- •В. Е. Поляков
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основы взаимодействия различных видов излучений с веществом
- •1.1. Ядерное взаимодействие
- •1.1.1. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •1.1.2. Взаимодействие заряженных частиц
- •1.1.3. Ядерные реакции при взаимодействии гамма-излучения
- •Пороги фотоядерных реакций для изотопов некоторых химических
- •Максимальные значения сечений фотоядерной реакции для ряда
- •1.2. Электромагнитное взаимодействие
- •1.2.1. Взаимодействие гамма-излучения
- •Энергия k-краев поглощения для ряда химических элементов
- •Взаимодействие рентгеновского излучения
- •Взаимодействие излучения ультрафиолетового, инфракрасного и видимого спектральных диапазонов
- •Взаимодействие излучения видимого спектрального диапазона с веществом
- •Взаимодействие инфракрасного излучения с веществом
- •Взаимодействие излучения радиочастотного диапазона
- •Глава 2. Метод масс-спектроскопии в задачах контроля металлов, сплавов и лома
- •2.1. Физическая сущность метода масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •Масс-спектрографе с двойной фокусировкой, и фотометрическая кривая этой спектрограммы (б) и области массового числа
- •2.2. Принципы взаимодействия импульсного лазерного излучения с веществом мишени
- •2.3. Типы лазеров и их параметры
- •2.4. Метод масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •2.5. Масс-спектрометры – средства контроля металлов, сплавов и лома
- •2.6. Типы масс-анализаторов, используемые в масс-спектрометре
- •2.7. Основы методики идентификации элементного состава вещества с использованием лазерного ионизатора и время-пролетного динамического масс-анализатора
- •2.8. Эмиссионные спектроскопы для экспертного спектрального анализа черных и цветных металлов
- •2.8.1. Многоканальный эмиссионный спектрометр дсф-71 (ls-1000)
- •Составные части прибора имеют следующие особенности:
- •Технические характеристики
- •2.8.2. Многоканальный эмиссионный спектрометр серии мфс
- •Технические характеристики:
- •Источник возбуждения спектра – универсальный генератор угэ-4:
- •Унифицированная система управления и регистрации:
- •Источники питания:
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 2
- •Глава 3. Физические основы γ-флуоресцентного контроля металлов, сплавов, лома
- •3.1. Рентгеновские лучи
- •3.2. Рентгеновские спектры
- •Рентгеновская спектроскопия
- •Рентгеновская аппаратура. Рентгеновская камера и рентгеновская трубка
- •Рентгеновский гониометр
- •3.6. Рентгеновский дифрактометр
- •3.7. Рентгенофлуоресцентный кристаллдифракционный сканирующий вакуумный «Спектроскан-V»
- •3.8. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан»
- •3.9. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан-lf»
- •3.10. Основы методики идентификации элементного состава неизвестного вещества и определение концентрации ингредиентов с использованием метода гамма-флуоресцентного анализа
- •3.11. Методика безэталонного рентгеноспектрального анализа сталей
- •3.11.1. Методика анализа углеродистых сталей
- •3.11.2. Методика определения содержании металлов в питьевых, природных и сточных водах при анализе на сорбционных целлюлозных дэтата-фильтрах
- •3.11.3. Методика определения содержания металлов в порошковых пробах почв
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 3
- •Глава 4. Приборы и методы таможенного контроля состава металлов, сплавов, лома с использованием методов вихревых токов
- •4.1. Основы теории вихревых токов
- •4. 2. Распределение вихревых токов
- •4.3. Характеристики вещества и поля
- •4.4. Физические принципы метода вихревых токов (вт)
- •4.5. Области применения и классификация методов вихревых токов
- •Датчики и характерные физические процессы
- •4.7. Некоторые типовые конструкции датчиков
- •Контроль и влияние примеси на электропроводность некоторых металлов
- •Меди (б)
- •Электропроводность и температурный коэффициент некоторых
- •4.9. Методы и приборы измерения электропроводности немагнитных металлов
- •4.10. Общие положения. Порядок проведения измерений
- •4.11. Элементы методики исследования и выбор материала для контроля
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 4
- •Глава 5. Ультразвуковые методы контроля металлов, сплавов, лома и руд
- •5.1. Классификация акустических методов контроля
- •5.2. Ультразвуковая аппаратура
- •Подготовка к контролю
- •Порядок проведения контроля
- •5.3. Ультразвуковая аппаратура в неразрушающем контроле
- •5.4. Ультразвуковые преобразователи
- •5.5. Определение типа металла, сплава, лома по измерению скорости распространения упругих волн
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 5
- •Глава 6. Классификация радиометрических методов контроля состава руд
- •6.1. Методы определения элементного состава полезных ископаемых по спектрометрии вторичных излучений
- •6.2. Методы, основанные на взаимодействии гамма- или рентгеновского излучения с электронными оболочками атомов или ядрами атомов элементов
- •6.3. Методы, основанные на спектрометрии гамма-излучения, возникающего при различных ядерных реакциях нейтронов с веществом
- •Методы определения естественной радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы
- •6.5. Люминесцентные методы контроля состава руд
- •6.6. Фотометрические методы контроля состава руд
- •6.7. Радиоволновые методы контроля руд
- •6.8. Технология сортировки руды
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 6
- •Заключение
- •Список используемой литературы:
- •Предметный указатель
- •Оглавление
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
5.3. Ультразвуковая аппаратура в неразрушающем контроле
На основе методов, рассмотренных выше параграфах, разработана аппаратура. Перечисленные методы дефектоскопии были признаны пригодными для контроля стеклопластика, однако, создание соответствующей аппаратуры потребовало значительных усилий не только со стороны предприятий судостроительной промышленности, но и со стороны различных специализированных предприятий и лабораторий. В настоящее время разработаны такие ультразвуковые приборы: ДУК-12; ДУК-17; ДУК-21; УК-10П;УД-22УМ; УД2-12; УД2-16, для определения скорости распространения звука в материале: БЕТОН-2; УК-14, УКБ-1М.
На рисунке 5.3.1 показана структурная схема импульсного ультразвукового дефектоскопа для ручного контроля.
Рис. 5.3.1. Импульсный ультразвуковой прибор
Генератор зондирующих импульсов 7 вырабатывает импульс электрического напряжения, возбуждающий ультразвуковые колебания в пьезоэлектрическом преобразователи (ПЭП) 3, который излучает в объекте контроля (ОК). Отраженные от дефекта ультразвуковые сигналы принимаются тем же (совмещенная схема) или другим (раздельная схема) ПЭП, трансформируются в электрические импульсы и поступают на вход усилителя 1. Коэффициент усиления его регулируется во времени с помощью системы временной регулировки чувствительности (ВРЧ) 4, благодаря чему компенсируется ослабление ультразвукового импульса в ОК. Усиленный до требуемой величины сигнал поступает на индикатор 6 - электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и на автоматический сигнализатор неоднородностей (АСН) 2.
Синхронизатор 8 обеспечивает требуемую временную последовательность работы всех узлов дефектоскопа. Одновременно с запуском генераторов импульсов (или с некоторой заданной задержкой) он приводит в действие генератор развертки 9 ЭЛТ. Развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от объектов отражения ультразвука, расположенных на разном расстоянии от ПЭП, например сигналы от дефектов отличить от донного сигнала. Синхронизатор также управляет работой блоков ВРЧ и АСН.
Современные приборы снабжены устройствами для измерения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала. На рисунке 4 показана одна из возможных структурных схем измерения времени. Здесь измерительное устройство 5 обрабатывает сигналы, поступившие от усилителя, с учетом времени поступления сигнала от синхронизатора и выдает цифровую информацию на ЭЛТ или на отдельное табло.
Генератор зондирующих импульсов содержит два основных элемента: колебательный контур, включающий в себя излучающий ПЭП, и электронную схему, обеспечивающую генерацию коротких радиоимпульсов той или иной формы.
Приемно-усилительный тракт прибора содержит предусилитель, измеритель амплитуд сигналов, усилитель высокой частоты (УВЧ), детектор и видео усилитель. Предусилитель обеспечивает согласование усилительного тракта с приемным преобразователем. В предусилитель входит ограничитель амплитуды, предохраняющий усилитель от перегрузок.
Амплитуды сигналов измеряют с помощью калиброванного делителя напряжения - аттенюатора. В последнее время применяют автоматические измерители амплитуды с цифровой индикацией.
Усилитель высокой частоты имеет коэффициент усиления 60...1000дБ. Различают узкополосные и широкополосные усилители.
Система временной регулировки чувствительности (ВРЧ) (ее правильнее назвать временной автоматической регулировкой усиления) предназначена для генерирования регулирующего сигнала определенной формы, с помощью которого изменяется во времени усиление УВЧ.
Индикатором принятых сигналов, как правило, служит электронно-лучевая трубка. Чаще всего на вертикально отклоняющие пластины подают усиленный до необходимой величины полезный сигнал, а на горизонтально отклоняющие - напряжение развертки.
Система автоматической сигнализации неоднородностей (АСН) предназначена для автоматической фиксации момента обнаружения неоднородности.
Синхронизатор представляет собой автоколебательную импульсную систему.
Устройство для измерения расстояния до неоднородности, дно ОК или другого отражателя - глубиномер измеряет время пробега импульса до отражателя. Время пересчитывают в расстояние с учетом скорости ультразвука. Корректировку на скорость звука вводят, измеряя какое-либо известное расстояние, например толщину ОК.