1.2. Выбор рабочей частоты.

Рабочая частота выбирается, исходя из неравенства:

(1.1)

где:

b - размер минимального недопустимого дефекта, мм (из ГОСТ 10791-2011 Колеса цельнокатанные; для колес категории В диаметр эталонного отражателя равен 6 мм);

с – скорость распространения ультразвука в материале изделия, м/сек;

f_р – рабочая частота, МГц.

˃

˃0,82 МГц

Так как в задании дан преобразователь на частоту 2.5МГц, то рабочую частоту берем 2.5МГц.

1.3. Выбор частоты следования зондирующих импульсов.

Период следования зондирующих импульсов определяется по формулам (1.2, 1.3) для ручного контроля.

(1.2) (1.3)

где:

Т_сл – период следования зондирующих импульсов, МГц;

H – размер изделия в направлении прозвучивания мм;

m – количество донных импульсов; выбирается с учетом размеров изделия;

m = 4 если Н ≤ 0.5 м; m = 2 если 0,5 < Н ≤ 2,5 м; m = 1 если Н > 2,5 м;

τ_и – длительность зондирующего импульса, мкс;

n´ - количество периодов зондирующего импульса; n´ = 4 ÷ 8, если Н ≤ 0,5 м; n´ = 8 ÷ 16, если Н > 0,5 м.

Δt – временной интервал, гарантирующий несовпадение последнего эхо импульса предыдущего цикла «излучения-приёма», с зондирующем импульсом следующего цикла «излучения-приёма» ~ 10 мкс. Циклом «излучения – приема» называется временной интервал между двумя последовательными зондирующими импульсами.

Расчет:

.

Рассчитаем частоту следования:

= = 2,4 кГц

4. Расчет параметров схемы временной селекции

Параметры схемы временной селекции рассчитываются на основе анализа схемы прозвучивания объекта контроля. В результате расчета должны быть определены:

• количество стробов 1;

• диапазоны регулировки длительности стробов и их задержки в соответствии с расчетом развертки.

Для ПЭП с а= (Зеркально-теневой метод):

Длительность задержки строба определяется временем tп и минимальным расстоянием от ПЭП до отражателя.

Где

h – расстояние от точки выхода луча до дефекта, расположенного на минимальной глубине в объекте контроля (5 мм)

– скорость распространения поперечной волны в объекте контроля (3,26 мм/мкс)

tп – время распространения волны в призме (4,5 мкс).

8,5 мкс

Длительность строба определяется максимальным расстоянием распространения УЗК до дефекта:

Получили следующие параметры и характеристики дефектоcкопа:

Задержка строба – 8,5 мкс;

Длительность строба – 100 мкс;

Максимальное значения измеряемой глубины залегания отражателя – 130 мм

4. Определение коэффициента усиления усилителя высокой частоты.

Коэффициент усиления усилителя высокой частоты определяется по формуле (1.5).

(1.5) U_min = U_ЗИ S_a´ (1.5) где:

U_вых – амплитуда эхосигнала на выходе усилителя высокой частоты определяется элементной базой. Обычно 4 ÷ 5 В достаточно для подачи на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);

U_min – минимальная амплитуда эхосигнала от дефекта рассчитывается по U_ЗИ – амплитуда зондирующего импульса: U_ЗИ = 100 ÷ 200В для объектов Н ≤ 1 м; U_ЗИ = 200 ÷ 400 В для объектов Н ≥ 1м.

- коэффициент прозрачности;

S_a´ - площадь мнимого излучателя, мм²;

b - размер минимального недопустимого дефекта, мм;

λ – длина волны, мм;

Δr – путь ультразвука в мнимом излучателе, мм;

δ – коэффициент затухания, дБ/м;

A, y, x, (1+q) – коэффициенты, зависящие от выбранной модели дефекта.

Расчет:

U_{min = = 0,09143 В}

К_УВЧ = 20lg( = 32.8 дБ

На основании расчетов основных параметров контроля определи основные технические характеристики проектируемого дефектоскопа и оформили в табличной форме. Основные технические характеристики дефектоскопа представлены в Приложении 1.