5.9 Стандартные образцы для эталонирования

Основные требования, предъявляемые к стандартным образцам для настройки и эталонирования, это:

• использование несложных с точки зрения изготовления моделей;

• возможность точного задания акустических свойств материала, из которого изготовлен образец, и их стабильность в процессе эксплуатации;

• возможность эталонирования основных параметров в достаточно широких границах;

• воспроизводимость результатов эталонирования.

Стандартные образцы подразделяются на государственные (ГСО), отраслевые (ОСО) и стандартные образцы предприятий (СОП). Главные различия – в широте области применения и соответственно в уровне, на котором производится регистрация образца.

Наиболее широко распространены стандартные образцы, которые регламентированы ГОСТ 14782 и ГОСТ 18576. Они имеют обозначения СО с соответствующим номером СО-1, СО-2, СО-2Р, СО-3, СО3Р.

СО-1 (рис. 5.9) изготавливается из оргстекла и служит:

• для настройки условной чувствительности K_у в миллиметрах;

• определения погрешности работы глубиномера;

• оценки разрешающей способности по дальности для прямого и наклонного преобразователей.

Изготовление СО-1 из оргстекла обусловлено двумя причинами:

1) практически отсутствует трансформация волн на границе «призма – образец»;

2) за счет большого коэффициента затухания разница в амплитудах от отверстия на глубине 5 мм до отверстия на глубине 65 мм весьма значительна, вследствие чего при настройке условной чувствительности (К_у) перекрывается весь диапазон важных для практики ситуаций.

Для настройки условной чувствительности используются 13 отверстий диаметром 2 мм, залегающих на глубине от 5 до 65 мм с шагом 5 мм. Разница эхосигналов от соседних отверстий в СО-1 приблизительно 4 дБ.

Рис. 5.9. Государственный стандартный образец СО-1

Расстояние от пропила до нижней контактной поверхности таково, что время распространения продольной волны составляет 201 мкс. Этот временной интервал и служит для определения погрешности работы глубиномера. Измерение сводится к получению серии эхосигналов от пропила и вычислению погрешности работы глубиномера по формуле:

А_г = 100 %,

где n – номер эхосигнала от пропила (для повышения точности измерений должно быть n  3);

Т_и – время до n-го донного, измеренное глубиномером;

Т₀ – действительное значение интервала.

Отражатели в виде ступеньки или концентрических окружностей служат для проверки разрешающей способности по дальности. Высота ступенек – 5 и 2,5 мм – рассчитана для типовых длительностей импульсов.

Уже отмеченный ранее недостаток СО-1 – нестабильность свойств, вызванная тем, что оргстекло отличается разбросом акустических характеристик (скорости и коэффициента затухания звука) от партии к партии и значительным изменением этих характеристик при изменении условий окружающей среды и при старении. В связи с этим в последние годы практически произошел переход к эталонированию по стандартным образцам, выполненным из металла.

СО-2 (рис. 5.10) изготавливают из стали Ст20, Ст5. Он служит для эталонирования следующих основных параметров:

1) угла ввода , условной чувствительности в децибелах, предельной чувствительности при использовании SКН- и АРД-диаграмм, ширины диаграммы направленности (боковое цилиндрическое отверстие диаметром 6 мм на глубине 44 мм);

2) погрешности глубиномера (высота СО-2 подобрана так, что время задержки между донными эхосигналами составляет 20 мкс);

3) мертвой зоны (боковые цилиндрические отверстия диаметром 2 мм для  = 50º и  = 65º).

Рис. 5.10. Государственный стандартный образец СО-2

СО-2А соответствует СО-2, но выполнен из материала с акустическими свойствами, соответствующими акустическим свойствам контролируемого объекта.

СО-3 (рис. 5.11) выполнен из Ст20 и служит для определения точки выхода луча и стрелы ПЭП.

Стандартный образец СО-3Р (рис. 5.12) имеет статус отраслевого стандартного образца.

Рис. 5.11. Государственный стандартный образец СО-3

Рис. 5.12. Стандартный образец СО-3Р

СО-3Р применяется для определения условной чувствительности, мертвой зоны, погрешности работы глубиномера, точки выхода луча, угла ввода, ширины диаграммы направленности и предельной чувствительности по диаграммам, т. е. представляет собой совокупность СО-2 и СО-3. Шкала проградуирована в градусах с одной стороны образца для определения , с другой стороны – в миллиметрах, около центра полуокружности для определения стрелы ПЭП. Центр полуокружности совпадает с отметкой 65º по шкале градусов. Имеются четыре отверстия диаметром 2 мм на глубине 3, 6, 8 и 12 мм. Отверстия на глубине 6 и 12 мм служат для оценки мертвой зоны для других (по сравнению с СО-2) углов .