16. Ввод узк с помощью прямого пэп

В реальных устройствах пьезопреобразователь состоит из отдельных конструктивных эле­ментов, пьезопластина не соприкасается непосредствен­но с контролируемым изделием.

Рис. 29. Ввод ультразвуковых колебании с помощью прямого (α=0°) преобразователя

В прямых преобразователях (а = 0°) между пьезоэ-лемептом и поверхностью контролируемого изделия на­ходится протектор (рис. 29), выполняющий функции:

- защиты пьезоэлемента от износа;

- улучшения согласования пьезоэлемента с конт­ролируемым изделием;

- улучшения акустического контакта.

Естественно, при прохождении ультразвуковых колебаний через протектор с толщиной h_п затрачивается определенное время t_п (время в протекторе), которое необходимо учитывать при точном определении глуби­ны залегания дефекта

h = с * (t-2t_п)/2.

Обычно толщина протектора в прямых (α = 0°) пре­образователях, работающих в совмещенном режиме, со­ставляет 0,5—2,0 мм. При этом время t_п весьма мало (не превышает одной мкс) и во многих случаях может не учитываться.

17. Ввод узк с помощью наклонного пэп

Рис. 30. Путь ультразвуковых колебаний при наклонном вводе

При наклонном (рис. 30) вводе ультразвуковых колебаний пьезопластину в преобразователе помещают на специальную призму из органического стекла (или из другого звукопроводящего материала). В этом случае путь ультразвуковых колебаний складывается из пути в при­зме r_п и пути r в контролируемом изделии. Причем путь в призме искателя в зависимости от угла призмы β (что аналогично углу ввода колебаний α) составляет несколь­ко (от 4 до 9) мм, а двойное время пробега ультразвуко­вых колебаний по призме ПЭП 2t_п – от 3 до 8 мкс. При определении (расчете) координат дефектов пренебреже­ние этой величиной недопустимо. Поэтому точное выра­жение для расчета глубины залегания дефекта при на­клонном вводе ультразвуковых колебаний предусматри­вает вычитание из измеренного значения времени t ве­личины задержки в призме 2t_п

h = [с *(t-2t_п) * cosα]/2.

Для упрощения процедуры измерения координат выявленных дефектов в рельсовых дефектоскопах предусматривается аппаратное вычитание времени 2t_п, т. е. в дефектоскопе производится компенсация (вычитание) времени задержки ультразвука в призме электронными средствами.

Первичными измеряемыми характеристиками сигна­лов от дефектов при эхо-импульсном методе ультразву­кового контроля являются:

- максимальная амплитуда U_э эхо-сигнала;

- временное положение t эхо-сигнала относитель­но зондирующего импульса.

Указанные параметры измеряют при расположении преобразователя в точке, где наблюдается наибольшая амплитуда эхо-сигнала от дефекта (рис.31), т. е. тогда, когда дефект озвучивается центральным лучом (осью) диаграммы направленности ПЭП.

Рис.31. К измерению характеристик эхо-сигналов

Амплитуду эхо-импульса на экране дефектоскопа можно измерять в вольтах или милливольтах. В дефек­тоскопии не применяют измерение абсолютного значения амплитуды. Обычно амплитуду сигнала от дефекта сравнивают с амплитудой эхо-сигнала от искусственного отражателя заданной геометрической формы, чаще всего – цилиндрического сверления в специальном (стандартном) образце. Для удобства это сравнение произво­дится не в разах U₁/U₂ , а в децибелах

N = 20-lg[U₁/U₂].

Временное положение t_э эхо-сигналов с помощью приведенных выше выражений для прямого и наклонно­го ПЭП пересчитывают в значения глубины h (или Н) залегания дефекта в мм. Как правило, линию развертки на экране дефектоскопа калибруют в мм глубины зале­гания дефекта.