2. Расчёт максимальной амплитуды эхо-сигналов от модели дефекта

Для расчёта необходимо рассчитать превышение в децибелах (дБ) максимальных амплитуд эхо-сигнала от модели дефекта размером b над максимальными амплитудами эхо-сигналов от эталонного отражателя размером b₀ и определить эквивалентные площади 𝑆_э, мм^", упомянутой модели дефекта (но не эталонного отражателя) при расположении её на различной глубине H.

• Тип модели дефекта: Бесконечный цилиндр радиуса b;

• Размеры модели дефекта b=4 мм;

• Тип эталонного отражателя: угловой отражатель b₀хb₀;

• Размер эталонного отражателя b₀= 4 мм;

• Глубина H расположения модели дефекта при сопоставлении максимальной амплитуды эхо–сигнала от нее с максимальной амплитудой эхосигнала от эталонного отражателя, H=H₀=30 мм;

• Акустические характеристики материала, в котором распложены модель дефекта и эталонный отражатель – одинаковы;

• Глубина расположения модели дефекта при расчёте эквивалентной площади H=20…100 мм;

• Материал призмы – органическое стекло (плексиглас);

• Материал контролируемого изделия – сталь.

Для расчёта отношение амплитуд эхо-сигнала от модели дефекта и от эталонного отражателя необходимо рассчитать следующие параметры:

h

r :=

^h cos(a0) – путь по лучу до дефекта, на разной глубине;

H0

r0 := cos(a0) – путь по лучу до модели дефекта на глубине H₀;

R1 := r + Dr

h h – путь по лучу до дефекта на разной глубине, с учетом пути в призме;

R2:= r0 + Dr – путь по лучу до модели дефекта на глубине H₀, с учетом пути в призме.

Использовав формулу акустического тракта, получим отношение амплитуд эхо-сигналов от дефекта и от эталонного отражателя:

b×l×R2²

Ampl :=

h

2×(R1 )×Sseg h

где b– радиус бесконечного цилиндра, NS_seg – площадь сегментного

отражателя, с учетом коэффициента N, полученного из графика, приведенного на рисунке 12.

Рисунок 12 – График определения поправки к предельной чувствительности при использовании углового отражателя

Результат выражения представлен на рисунке 13:

Рисунок 13 – График зависимости амплитуд эхо-сигналов от модели дефекта и амплитудами эхо-сигналов от эталонного отражателя от глубины залегания Тогда, эквивалентная площадь модели составит: l× R1 ×b

h

Sb :=

h 2

Рисунок 14 – График зависимости эквивалентной площади модели от глубины залегания

3. Расчёт огибающей эхо-сигналов от модели дефекта

На рисунке 15 изображена схема прозвучивания, согласно которой выполняется расчёт огибающей эхо-сигнала от модели дефекта.

Рисунок 15 – Схема прозвучивания модели дефекта где x – перемещение преобразователя вдоль плоскости падения, H_d –

глубина расположения эталонного отражателя. Данные для расчёта:

• x=1…200 мм;

• H_d=30 мм;

• материал призмы – органическое стекло (плексиглас);

• материал контролируемого изделия – сталь.

Для расчёта зависимости t = F(x) нам необходимы следующие параметры:

x:= 1.. 200 – координаты перемещения ПЭП;

-3

Iks := x×10

x – перевод х в метры;

^rx ^{:= Hd}2 ⁺ (^Iksx)^{2 - r1} – путь по лучу, в зависимости от х;

r

t := 2× ¹

Выводы

В результате выполнения курсовой работы были закреплены знания, полученные на лекционных и практических занятиях.

При расчете поля излучения наклонного преобразователя было выяснено, что с увеличением радиуса пьезопластины а, диаграмма направленности мнимого излучателя сужается. Диаграмма направленности наклонного преобразователя несимметрична относительно акустической оси за счет того, что при расчетах был учтен коэффициент прозрачности границы от угла падения разных лучей.

Был произведен расчет зависимости t = F(x), из которой явно видно, что чем больше путь до дефекта, тем больше и время прихода сигнала, что логично.

1 ct2 – время в зависимости от х, т. е. искомое t = F(x).

Рисунок 16 – График зависимости t = F(x)