2.3 Принцип действия типового импульсного уз-дефектоскопа

Блок-схема типового импульсного УЗ-дефектоскопа приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Блок-схема типового УЗ-дефектоскопа

К дополнительным устройствам относятся глубиномер, аттенюатор, электронная лупа, автоматический сигнализатор дефектов и т.д.

Алгоритм работы дефектоскопа:

- Задающий генератор запускает УЗЧ-генератор и генератор развертки. Импульсы посылают один за другим через определенное время.

- Общий период , где пауза t больше продолжительности серии импульсов, чтобы отраженные импульсы не попали на преобразователь при излучении.

- Одновременно с запуском генератора на экране ЭЛТ появляется начальный (зондирующий) импульс. В период t отраженные УЗ-колебания формируют сигналы на экране ЭЛТ.

При пропорциональности времени прохождения луча и пройденного пути для данного материала на экране трубки наблюдается диаграмма, по горизонтальной оси которой отложено время, пропорциональное глубине залегания дефекта, а по вертикальной – интенсивность отраженных от дефектов импульсов, зависящая от их размеров, глубины залегания и пространственного расположения.

3 Описание лабораторной установки

1. Лабораторная установка состоит из комплекта пьезопреобразователей, штангенциркуля и набора образцов исследуемых материалов.

2. В комплект пьезопреобразователей входят совмещенные прямые и наклонные пьезопреобразователи П-111-2,5-КН, П-121-1,25-40°-Н, П-121-5-40⁰-H.

3. В качестве исследуемого образца (акустической нагрузки) используются стальной образец в форме параллелепипеда.

4 Программа работы

1. Ознакомиться с различными методами измерения скорости распространения продольных и поперечных волн в образцах.

2. Определить скорость распространения продольных волн.

2.1. Определить толщину образцаD с помощью штангенциркуля. Результаты пяти измерений занести в табл.1.

2.2. Измерить временной интервал t между первым и вторым донными эхо-сигналами на экране дефектоскопа с использованием преобразователей разной частоты. Результаты пяти измерений t занести в табл.1.

2.3. Рассчитать по формуле (10) и занести в табл.1 значение скорости распространения продольных волн.

. (10)

3. Оценить суммарную погрешность определения скорости распространения продольных волн в образце.

4. Определить скорость распространения поперечных волн 2-мя способами для одного пьезопреобразователя и определить наилучший.

4.1. Способ 1. Измерить время распространения импульса в призме преобразователя с помощью стандартного образца.

. (11)

4.2. Определить расстояние, проходимое ультразвуком в образце используя формулу.

. (12)

где D – толщина образца;

l₁ – расстояния от точки ввода излучения в образец в положении 1 преобразователя до поперечной грани образца.

4.3. Рассчитать по формуле (13) скорость распространения поперечных волн в исследуемом образце:

. (13)

4.4. Способ 2. Определить расстояния, проходимые ультразвуком в образце, используя формулы (14) и (15).

, (14)

, (15)

где D – толщина образца;

l₁, l₂ – расстояния от точки ввода излучения в образец в положении 1 и 2 преобразователя до поперечной грани образца.

4.5. Измерить время распространения импульса в призме преобразователя и образце (t₁ и t₂) для разных положений датчика с использованием пьезопреобразователей разной частоты. Результаты измерений занести в таблицу.

4.6. Рассчитать по формуле (16) скорость распространения поперечных волн в исследуемых материалах:

, (16)

5. Определить скорость распространения поперечных волн в исследуемом образце наилучшим способом с помощью пьезопреобразователей различной частоты.

6. Оценить погрешность определения скорости распространения поперечных волн в образце.

7. Вычислить динамические упругие модули исследуемых материалов по формулам (17), (18), (19)

, (17)

, (18)

(19)

где G – модуль сдвига, Па;

E – модуль Юнга, Па;

 – коэффициент Пуассона;

 – плотность материала, кг/м³.