5-1 Ультразвуковой эхо-дефектоскоп

Ультразвуковые дефектоскопы

Эхо-импульсный дефектоскоп предназначен для обнаруже­ния дефектов типа нарушения сплошности, оценки их размеров и определения глубины (координаты) их залегания. Основными параметрами сигнала, подлежащими оценке с помощью дефектоскопа, являются амплитуда эхо-сигнала и время пробега.

Дефектоскопы чаще всего разрабатываются в расчете на перемещение преобразователя вручную (ручной контроль), поэтому приборы такого типа носят название "ручной дефектоскоп".

Основные функциональные узлы ультразвукового эхо-импульсного дефектоскопа приведены на схеме.

Упрощенная структурная схема эхо-импульсного дефектоскопа

1. Синхронизатор

2. Генератор горизонтальной развертки

3. Генератор импульсов возбуждения

4. Пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП)

5. Приемное устройство

6. Электронно-лучевая трубка

Синхронизатор дефектоскопа управляет генератором импульсов возбуждения излучателя и генератором горизон­тальной развертки, синхронизируя начало горизонтального отклонения луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с моментом излучения зондирующего импульса в контролируемое изделие. После отражения от поверхности дефекта акустический импульс преобразуется ПЭП в электри­ческий сигнал, который поступает на вход приемного устройства. Аттенюатор (ослабитель) приемного устройства служит для калиброванного изменения коэффициента передачи приемного устройства с целью регулировки чувствительности дефектоскопа. Сигнал с выхода аттенюатора усиливается до необходимого уровня высокочастотным усилителем, детектируется и регистрируется ЭЛТ как вертикальное отклонение луча, пропорциональное амплитуде сигнала.

Горизонтальное отклонение луча (развертка) происходит с помощью генератора горизонтальной развертки, при этом длительность развертки пропорциональна времени пробега акустического импульса от излучателя до приемника. Так как время пробега пропорционально расстоянию до отражателя, то развертка луча может быть откалибрована в единицах длины.

Такой принцип регистрации сигналов, получаемых в какой-либо одной точке приема, называется изображением типа А (А-развертка или А-скан). Анализируя А-скан, оператор-дефектоскопист принимает решение о наличии в изделии дефекта (отражателя) и его местоположении относительно излучателя и приемника.

Заметим, что возможны другие формы отображения информации, получаемой при перемещении (сканировании) приемника по поверхности контролируемого изделия, т. е. в случаях, когда необходимо показать совокупность сигналов, регистрируемых в нескольких точках приема.

Для отображения совокупности сигналов, получаемых при перемещении приемника по поверхности контролируемого изделия вдоль прямой линии, используется изображение типа В (В-развертка или В-скан). Это изображение состоит из совокупности строк, причем каждой строке соответствует определенное положение приемника на линии сканирования, т. е. каждой строке изображения соответствует свой акустический луч. Амплитуде сигналов в каждой точке луча соответствует яркость точек на строках изображения.

Для индикации совокупности сигналов, получаемых при растровом сканировании, т. е. при перемещении приемника по параллельным прямым линиям, используется изображение типа С (С-развертка или С-скан). Это изображение состоит из совокупности строк, в которой каждой строке соответствует в определенном масштабе одна линия перемещения приемника. Яркость точек на строках изображе­ния типа С соответствует амплитудам наибольших сигналов, которые регистрируются приемником в соответствующих точках поверхности контролируемого изделия.

Изображение типа А широко используется как в дефекто­скопах ручного контроля, так и в автоматизированных системах. Для создания изображений типа В и С необходимы специальные механические устройства сканирования, что затрудняет использование этих типов отображения информа­ции при ручном контроле.