4.) Чувствительность эхо-метода контроля и способы её повышения. Что такое уровень чувствительности и какие уровни различают при реализации контроля?

Чувствительность аппаратуры и метода контроля. Чувствительностью называют параметр УЗ контроля, определяющий возможность выявления при контроле отражателей заданного размера. Функциональную характеристику параметра «чувствительность» называют уровнем чувствительности. Понятие уровней чувствительности широко используется в практической дефектоскопии. Различают следующие уровни чувствительности.

Опорным называют уровень чувствительности, при котором эхо-сигнал от искусственного или естественного отражателя в образце из материала с определенными акустическими свойствами или в контролируемом изделии имеет заданную высоту на экране дефектоскопа. Например, при настройке чувствительности часто используют эхо-сигнал от цилиндрического отверстия в образце СО-2. Уровень чувствительности, установленный при этом, называют опорным, а отверстие — опорным отражателем.

Контрольным называют уровень чувствительности, при котором производится измерение характеристик обнаруженных несплошностей и оценка их допустимости по предельным значениям характеристик (условной протяженности, высоте и др.). В некоторых документах этот уровень чувствительности называют уровнем фиксации или уровнем регистрации. Во многих случаях на контрольном уровне чувствительности фиксируют непротяженные несплошности.

Браковочным называют уровень чувствительности, при котором производится оценка допустимости обнаруженной несплошности по амплитуде эхо-сигнала В отечественных документах браковочный уровень обычно задают максимальными эквивалентными размерами отражателя, допустимого по техническим условиям на данное изделие. В некоторых зарубежных документах браковочный уровень задают превышением амплитуды эхо-импульса от дефекта над контрольным уровнем. Обычно браковочный уровень ниже контрольного не менее, чем на 6 дБ.

Поисковым называют уровень чувствительности, устанавливаемый на дефектоскопе при поиске дефектов. Обычно он превышает контрольный уровень не менее, чем на 6 дБ. Необходимость установления поисковой чувствительности связана с тем, что в динамическом режиме (при перемещении ПЭП) ухудшается акустический контакт ПЭП с изделием, следовательно, через границу раздела проходит меньшее количество звуковой энергии, чем в статическом режиме. Кроме того, поиск дефектов производится с определенным шагом. Это значит, что не всегда акустическая ось ПЭП проходит над центром отражателя (дефекта), то есть не всегда в режиме поиска дефект дает максимальный эхосигнал. для компенсации этих потерь и увеличивают чувствительность при поиске. Излишнее увеличение чувствительности приводит к возрастанию мертвой зоны и снижает производительность контроля в случае большого количества мелких несплошностей в связи с необходимостью оценки эхо-сигналов от этих несплошностей.

По способу задания различают следующие виды чувствительности.

Эквивалентной называют чувствительность, характеризуемую минимальными размерами искусственного отражателя определенной формы и ориентации, который еще обнаруживается на заданной глубине в изделии при данной настройке дефектоскопа. Например, если чувствительность задана размерами зарубки или цилиндрического отражателя, то ее называют эквивалентной.

Если в качестве искусственного отражателя используют торец отверстия с плоским дном, то получают частный случай эквивалентной чувствительности - предельную чувствительность. Предельную чувствительность характеризуют минимальной площадью отверстия с плоским дном, ориентированным перпендикулярно акустической оси ПЭП, которое еще обнаруживается на заданной глубине в изделии при данной настройке дефектоскопа. Если хотят охарактеризовать возможности дефектоскопа по выявлению несплошностей наименьших размеров на заданной глубине, то говорят о максимальной предельной чувствительности - предельной чувствительности при максимальной чувствительности приемника и мощности генератора и заданном соотношении сигнал-помеха.

Уровень чувствительности можно задать и косвенным путем с использованием условной чувствительности.

Условную чувствительность по стандартному образцу СО-1 выражают наибольшей глубиной (мм) расположения цилиндрического отражателя, фиксируемого индикаторами дефектоскопа. Условную чувствительность по стандартному образцу СО-2 выражают разностью в дБ между показанием аттенюатора при данной настройке дефектоскопа и показанием, при котором цилиндрическое отверстие диаметром 6 мм на глубине 44 мм фиксируется индикаторами дефектоскопа.

С целью характеристики технических возможностей дефектоскопа в части усиления электрических сигналов введено понятие абсолютная чувствительность.

Абсолютная чувствительность определяется отношением минимального акустического сигнала, который регистрируется дефектоскопом, к амплитуде акустического зондирующего импульса. Понятие абсолютной чувствительности, применяемое в отечественной литературе, идентично ранее рассмотренному понятию резерва усиления. Абсолютная чувствительность выражается в дБ. Используя абсолютную чувствительность, можно определить максимальную предельную чувствительность.

И, наконец, когда хотят поставить вопрос о фактических размерах несплошностей, выявляемых при контроле, то говорят о реальной чувствительности. Реальная чувствительность характеризуется минимальными размерами реальных несплошностей конкретного типа, выявляемых в конкретном объекте на заданной глубине данными средствами контроля, при заданных параметрах контроля и схеме прозвучивания. Она может быть определена в результате статистической обработки данных контроля и металлографического исследования большой серии объектов этого вида. Реальная чувствительность может служить основанием для оценки эффективности УЗ-контроля.