27. Ршх пэп. Причины возникновения шумов преобразователей и способы их уменьшения.

Реверберационно-шумовая характеристика (РШХ) — зависимость амплитуды реверберационных шумов преобразователя от времени — характеризует возможность выявления дефектов, расположенных вблизи поверхности («мертвая зона»), и измеряется длительностью от начала развертки при заданном коэффициенте усиления дефектоскопа. РШХ зависит, прежде всего, от коэффициента затухания волн в демпфере и призме.

С целью уменьшения РШХ применяют раздельно-совмещенные прямые и наклонные преобразователи.

Выбор ПЭП определяется конструкцией объекта, наиболее вероятным местоположением и ориентацией дефекта, наличием ложных сигналов и т.п. Поэтому промышленностью выпускаются различные типы ПЭП.

Задача снижения шумов преобразователя. Шумы преобразователя определяются реверберационно-шумовой характеристикой, т.е. временной зависимостью отношения электрического напряжения на преобразователе к амплитуде электрического напряжения эхоимпульса от определенного отражателя, измеренной при нормированных электрической и акустической нагрузках преобразователя. Параметрами РШХ являются: длительность РШХ _a, т.е. временной интервал, в котором она превышает заданный уровень N; уровень шумов, т.е. наибольшая амплитуда шумов в заданном временном интервале. Главным источником шумов преобразователя являются многократные отражения ультразвука в протекторе, демпфере и др. элементах. Их длительность не должна превосходить длительность ложных сигналов, которые могут появиться в результате отражений от элементов конструкции преобразователя.

28. Что такое поле излучения преобразователя и чем оно характеризуется? Диаграмма направленности.

Для любого вида преобразователей его акустическое поле излучения определяется давлением или компонентами тензора напряжения, создаваемых преобразователем и действующих на точечный приемник в произвольной точке пространства перед преобразователем. По аналогии, поле приема определяется сигналом приемного преобразователя при действии на него точечного излучателя, помещенного в некоторой точке пространства. Поле излучения - приема характеризуется средним значением амплитуды акустического сигнала на приемном преобразователе, возникающего в результате отражения излучения того же преобразователя от точечного рефлектора, помещенного в некоторой точке пространства и рассеивающего падающие волны равномерно по всем направлениям. Поскольку поле приема пропорционально полю излучения, поле излучения - приема пропорционально квадрату поля излучения.

Акустической осью нормального преобразователя называют перпендикуляр к его излучающей (принимающей) поверхности, восстановленный в геометрическом центре тяжести площади пьезопластины. На достаточно большом расстоянии от преобразователя при равномерном синфазном излучении звука всеми точками его поверхности акустическая ось совпадает с направлением максимума поля излучения, называемого центральным лучом.

Поскольку в практике акустического контроля наибольшее применение нашли дисковые пьезопреобразователи, рассмотрим его поле излучения более подробно.

Обычно поле изображают в виде диаграммы направленности, характеризующей изменение поля в зависимости от угла между направлением луча и акустической осью. За единицу принимают амплитуду на акустической оси. Часть диаграммы направленности, в пределах которой амплитуда уменьшается до нуля от единицы, называют основным лепестком. Диаграмма направленности в дальней зоне определяется выражением

(2.15)

гдеJ₁- функция Бесселя первого порядка; q - угол между направлением луча и акустической осью. Раскрытие основного лепестка определяется выражением

(2.16)

Обычно за нижнее значение амплитуды основного лепестка принимают величину 0,1. Раскрытие лепестка на этом уровне

(2.17)

В пределах основного лепестка диаграммы сосредоточено около 85% энергии поля. Вне основного лепестка диаграмма имеет вид боковых лепестков, уровень которых определяется отношением поля на акустической оси к максимальной величине поля вне основного лепестка. В случае излучения коротких импульсов минимумы поля между лепестками сглаживаются.