5.4 Понятия чувствительности эхоимпульсного метода

Реальная чувствительность определяет минимальные размеры дефектов конкретного вида, выявляемых в изделиях только путем набора огромного числа статистических данных о дефектах, выявленных в конкретных изделиях (металлография).

В настоящее время реальная чувствительность известна только применительно к ультразвуковому контролю стыков электроконтактной сварки рельсов. Попытки оценить реальную чувствительность новых методик делаются с помощью образцов объектов контроля с так называемыми реалистическими дефектами, выполненными по специальной технологии и имеющими заданные характеристики, близкие к характеристикам реальных дефектов.

Предельная чувствительность характеризуется минимальной площадью отверстия с плоским дном, ориентированным перпендикулярно акустической оси преобразователя, которое еще обнаруживается на определенной глубине в изделии при определенной настройке прибора.

Мерой предельной чувствительности можно считать минимальную эквивалентную площадь дефекта, выявляемого на определенной глубине в определенном изделии при определенной настройке.

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.

Эквивалентная чувствительность характеризуется отражателем (моделью дефекта) определенного типа и размера в образце объекта контроля, принятом за эталонный, и измеряется отношением (дБ) между данной настройкой аппаратуры и настройкой, соответствующей выявлению указанного отражателя.

5.5 Эталонирование предельной чувствительности

Настройка на предельную чувствительность представляет собой процедуру, обратную определению эквивалентной площади.

Можно использовать два способа настройки:

а) по тест-образцам с моделями дефектов;

б) по специально построенным диаграммам (АРД и SKH-диаграммы).

Для настройки по образцам необходимо:

• выбрать тест-образец с толщиной, соответствующей глубине выявляемых дефектов;

• озвучить в этом образце модель с размером S₀, соответствующим заданной величине S;

• небольшими смещениями добиться максимальной амплитуды эхосигнала от этой модели и установить органы управления прибора таким образом, чтобы его индикаторы срабатывали от данного уровня сигнала.

В качестве модели можно использовать плоскодонное отверстие (S_п = S₀), сегментный отражатель (S_п = S₀) и угловой отражатель. При использовании углового отражателя (зарубки) S_п = n_зS_з, где S_з – площадь углового отражателя; n_з – коэффициент, зависящий от величины  (см. рис. 4.7).

При контроле изделий небольшой толщины значение S_п часто настраивают, используя угловые отражатели, выполненные на верхней или нижней границах изделия (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Настройка чувствительности по образцам с угловыми отражателями

Поскольку предельная чувствительность определяется минимальной эквивалентной площадью выявляемого дефекта, при ее настройке по АРД и SKH-диаграммам должны быть использованы эталонные отражатели в виде бокового цилиндрического отражателя в стандартном образце СО-2 (для SKH-диаграмм) и в виде бесконечной плоскости (для АРД-диаграмм). Следует заметить, что разработаны и используются для задач контроля наклонным преобразователем специальные АРД-диаграммы, построенные относительно отражателя в СО-2.

Решим задачу настройки предельной чувствительности по SKH-диа-грамме (рис. 5.5).

Пример.

Настроить S_п = 3 мм² на глубине Н = 50 мм.

Параметры контроля:  = 50º, f = 2,5 МГц.

Решение:

1. Измерено на СО-2: N₀ = –20 дБ, ΔN = 4 дБ.

2. Определено по SКН-диаграмме к_д = –12 дБ.

3. Расчет: N_д = к_д + (N₀ + ΔN) = –12 + (20 + 4) = 12 дБ.

Рис. 5.5. Настройка предельной чувствительности по SKH-диаграмме