Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
А- АБ АВ АГ АД АЗ АК АЛ АМ АН АП АР АС АТ АУ АФ АЦ АЭ

Акустическое поле - преобразователь

 
Акустическое поле преобразователя рассматривается обычно при работе преобразователя в режимах излучения, приема и в совмещенном режиме.
Параметры акустического поля преобразователя подробно рассмотрены в подразд.
Схема построения мнимого излучателя-приемника УЗК.| Схема отклонения центрального луча ( кривые /, 2, соответствующего максимуму амплитуды сигнала, от акустической оси ( кривая 3 для преобразователя с плексигласовой призмой, излучающего в сталь. Ц 3 е а. Б мм - МГц. 2 - а - 15 мм - М Г. Приближенное представление акустического поля преобразователя является достаточно точным лишь когда угол Р не приближается к критиче.
Используем теорию акустического поля преобразователя ( см. разд. Угол ДВ соответствует углу раскрытия в призме, для которого амплитуда сильно ослабляется ( на 20 дБ) относительно центрального луча в режиме излучения - приема.
Схема отклонения центрального луча, соответствующего максимуму амплитуды сигнала, от акустической оси для преобразователя с плексигласовой призмой, излучающего в сталь. / - д / 5 мм МГц. 2 - а / 15 мм МГц.| Основной лепесток диаграммы направленности излучения-приема преобразователя с плексигласовой призмой в плоскости падения при о / 15 мм - МГц. Приближенное представление акустического поля преобразователя является достаточно точным, лишь когда угол р не приближается к критическим углам р1 и рп.
Схема отклонения. центрального луча, соответствующего максимуму амплитуды сигнала, от акустической оси для преобразователя с плексигласовой призмой, излучающего в сталь. 1 - af 5 мм МГц. 2 - af 15 мм - МГц.| Основной лепесток диаграммы направленности излучения-приема преобразователя с плексигласовой призмой в плоскости падения при а / 15 мм - МГц. Приближенное представление акустического поля преобразователя является достаточно точным, лишь когда угол Р не приближается к критическим углам р1 и рп.
Схема расчета поля преобразователя с акустической задержкой ( призмой. Простой способ расчета акустического поля преобразователя с задержкой основан на введении мнимой пьезопластины, которой заменяют действительную. Принцип замены состоит в том, что для каждого элементарного источника действительного излучателя А ( рис. 1.36, а) строят расходящийся пучок лучей с учетом преломления на границе призма - ОК.
Изыскивают пути сжатия акустического поля преобразователя, устранения немонотонности в ближней зоне и боковых лепестков.
Поскольку / зависит от ширины акустического поля преобразователя, эта величина изменяется вдоль акустической оси. Следует использовать ее минимальное значение в пределах пути УЗ в изделии.
Для улучшения выявляемое дефекта на фоне структурных шумов акустическое поле преобразователя следует максимально сконцентрировать в зоне предполагаемого расположения дефекта. Если дефект находится в дальней зоне, по возможности сужают диаграмму направленности, увеличивая диаметр преобразователя. Если дефект попадает в ближнюю зону преобразователя, рекомендуется применять фокусировку ультразвука. Полезно также уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколо-образной формы, продольные волны вместо поперечных ( для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи. Выявляемость дефектов на фоне структурных шумов облегчается при использовании системы ВАРУ и компенсированной отсечки в усилителе дефектоскопа.
Для улучшения выявляемое дефекта на фоне структурных помех акустическое поле преобразователя следует максимально сконцентрировать в зоне предполагаемого расположения дефекта. Если дефект находится в дальней зоне, по возможности сужают диаграмму направленности, увеличивая диаметр преобразователя. Если дефект попадает в ближнюю зону преобразователя, рекомендуется применять фокусировку ультразвука. Полезно также уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколообразной формы, продольные волны вместо поперечных ( для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи.

При контроле может возникнуть ситуация, когда в акустическое поле преобразователя попадает несколько дефектов.
Протяженным считают отражатель, пересекающий всю зону эффективного действия акустического поля преобразователя. Если отражатель находится в ближней зоне преобразователя, то условие протяженности: размер дефекта больше диаметра преобразователя.
К формированию структурных помех. Средний уровень структурных помех определяют, используя энергетическое представление акустического поля преобразователя. Вычисляют сигнал, приходящий от элемента пространства, расположенного вокруг некоторой точки В.
Средний уровень структурных помех определяют, используя энергетическое представление акустического поля преобразователя.
Управление акустическим полем с помощью ФР. Последнее вызывает соответствующее изменение давления пьезопластины на призму наклонного преобразователя и формирование акустического поля преобразователя.
Из табл. 2.7 видно, что в зависимости от значения и, формы отражателя, зоны акустического поля преобразователя, в которой отражатель расположен, отношение сигнал / помеха с повышением частоты может как увеличиваться, так и уменьшаться.
Таким образом, необходимым условием для реализации статистических методов обнаружения сигнала дефекта в присутствии структурных помех является обеспечение таких изменений в акустическом поле преобразователя, при которых помехи оказывались бы слабокоррелированными, а сигналы от дефекта оставались сильно коррелированными.
Измерение размеров дефектов выполняют весьма приближенно в связи с тем, что эти размеры обычно соизмеримы с длиной волны ультразвука и шириной акустического поля преобразователя. Существует три основных способа оценки размеров дефектов. Первый связан с измерением максимальной амплитуды эхосигнала от дефекта, второй - с определением положения крайних точек дефекта по изменению амплитуды эхосигнала, третий - с измерением координат крайних точек по максимуму эхосигнала.
С р е д н и и у р о в е н ь с т р у к т у р н ы х п о м е х определяют, используя энергетическое представление акустического поля преобразователя. Вычисляют рассеяный сигнал, приходящий от элемента пространства, расположенного вокруг некоторой точки В, Затем полученное выражение интегрируют по всей области пространства, занимаемой в данный момент времени УЗ-импульсом. Обычно учитывают только волны одного типа - продольные или поперечные.
При контроле прямым преобразователем А 2 Я / 2; 62 6 / 2; D 1, а при контроле наклонным - Я2 - A fa и 62 62 - Формулы справедливы для отражателей, размеры которых меньше размеров неоднородностей акустического поля преобразователя. Это означает, что изменение амплитуды поля излучения-приема преобразователя не должно превышать 20 % в области, соответствующей диаметру d диска, длине / короткого цилиндра или ширине / полосы. Значения максимально допустимых диаметров сферы и цилиндра, для которых справедливы приведенные формулы, значительно больше, но точно не установлены.
Фазированная решетка. Аналогичные электрические временные задержки для каждого элемента вводят в приемный тракт. Изменяя сдвиг фазы, управляют акустическим полем преобразователя. Иногда также изменяют амплитуды сигналов, подаваемых и снимаемых с различных элементов. ФР применяют для изменения угла ввода, регулировки ширины диаграммы направленности, подавления боковых лепестков, фокусировки.

Эти законы - разные для отражателей различной формы и размеров. Разнятся также закономерности для разных преобразователей и зон акустического поля преобразователя ( см. разд.
При неизменных условиях излучения и приема упругих волн структурная помеха полностью коррелирована в одинаковые моменты времени различных периодов посылок зондирующих импульсов, что исключает возможность непосредственного применения статистических методов. Необходимым условием для использования этих методов является обеспечение таких изменений в акустическом поле преобразователя, при которых корреляция помех снижается, а сигналы от дефекта остаются сильно коррелированными.
Фазированной решеткой ( ФР) называют преобразователь в виде излучающих и принимающих УЗ элементов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Аналогичные электрические временные задержки для каждого принимающего элемента вводят в приемный тракт. Изменяя сдвиг фазы, управляют акустическим полем преобразователя.
Каждый преобразователь, подключенный к системе контроля, проходит предварительную аттестацию на образце типа СО-2. Специальная автоматическая установка обеспечивает перемещение преобразователя вдоль образца. В памяти ЭВМ фиксируются происходящее изменение амплитуды ( это характеризует акустическое поле преобразователя), форма и частотный спектр УЗ-импульсов, чувствительность. Эти данные составляют индивидуальный паспорт преобразователя. Они вводятся в память компьютера установки Авгур и используются при обработке результатов контроля сварного шва данным преобразователем. Компьютер корректирует данные, поступающие для голографической обработки, с учетом индивидуальных особенностей преобразователя, в результате после обработки эти данные для любого преобразователя становятся одинаковыми.
Время пробега эхосигнала. Согласно теории, если затухание УЗ в материале ОК мало, то временной интервал для цилиндрического отверстия возрастает линейно с увеличением глубины. Отклонение от линейности некоторых кривых ( например, 2 5; 65, см. рис. 3.19) вызывается недостаточной величиной стрелы наклонного преобразователя. Дифракция УЗ-волн на угле А ( см. рис. 2.15) искажает акустическое поле преобразователя.
Отражатели, смещенные по отношению к оси преобразователя, и наклонные отражатели. Применение формул имеет ряд ограничений. Формулы приведены для прямого совмещенного преобразователя. В случае преобразователей с акустическими задержками вводят мнимые излучатель и приемник, как показано при расчете акустического поля преобразователя.
При контроле нормальным преобразователем два отмеченных вида погрешностей четко разделяются. Погрешность в определении положения преобразователя соответствует ошибке в оценке участка поверхности, под которым залегает дефект, а погрешность последующего измерения пути ультразвука. ОК соответствует ошибке в оценке глубины залегания дефекта под поверхностью. Однако искажение акустического поля преобразователя и нестабильность акустического контакта могут привести к ошибкам в определении достижения максимума. Если нестабильность акустического контакта изменяет амплитуду на 20 %, то центр преобразователя может расположиться в пределах области, где амплитуда эхосигнала составляет 0 8 от максимума.
Акустическое поле излучения преобразователя определяется давлением, которое создается преобразователем и действует на элементарный приемник, помещенный в произвольной точке пространства перед преобразователем. Будем считать длительность излучаемых акустических импульсов настолько большой, что при исследовании акустического тракта колебания можно полагать непрерывными гармоническими. Вместе с тем будем считать импульсы настолько короткими, что процессы излучения и приема происходят в разные интервалы времени. Влияние малой длительности на акустическое поле преобразователя учитывается в виде поправок.
Иное положение складывается при УЗ-контроле. Взаимное положение рас-сеивателей в твердом теле не меняется во времени. При неизменных условиях излучения и приема упругих волн структурная помеха полностью коррелирована в одинаковые моменты времени различных периодов посылок зондирующих импульсов, что исключает возможность непосредственного применения статистических методов. Условием использования этих методов является обеспечение таких изменений в акустическом поле преобразователя, при которых корреляция помех снижается, а сигналы от дефекта остаются сильно коррелированными. Способы практического решения задачи различаются прежде всего выбором изменяемого параметра акустического поля.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11