27. Помехи при эхо-методе контроля и способы их уменьшения.

При контроле эхо-методом различают следующие виды помех.

Электрические или акустические помехи. Эти помехи случайны во времени. Первые из них связаны с работой контактных устройств, а вторые возникают в результате трения или ударов по контролируемому объекту (особенно при контроле в динамике).

От данных помех можно отстроится экранированием прибора и преобразователей, стробированием времени прихода эхо-импульсов от дефекта, а также повторным зондированием зоны контроля.

Помехи приемника дефектоскопа, связанные с шумами усилительного тракта. Для их подавления используют дифференциальные схемы в усилителях, снижают входное сопротивление в предусилителе. Снижают коэффициент усиления, но увеличивают амплитуду генератора зондирующих импульсов и коэффициент преобразования преобразователя.

Шумы преобразователя. Они возникают в результате многократного отражения волн в пьезоэлементе, протекторе, жидком слое. При удалении от зондирующего импульса эти помехи исчезают. Для борьбы с шумами существуют специальные методы, основанные на подборе конструкций, размеров, материала отдельных элементов преобразователя и на их согласовании. Наименьшим уровнем помех обладают раздельно-совмещенные преобразователи.

Ложные сигналы. Они возникают в результате отражения от выступов, выточек, отверстий и других элементов формы изделия. Эти сигналы мешают выявлению дефектов на отдельных участках линии развертки, не влияя на общий уровень чувствительности. Выделение ложных сигналов может быть произведено путем сопоставления формы изделия с разверткой на ЭЛТ. Зоны контроля могут быть выделены стробимпульсами. Практически выделить ложный сигнал можно, изменив его амплитуду при нажатии на точку, в которой отражается луч или через которую он проходит.

Структурные помехи. Они связаны с рассеянием ультразвука на структурных неоднородностях, зонах с крупными зернами материала. Данные помехи часто называют структурной реверберацией. В зависимости от фаз отдельных сигналов они могут взаимно усилить или ослабить друг друга. При этом вследствие случайного соотношения фаз колебаний структурные помехи имеют вид четких импульсов, на фоне которых затруднено выявление дефектов. Особенностью этих помех является наличие очень большого количества импульсов на всей линии развертки или на значительном участке. Структурные помехи являются основным фактором, ограничивающим чувствительность ультразвукового контроля. Для улучшения выявляемости дефектов 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 размер пьезопреобразователя. Если в ближней зоне, рекомендуется применять фокусировку ультразвука. Выявляемость повышается при использовании ВРЧ и отсечки шумов прибора. Кроме того, следует уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколообразной формы, продольные волны вместо поперечных (для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи.

Перспективным направлением улучшения выявляемости сигналов от дефектов на фоне структурных шумов является корреляционная обработка сигналов. Для создания возможности такой обработки необходимо варьировать какой-либо параметр контроля, по-разному влияющий на сигнал и шумы контролируемого изделия, например, изменять диаметр преобразователя, частоту, длительность импульса.

Отражение от галтелей, выточек или валика сварного шва

Дифракционное рассеяние на ребре двухгранного угла

Отражения от участков поверхности вала, на которую напрессована втулка

При контроле продольными волнами изделия с отверстием или выточкой вблизи боковой поверхности помимо прямого отражения от отверстия (положение преобразователя 1), будут также наблюдаться сигналы в положениях преобразователя 2 и 3 в результате двойного отражения от отверстия и боковой поверхности.

При контроле продольными волнами цилиндрических изделий по боковой поверхности помимо сигнала, соответствующего лучу, прошедшему по диаметру путь d (в одном направлении), будут наблюдаться сигналы, испытавшие двукратное отражение от стенок цилиндра

При контроле длинных изделий небольшого поперечного сечения сигнал, отраженный от двугранного угла, может суммироваться с донным сигналом и изменить его амплитуду.

Сигнал, непосредственно отраженный от дефекта, и сигнал, однократно отраженный от стенки изделий, дефекта и вернувшийся назад к преобразователю суммируются.