6.2. Методи відлуння в дефектоскопії
З методів відлуння найбільшою популярністю користуються луномпульсні методи. Їх ще можна назвати методами ультразвукової ехолокації, у зв'язку з чим озвучуванння здійснюється короткими імпульсами ультразвукових коливань. Не виключена можливість використання в методі відлуння і псевдобезперервних ультразвукових коливань (тривалих цугів коливань), якщо не ставиться завдання ехолокації і виключається просторова реверберація.
6.2.1. Лунометод у дефектоскопії
Ознакою дефекту (в загальному випадку – відбивача) є луносигнал 3 на екрані дефектоскопа (рис. 6.3), одержаний в результаті відлуння зондувального випромінювання 1 від дефекту (відбивача) 2.
Рис. 6.3. Схема луноімпульсного методу: G – генератор зондуючих імпульсів; П – підсилювач сигналів відлуння; ВПр – суміщений випромінювач-приймач; ЗІ і ДІ – зондувальний і донний імпульси
Інформативними параметрами є величина прийнятого луносигналу (амплітуда) та інтервал часу вздовж осі часової розгортки, який в однорідному середовищі пропорційний глибині залягання відбивача.
Луноімпульсний метод набув найбільшого поширення в практиці ультразвукового контролю і візуалізації звукових полів, зокрема, в медичній інтроскопії, завдяки високій чутливості, простоті реалізації і універсальності. Проте існує досить складна залежність між амплітудою прийнятого сигналу і такими діяльними чинниками:
– амплітудою, формою і тривалістю випромінюваного сигналу;
– характеристиками напрямленості випромінювання-приймання;
– властивостями відбивача і його поверхні та його орієнтацією відносно акустичної осі;
– загасанням (поглинанням) і розсіянням ультразвуку в ОК;
– якістю акустичного контакту;
– затінюванням дефекту відбивачами, розміщеними на шляху проходження звуку.
Очевидно, що в об'єкті з паралельними поверхнями спостерігаються не тільки одне відлуння (луна) від нижньої поверхні, але за достатнього часу спостереження (довжини розгортки) – серія віддзеркалень з однаковими часовими проміжками (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Утворення серії донних імпульсів під час озвучування пластини:
1,2,3,4,5,6 – донні імпульси
Той факт, що багатократні відлуння послідовно зменшуються за амплітудою, пояснюється тим, що інтенсивність променя в часі зменшується через як загасання і розсіяння, так і розширення самого променя
Найхарактерніші випадки ультразвукового контролю і відповідні види сигналів на екрані дефектоскопів показано на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Схеми індикації на екрані ультразвукового дефектоскопа в імпульсному режимі: а – малий відбивач в ультразвуковому промені; б – декілька відбивачів, що не затінюють один одного відбивачів; в – великий відбивач, який повністю перекриває ультразвуковий промінь; г – великий плоский нахилений відбивач; д – похила донна поверхня, що не дає зображення донного сигналу на екрані; е – сильне загасання променя внаслідок структурного розсіювання, немає сигналів від відбивачів і від дна, видно тільки структурний шум («трава»).
Найпростіший
тип розгортки, використовуваний в
дефектоскопах, – це одновимірна часова
розгортка на екрані двовимірного або
растрового індикатора, на якій відображено
сигнали від дефектів (відбивачів) на
часовій осі при зондуванні ОК з однієї
установки випромінювача. Така розгортка
«час-амплітуда» може відображатися як
з
-модуляцією
(рис. 6.6, б),
так і з модуляцією яскравості (рис. 6.6,
в).
Сукупність
прилеглих один до одного А-сканів,
наприклад, уздовж осі х,
є двовимірним зображенням (зображенням
перетину ОК) з координатами
у разі лінійного сканування (рис. 6.6, д),
або з координатами
за секторного сканування (рис. 6.6, е).
Зображується В-скан,
як правило, з модуляцією яскравості.
Такі двовимірні розгортки використовують
в інтроскопах для медичної діагностики.
|
Рис. 6.6. Типи розгорток: а – сканування об'єкта; б – розгортка типу А з y-модуляцією; в – розгортка типу А з модуляцією яскравості; г – розгортка типу М; д – розгортка типу В із лінійним скануванням; е – розгортка типу В з секторним скануванням; ж – розгортка типу С
|
Сукупність А-сканів у просторі х, у (або В-сканів у просторі у) дає змогу будувати зображення що найменше в горизонтальному перетині ОК. Така розгортка є тривимірною (х, у, z) і відноситься до типу С. Для цієї розгортки не є принципово неможливим виконання зображення в будь-якому похилому перетині і навіть не обов'язково – у плоскому.
Можна застосовувати і комбіновані розгортки як, наприклад, типу в комбінації з розгорткою типу А або розгортку типу М як сім'ю еквідистантно розміщених у часі А-сканів з модуляцією яскравості під час озвучування з однієї установки перетворювача (рис. 6.6, б, г).
Луноімпульсний метод дозволяє реалізувати декілька типів розгорток і їх комбінацій.
Окрім зображеної на рис. 6.3 схеми методу, існують і його різновиди.