66. Импедансный метод контроля. Основы метода, аппаратура, возможности и область применения.

Метод основан на зависимости полного механического сопротивления (импеданса) участка контролируемого объекта от качества соединения между собой отдельных его элементов. Зона дефекта определяется по изменению механического импеданса контролируемого объекта в месте касания с преобразователем. Посредством преобразователя в изделии возбуждаются изгибные колебания звуковых частот. Механическим импедансом z называется отношение возмущающей силы F к вызываемой ею колебательной скорости  частиц среды в зоне приложения силы, т.е. z = F / . Сила является гармонической. С учетом того, что величины z, F и  являются комплексными, механический импеданс записывается в виде

, где R и X – активная и реактивная составляющие,  = arctg (X / R).

В качественных местах многослойной конструкции импеданс определяется всеми слоями, т.е. все изделие колеблется как единое целое. При этом модуль имеет относительно большую величину. Если же преобразователь расположен под дефектной зоной в виде расслоения или непроклея, то не приклеенный к внутреннему листу участок обшивки будет колебаться, как зажатый по контуру диск, независимо от всей конструкции. Поскольку жесткость обшивки меньше жесткости всей конструкции, импеданс, а следовательно и сила реакции на преобразователь, резко уменьшаются. Механический импеданс сложным образом зависит от размеров, плотности, упругих свойств материалов и степени затухания колебаний в изделии.

Изменение импеданса z можно зафиксировать по изменению коэффициента передачи Р или угла сдвига фаз  между напряжениями на пьезоэлементах преобразователя. Соответственно с этим различают амплитудный, фазовый и амплитудно–фазовый варианты импедансного метода

Аппаратура. Для контроля используется дефектоскоп АД–40И, позволяющий реализовать амплитудный и амплитудно фазовый варианты метода . Он имеет стрелочный индикатор для выбора режимов контроля, настройки и оценки результатов. Дефектоскоп снабжен набором преобразователей ПАДИ с различными резонансными частотами.

Параметры контроля. Чувствительность импедансного метода определяется параметрами контролируемого изделия: жесткостью обшивки, модулем упругости внутреннего элемента, шероховатостью и кривизной поверхности и др. Чувствительность метода ограничивается такими факторами, как разброс значений механических импедансов в бездефектных зонах и упругое сопротивление зоны контакта преобразователя с изделием.

67. Велосимметрический метод контроля. Основы методов, аппаратура, возможности и область применения.

Велосимметрический метод, основанный на анализе влияния дефектов на скорость распространения упругих волн в изделии и длину пути волн между излучателем и приемником колебаний.

В велосиметрическом методе используется зависимость скорости распространения, например изгибных волн в пластине от толщины этой пластины. Наличие расслоения внутри какого-либо слоя или наличие зоны нарушения склейки между слоями может рассматриваться как резкое уменьшение толщины изделия. В таком месте скорость распространения изгибных волн, возбужденных вибратором, уменьшается, что отмечается приемником по изменению фазы волны в точке приема. При этом с увеличением толщины изделия фазовая скорость с возрастает, стремясь к скорости c_R рэлеевской волны (при f=const). Таким образом, велосиметрический метод по существу является фазовым методом. Работа ведется на частотах 20..70 кГц, посредством сухого контакта.

Зависимость скорости распространения волн от толщины пластины

Аппаратура: Для реализации велосиметрического метода серийно выпускаются приборы: УВФД-1, АД-10У и др.

Область применения: Данный метод широко используется для контроля многослойных конструкций, в которых отдельные слои выполнены из неметаллических материалов (слоистых пластиков), обладающих гигроскопичностью и высоким значением .

В озможности и недостатки: Излучатель и приемник могут располагаться на одной поверхности изделия на расстоянии l в несколько десятков мм друг от друга. Метод позволяет выявить дефекты площадью от 2 10^-4 до 15 10^-4 м²до максимальной глубины залегания 0,025 м.

Н едостатком контроля при одностороннем доступе является наличие мертвой зоны, прилегающей к поверхности, противоположной поверхности ввода колебаний и составляющей 20..40% толщины изделия. В связи с этим целесообразно по возможности применять раздельные излучатель и приемник продольных волн, располагая их соосно по обе стороны изделия. Волна, встречая на своем пути дефект, огибает его и, проходя при этом больший путь, приходит к приемнику колебаний с отставанием по фазе по отношению к волне, прошедшей через бездефектный участок. Мертвая зона в этом случае отсутствует.

Схемы реализации велосиметрического метода контрля

По сравнению с методом свободных колебаний велосиметрический метод более чувствителен и показания приборов более стабильны.