3. Содержание отчета

В отчете должны быть приведены таблицы со схемами прозвучивания, результатами измерений и расчетов; формулы, по которым производились расчеты; сопоставление положений теории УЗК и эмпирических данных; выводы.

3. Контрольные вопросы

1. От чего зависит затухание ультразвука в твердых средах?

2. Что такое рассеяние ультразвука, чем оно характеризуется?

3. Что такое поглощение ультразвука, чем оно характеризуется?

4. Как нужно учитывать затухание при использовании ультразвуковых колебаний?

Лабораторная работа 3

ДИАГРАММА НАПРАВЛЕННОСТИ (ДН) ПЭП

Цель работы: изучение способа экспериментального определения ДН наклонных ПЭП.

Аппаратура и образцы, используемые в работе: дефектоскоп УД2-12; наклонные преобразователи на частоту 2,5 МГц с углами ввода 50 или 65; кабель к ПЭП; стандартные образцы СО-2 и СО-3; линейка с миллиметровыми делениями; масло минеральное.

3.1. Метод экспериментального определения дн поля наклонного пэп

Объектом исследования является ПЭП типа П121-2,5-50-002 с углом ввода= 50, работающий на частотеf= 2,5 МГц, объектом контроля – стандартный образец СО-2 по ГОСТ 14782-76, на который нанесены шкалы, проградуированные в значениях углапреломления луча (рис. 3.1, б).

ДН в виде функции () в полярной системе координат может быть определена по огибающей амплитуд эхо-сигналов от ненаправленного отражателя в образце из контролируемого металла, измеренной с помощью типовой аппаратуры (рис. 3.1, а). В общем случае ДН() ПЭП связана с огибающей амплитуд эхо-сигналов(x) от ненаправленного отражателя (цилиндрическое поперечное отверстие) на глубинев образце контролируемого металла функцией:

, (3.1)

г

Огибающая амплитуд эхо-сигналов от цилиндрического отражателя

деn– показатель, определяемый типом ненаправленного отражателя (для сферыn= 2, для цилиндра – 1,5).

а)

б)

U(x)

x

Перемещение

ПЭП

0

Н₀

α

α₀

Ф_э(α)

x

СО-2

Рис. 3.1. Огибающая амплитуд эхо-сигналов

Огибающую амплитуд эхо-сигналов (x) при перемещении ПЭП с шагом 1 – 2 мм измеряют с помощью дефектоскопа, имеющего аттенюатор.

Для перехода от полученной нормированной огибающей (х) к ДН необходимо выполнить следующие действия:

1) каждое значение (х) умножить на соответствующее значение заранее рассчитанной функции:

, (3.2)

т. е. ; (3.3)

2. извлечь квадратный корень из функции ;

3. перевести функцию в функцию, заменив параметрна;

4. вычислить искомую функцию ДН .

При использовании стандартного образца СО-2 измеряют непосредственно () как функцию угла преломления, а при пересчете ее в диаграмму направленностипренебрегают затуханием ультразвука на пути до отражателя.

3.2. Порядок выполнения работы

1) Включить дефектоскоп с преобразователем = 50.

2) Определить по стандартному образцу СО-3 точку выхода луча ПЭП. Для этого установить ПЭП над центральной риской СО-3 и небольшими перемещениями его найти положение, соответствующее максимальному эхо-сигналу от фокусирующей поверхности образца. Точка выхода при этом расположена точно над центральной риской СО-3.

3) Установить ПЭП на стандартный образец СО-2 в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от цилиндрического отражателя (= 6 мм) максимальна, и против метки на шкале отсчитать угол ввода луча, смещая ПЭП влево и вправо, определить значения углови, при которых еще можно измерить амплитуду эхо-сигналов от отверстия; значения,,записать в табл. 3.1.

4) Перемещая ПЭП по образцу в пределах значений от допо шкале, определить в децибелах значения амплитуды() эхо-сигналов от цилиндрического отражателя6 мм при совмещении точки выхода луча с каждым делением на шкале СО-2; измерения выполнить три раза (в процессе каждого измерения обеспечивать надежный акустический контакт и повторяемость результатов), результаты измерений записать в табл. 3.1.

2. Вписать в табл. 3.2 соответствующие значения функции , которые определяются по диаграмме, приведенной на рис. 3.2, и учитывают влияние расстояния от точки ввода луча до цилиндрического отражателя на амплитуду() эхо-сигнала.

3. К каждому значению () прибавить соответствующее значение функции(в децибелах).

4. Нормировать функцию , отняв от всех ее значений максимальное значение этой функции, соответствующее углунаклона оси ДН, пользуясь номограммой или таблицей, перевести значенияиз децибел в относительные единицы функции.

5. Разделить значения функции пополам и, пользуясь номограммой, перевести полученные значения в децибелах в относительные значения искомой функции, результаты записать в табл. 3.2.

Таблица3.1