто выполняют раздельно-совмещенными (рнс. 7). Рис. 7. Искатели: а — прямой; б — наклонный; е раздельно-совмещенный для возбуждения и приема продольных волн: е — то же, головных волн: ! — ньезоэлеитрический преобразователь; Š— демнфер;  †. корпус; е . протектор;  — призма; б экран Классификация искателей и их основные характеристики определены ОСТ 25391 — 73 [10]. Акустический контакт искателя с изделием обеспечивают заполнением контактирующей средой пространства между плоскостью искателя и поверхностью изделия (контактной поверхностью).
В зависимости от толщины слоя контактирующей среды различают контактный, щелевой и иммерсионный способы акустического контакта [3]; При иммерсионном, в отличие от контактного и щелевого способов, толщина контактирующего слоя превышает половину длины волнового пакета в нем. Вблизи излучателя, на участке длиной гб (ближняя зона), волна распространяется без расхождения, а амплитуда поля как вдоль оси пучка„так и по его сечению претерпевает осцилляции. При этом 80% энергии сосредоточено в пределах цилиндра, ограниченного контуром преобразователя. В дальней зоне, расположенной за ближней, поле приобретает форму усеченного конуса с углом фр. Прямую, соединяющую в дальней зоне точки поля с максимальной амплитудой, и продолжение ее в ближней зоне назывщот акустической осью искателя. Точка пересечения акустической оси с рабочей гранью искателя образует точку выхода луча.
Угловое распределение амплитуды поля в дальней зоне описывается нормированной диаграммой направленности Ф (ф). Угол ф отсчитывают от акустической оси, а за единицу принимают амплитуду поля на ней: где /, — символ цилиндрической функции Бесселя первого порядка. Графическое представление функции (7), по которому может быть рассчитана диаграмма направленности для заданного соотношения ай, дано в [3, 11].
Центральная часть диаграммы в пределах углов ф, соответствующих 0 ч Ф (ф)ч 1, образует основной лепесток, в котором сосредоточено — 80% излучаемой энергии. Диаграмма направленности наклонного искателя будет задана, если даны диаграмма Ф (и) в плоскости падения луча или Ф (ф) и угол наклона акустической оси ае (рис. 8), а также диаграмма Ф„ (ф) в плоскости, нормальной к плоскости падения луча. Для поперечной волны диаграмма Ф (ф) сужается с увеличением произведения а/ до 20 мм МГц и о!„а также с уменьшением р; она может быть рассчитана на ЗВМ по формулам работы [5] илн определена экспериментально по методике, описанной в работе [3]; основной лепесток диаграммы Ф (ф) аппроксимируется выражением Ф (ф) ~ сов (яф/5фс), где фа — половина угла раскрытия основного лепестка на уровне 0,8; определяется по графикам работы [3] или экспериментально по стандартному образцу № 2 (нли 2А) [3].
Диаграмма Ф„(ф) не зависит от угла р и может быть рассчитана по выражению (7). В практике дефектоскопии для приближенного расчета поля нак-онных искателей действительный преобразователь радиусом а, расположенный в материале призмы на расстоянии г, от границы ее с металлом, заменяют мнимым преобразова- 410 411 А ппаратура Параметры искателя Размеры призмы Параметры искателя при контроле изделий из стали о с, Лб Дь дц 1), гра- дусы МГц градусы мм 40 !3 50 2,4 3,5 14,5 5,8 1,8 15 55 30 4,5 4,7 3,5 7,2 75 55 45 55 д д') !О 40 50 15 2,5 7,7 4,5 5,3 2,5 50 35 15 12 66 3,7 6,5 2,5 2,7 5,9 53 35 70 5,0 1,6 1,7 4,7 50 20 65 3,5 3,0 7„8 6,5 2,7 5,9 АППАРАТУРА 5,0 10 20 70 4,5 3,0 1,3 1,5 4,2 и тьс П СОЗ аО ° ду — Г 11 созр ' с совр Геубона нентаеея Ноаабонаты бетаном ах!7, гб = — 1 Нб = (гб — Ьг) соз ао( с!2 тсе она оубстботееьнасть сатомнтатоа) Акустические методы контроля качества сварньп соединений 3. Размеры и параметры типовых наклонных искателей телем в виде эллипса с радиусами а и а„расположенным в контролируемом ме- талле на расстоянии Аг от упомянутой границы (рис.
8) 13, 141: с с !р агсз1п 0 61 12 сро — агс81п 0 21 12 п17' ' В табл. 3 приведены размеры типовых искателей с призмой из органического стекла и их параметры. Диаграмма направленности искателя в режиме приема аналогична диаграмме Ф (!р) в режиме излучения. Диаграмма направленности в режиме излучение — прием соответствует Фз (!р). Диаграмма направленности определяет форму огибающей амплитуд эхо-сигналов от отражателя, полученной в процессе перемещения искателя. Угол между нормалью к поверхности изделия и линией, соединяющей центр ненаправленного отражателя с точкой выхода луча при положении искателя, соответствующем максимуму эхо-сигнала, называют углом ввода луча и обозначают а (рис.
9). Угол а в общем случае меньше ао. Разница Аа = ао — а тем больше, чем больше затухание УЗК на пути до отражателя; эта разница определяется по номограмме (3). В практике, за исключением контроля швов большой толщины, принимают сс = ао. Угол ао в общем случае не равен углу ас, рассчитываемому по выражению Снеллнуса: ао > ас при ас < асоь) ао = ас при ас — асаь н ссо < с'о прн ас > асоь, где асоь — угол, при котором значение се)тчз максимально. Рис.
9. Схема (а) и зависимости (б), иллюстрирующие соотношение уг лов ас,ао на: 1 — искатель; 2 — основной лепесток диаграммы направленности; б — акустическая осел 4 — ненаправленный отраькателы б — огибающая амплитуд зхо-сигналов; б— ас 1й)' 7 — ао 1й) при о1 = 15 мм МГц; б — а,1Р) нрн а) = 5 мм МГц Угол ао Рассчитывают 13, 51 или измеРЯют по стандаРтномУ обРазцУ № 2 (или № 2А) (3].
Угол ввода луча выбирают таким, чтобы обеспечить прозвучнвание шва акустической осью прямого или однократно отраженного луча. В комплект аппаратуры входят: ультразвуковой импульсный дефектоскоп; искатели; стандартные и испытательные образцы; вспомогательные приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования. Ультразвуковые дефектоскопы. Функциональная схема дефектоскопа приведена на рнс.
10. Возбудитель пьезопреобразователя генерирует высокочастотные электрические зондирующие импульсы, подаваемые на преобразователь искателя, импульсы синхронизации работы генератора развертки и глубиномера, а также импульсы экспоненциальной формы для автоматической регулировки ко- Рис. 10. Функциональная схема ультразвукового дефектоскопа: ВП возбудитель пьезопреобразователи; ГМ вЂ” глубиномер: ГР— генератор развертки. ГСИ вЂ” генератор селектирующих импульсов; УВЧ вЂ” усилитель высокой частотыб Д детеитор; 7СС вЂ” каскад совпадений; ВУ вЂ”. видеоусилитель; ЛЗ вЂ” линия задержки! А маркерный импульс глубииомера 413 Акустические методы контроля качества сварных.
соединений 412 Основные параметры ультразвукового контроля эффицнента усиления усилителя высокой частоты (УВЧ). Амплитуду и длитель. ность этого импульса регулируют с помощью ручки временной регулировки чувствительности (ВРЧ). Введение системы ВРЧ способствует ослаблению перегрузки УВЧ при воздействии зондирующего импульса н уменьшает мертвую зону.
Амплитуду продетектнрованных сигналов на выходе видеоусилителя с каскадом совпадений регулируют аттенюатором, используемым также для относительного измерения амплитуд эхо-сигналов, а в ряде дефектоскопов — и специальной ручкой «чувствительность». В детектор или в видеоусилитель обычно встраивают регулятор отсечки шумов (ручка «Отсечка»).
Видеоусилитель — каскад совпадений — предназначен для временной селекции эхо-сигналов, поступающих с детектора, и усиления их до величины, достаточной для наблюдения на экране электронно-лучевой трубки и срабатывания дополнительных индикаторов, Принцип временной селекции состоит в том, что видеоусилитель — каскад совпадений обычно закрыт и открывается лишь на время, в течение которого ожидаются эхо-сигналы от возможных дефектов, расположенных в выбранном для контроля слое.
Время открытого состояния каскада совпадений определяется временем задержки 1, и длительностью 1, селектирующего импульса, вырабатываемого генератором напряжения развертки. Длительность 1, регулируется ручкой «Глубина контроля», а временное положение селектирующего импульса, т. е.
время (з его задержки относительно зондирующего импульса, — временем задержки синхроимпульса в линии задержки ЛЗ при работе в режиме «От поверхности», равным времени прохождения ультразвука через призму искателя, или временем задержки того же импульса в глубнномере, устанавливаемым ручкой «Координаты дефектаы Применение двух режимов работы генератора напряжения развертки позволяет <рассматривать» на экране электронно-лучевой трубки лишь ту часть пути ультразвукового импульса, которая проходит через контролируемый участок шва.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
