- •1 Акустический тракт эхо-метода.
- •2 Эквивалентный размер (площадь) дефекта и его измерение по ард-диаграммам.
- •3 Основные параметры эхо-импульсного метода. Предельная и условная чувствительности. Эталонирование предельной чувствительности по ард-диаграммам. Основные параметры контроля
- •4 Основные параметры эхо-импульсного метода. Условная чувствительность. Эталонирование условной чувствительности.
- •5 Основные параметры эхо-импульсного метода. Мертвая зона и разрешающая способность.
- •6 Основные параметры эхо-импульсного метода. Угол ввода луча, метод измерения и влияющие факторы.
- •7 Зеркально-теневой метод (зтм). Варианты метода. Чувствительности и помехи при зтм.
- •8 Модели источников и параметры сигналов акустической эмиссии.
- •9 Методы определения физико-механических свойств на основе измерения скоростей ультразвука. Акустическая тензометрия.
- •10 Магнитопорошковый метод. Физические основы метода. Намагничивание и размагничивание изделий при магнитопорошковом контроле.
- •11 Магнитоферрозондовый метод. Общая характеристика метода. Феррозонды-градиентомеры и -полемеры.
- •12 Магнитографический метод. Магнитоносители для записи полей рассеяния дефектов. Магнитографические дефектоскопы.
- •13 Применение метода вихревых токов для целей дефектоскопии. Контроль с помощью накладных вихретоковых преобразователей.
- •14 Применение метода вихревых токов для целей толщинометрии. Классификация и основные технические характеристики толщиномеров.
- •15 Руководящие документы на проведение неразрушающего контроля и их структура.
- •16 Выбор параметров контроля и режимов настройки при ультразвуковом контроле: тип и конструкция преобразователя.
- •17 Способы настройки чувствительности и оценки амплитудных характеристик несплошностей при ультразвуковом контроле сварных соединений.
- •Способ, основанный на применении
- •2. Способ ард-диаграмм
- •4. Расчетный способ
- •18 Технология радиографического контроля.
- •19 Понятие о дефекте. Классификация дефектов
- •20 Классификация неразрушающего контроля по физическим основам и назначению.
- •21 Количественные показатели надежности. Особенности определения показателей невосстанавливаемых объектов.
- •22 Количественные показатели надежности. Особенности определения показателей восстанавливаемых объектов.
- •23 Показатели технических средств диагностирования. Показатели надежности.
- •24 Использование принципа обратной связи в узлах ультразвуковых дефектоскопов.
- •25 Связь характеристик приемного тракта и аналогово-цифрового преобразователя ультразвуковых импульсных дефектоскопов со спектральной плотностью эхо-сигналов.
- •26 Принцип действия преобразователей на фазированных решетках. Понятие фокального закона.
- •27 Этапы контроля качества продукции. Виды контроля качества.
- •28 Понятие «дефект» применительно к неразрушающему контролю (дефектоскопии) металлопродукции. Характеристики дефектов.
- •29 Вероятность обнаружения дефектов системой неразрушающего контроля.
- •30 Интегральный критерий эффективности систем неразрушающего контроля (снк). Принцип расчета технической эффективности снк.
1 Акустический тракт эхо-метода.
Акустическим трактом называют путь, пройденный волной в изделии от излучателя до приемника. Для методов отражения это путь «излучатель – отражатель – приемник», причем отражателем является дефект – неоднородность среды.
Расчет акустического тракта сводится к определению ослабления амплитуды сигнала на этом пути, т. е. к расчету отношения давления Pд на входе приемного преобразователя к давлению Р0 на выходе излучающего (или, с учетом потерь в преобразователе, отношения электрического напряжения Uд на выходе приемного преобразователя к напряжению U0 на входе излучающего).
В качестве примера рассмотрим расчет акустического тракта эхометода для полого диска, ориентированного перпендикулярно акустической оси совмещенного нормального (прямого) преобразователя. Отражатель расположен на расстоянии от излучателя, причем r > rбл (rбл – протяженность ближней зоны); размер отражателя удовлетворяет неравенству , где – радиус поперечного сечения основного лепестка диаграммы направленности излучателя на расстоянии . Положим, что длительность импульса достаточно велика, чтобы рассматривать режим излучения как квазистационарный.
Рассчитать акустический тракт можно методом Кирхгофа, приняв каждую точку излучателя за источник волн с амплитудой давления Р0, а каждую точку отражателя – за вторичный источник, возбуждающий волну с амплитудой, равной амплитуде падающей волны, умноженной на коэффициент отражения Rb. Любая точка, лежащая вне диска, излучателем волн не является.
С учетом принятых допущений давление в волне, создаваемой точечным источником гармонических упругих колебаний на расстоянии r, выражается известной формулой
Р = Р0 e–jkr/jλr.
В таком случае в соответствии со схемой, приведенной на рис, поле, создаваемое произвольной точкой А излучателя, в произвольной точке В отражателя имеет вид
РAB = Р0exp(–jkrAB)/jλrАВ.
Далее, учитывая суммарное воздействие всех точек излучателя, интегрируем по его площади (Sa) и получаем давление, создаваемое излучателем в точке В отражателя: РВ = Р0∫exp(–jkrAB)/jλrАВ dSa = Р0J, где J – интеграл, описывающий поле излучения. Рассматривая теперь точку В отражателя как вторичный источник отраженного поля, создающий давление в точке С преобразователя, работающего в режиме приема, аналогично записанному выше получим РC = Р0 Rb J ∫exp(–jkrBC)/jλrВС dSb. |
|
Схема к расчету акустического тракта эхометода для прямого преобразователя |
Учитывая далее, что электрический эхосигнал формируется в результате усреднения воздействий на все точки приемного преобразователя, и принимая во внимание, что в рассматриваемом случае излучатель и приемник совмещены, запишем
Рд = 1/Sa ∫РC dSa.
Для b << a можно считать, что сомножитель exp(–jkrBC)/jλrВС мало меняется при интегрировании по Sb и может быть вынесен из-под интеграла. (Это соответствует допущению, что все точки вторичного излучателя расположены в геометрическом центре отражателя.) В таком случае выражение для Рд приводится к виду
.
При использовании преобразователя с круглой пластиной J для дальней зоны поля излучателя имеет вид
Для полого диска принимают Rb = 1, поэтому
Учет затухания производят введением в предыдущую формулу экспоненциального множителя:
Выражение, обобщенное для амплитуд эхосигналов от отражателей различной формы и характеризующее акустический тракт эхоимпульсного метода, записывается следующим образом:
,
где А, х, y, q – константы, зависящие от формы отражателя.
Множитель (r + Δr)–(1+q)определяет уменьшение амплитуды вследствие расхождения ультразвукового пучка на пути от излучателя до отражателя (показатель степени ) и от отражателя до излучателя (показатель степени , зависящий от фронта отраженной волны). Значения констант для наиболее известных моделей приведены в табице.
Модели отражателей простой геометрической формы
Модель отражателя |
Значения констант |
|||||||
A |
y |
x |
q |
|||||
Сфера |
|
½ |
1 |
1 |
1 |
|||
Плоскодонное отверстие |
|
π |
2 |
2 |
1 |
|||
Боковой цилиндр |
|
½ |
½ |
1 |
½ |
|||
Бесконечная полоса |
|
√2 |
1 |
1½ |
½ |
|||
Плоскость |
|
½ cosα |
0 |
1 |
0 |