4 Основные параметры эхо-импульсного метода. Условная чувствительность. Эталонирование условной чувствительности.

Условная чувствительность характеризуется размерами и глубиной залегания выявляемых искусственных отражателей, выполненных в образце из материала с определенными акустическими свойствами.

Условную чувствительность измеряют максимальной глубиной залегания выявляемого отражателя или отношением (дБ) между данной настройкой аппаратуры и настройкой, соответствующей выявлению эталонного отражателя в стандартном образце.

Условную чувствительность эталонируют с использованием стандартного образца СО-2.

При работе с наклонными преобразователями условную чувствительность по СО-1 (K_у, мм) выражают наибольшей глубиной (в мм) расположения цилиндрического отражателя, фиксируемого индикаторами дефектоскопа. Как следует из определения, процедура настройки условной чувствительности в миллиметрах заключается в выявлении в СО-1 цилиндрического отверстия на заданной глубине и установке органов управления прибора в такие положения, чтобы от этого сигнала срабатывали индикаторы. Разница между амплитудами сигналов от соседних отверстий в СО-1 стандартна и составляет 4 дБ. Основной недостаток работы с такой мерой чувствительности заключается в том, что акустические свойства СО-1, а значит, и настраиваемая по нему чувствительность зависят от температуры окружающей среды и других влияющих факторов. Кроме того, разброс акустических свойств самих СО-1, как показала практика, достаточно велик.

В связи с этим условную чувствительность чаще задают в децибелах по СО-2. В таком случае она выражается разностью в децибелах между установленным значением усиления (показанием аттенюатора) прибора и значением, соответствующим минимальному усилению (максимальному ослаблению), при котором эталонный отражатель в СО-2 еще уверенно выявляется индикаторами дефектоскопа.

Настройка условной чувствительности в децибелах заключается в выявлении эталонного отражателя в СО-2, доведении сигнала от этого отражателя до выбранного стандартного уровня, а затем изменении усиления (ослабления) на заданное число K_у, дБ. В качестве эталонных отражателей, как правило, используются: для наклонных преобразователей – цилиндрическое боковое отверстие диаметром 6 мм на глубине 44 мм (при больших углах ввода – на глубине 15 мм); для прямых преобразователей – донная поверхность на глубине 59 мм или отверстие диаметром 6 мм на глубине 44 мм; для преобразователей поверхностных волн – прямой двугранный угол.

SКН-диаграмма связывает: S_э – эквивалентную площадь, К_д – коэффициент выявляемости; Н_д – глубину залегания дефекта.

Как отмечалось выше, для точного измерения эквивалентной площади необходимо иметь одинаковые поверхности контролируемого и настроечного образцов или вводить поправку. Здесь это делается введением в выражение для коэффициента выявляемости поправки ΔN (дБ) – разности коэффициентов прозрачности границ призмы преобразователя с контролируемым изделием и с СО-2. В таком случае формула для К_д принимает вид

К_д = N_д – (N₀ + ΔN) (дБ).

SКН-диаграмма

Полученные по SКН-диаграмме и измеренные значения эквивалентной площади хорошо совпадают при  = 50º. При других углах наблюдается заметное расхождение, что связано, в первую очередь, с эллипсовидной формой мнимого излучателя.

При изменении контролируемого материала ход кривых (вид зависимости) сохраняется, а их крутизна заметно меняется.

Порядок нахождения S_э по SКН-диаграмме таков:

1) предварительно измерить величины N₀, ΔN и при возможности действительное значение рабочей частоты f;

2) выявить дефект и, установив преобразователь в положение, соответствующее максимальной амплитуде эхосигнала, измерить N_д и Н_д;

3) вычислить значение К_д по формуле

4) из точки Н_д оси абсцисс восстановить перпендикуляр до пересечения с кривой, соответствующей найденному значению К_д;

5) горизонтально перенести найденную точку до пересечения с вертикальной линией, соответствующей измеренному или номинальному значению частоты f;

6) параллельно ближайшей наклонной линии перенести последнюю точку на ось ординат и найти S_э.

Пример.

Контролируемый материал – сталь, f = 2,5 МГц,  = 50º.

Измеренные значения: N₀ = 30 дБ, ΔN = 4 дБ, а также N_д, Н_д.

Найти: S_э.

1. N_д = 16 дБ, Н_д = 15 мм.

К_д = N_д – (N₀ + ΔN) = 16 – (30 + 4) = –18 дБ. S_э = 1,3 мм ².

2. N_д = 22 дБ, Н_д = 15 мм.

К_д = 22 – (30 + 4) = –12 дБ. S_э = 2,5 мм ².

3. Отверстие  6 в СО-2Н_д = 44 мм.

К_д = 0 дБ. S_э = 9,65 мм ².