Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Михаила Тимофеевича Калашникова

Факультет «Приборостроительный»

Кафедра «Приборы и методы контроля качества»

Лабораторная работа №4

Ультразвуковые методы течеискания

Выполнил:

студенты группы 5-74-1

Моренец К.Е.

Бойченко А.М.

Стерхов П.П.

Айпалов К.А.

Преподаватель:

Мурашов С.А.

Ижевск, 2012

Цель работы

1. Освоить методики измерения физической мощности газовой течи прямым и косвенным (ультразвуковым) методами.

2. Исследовать связь между физической и акустической мощностями течи.

3. Исследовать физические возможности и пределы применимости бесконтактного УЗ-метода течеискания.

4. Ознакомиться с принципом действия ультразвукового течеискателя «Гермес-2».

Приборы и материалы

1. Ультразвуковой течеискатель «Гермес-2».

2. Пневмоустановка для имитации газовых течей.

3. Манометр.

4. Образцы имитаторов газовых течей разной мощности (1, 2, 3 и 4).

5. Линейка, медная пробирка, сосуд с водой.

Техническая документация

1. Руководство по эксплуатации ультразвукового течеискателя «Гермес-2».

Ход работы

1. Определение прямым методом истинных мощностей имитаторов газовых течей 1, 2, 3 и 4 по формуле для P = 1 атм:

Таблица 1 Время (с) истечения 10 мл газа при разных давлениях

P\№	1	2	3	4
1 атм	19,7	8,4	9,3	8,7
2 атм	9,0	5,1	5,2	4,6

1)

2)

3)

4)

2. Оценка объема вытекающего газа за один час при давлении 1 атм по формуле:

1)

2)

3)

4)

3. Определение чувствительности прибора «Гермес-2», выраженной в значениях давления P₀ на максимальном уровне чувствительности. Найти значение l₀.

Формулы:

, , ,

где:

– порог чувствительности прибора;

– интенсивность в регистрируемой волне;

А – нормировочный коэффициент, [Н/м];

r – расстояние от течи до приемника;

σ – коэффициент затухания волны в среде (σ_газ­ = а_газ·f², а_газ = 3·10^-11 с²/м, f – частота в спектре);

r₀ = 40 м (найден экспериментально);

ρc = 430 Па·с/м – волновое сопротивление среды (воздуха).

Нормировочный коэффициент А находится из условия калибровки передатчика течеискателя в единицах давления в излучаемой волне (на расстоянии от передатчика течеискателя давление в излучаемой волне на частоте 40 кГц соответствует ).

Вычисления:

Па

4. Определение расстояния r_x для газовых течей 1, 2, 3, 4 и вычисление акустической мощности W_ак этих течей по формуле:

,

где – площадь поверхности полусферы радиуса r_x.

1),

2),

3),

4),

5. Рассчитать коэффициент связи K между акустической и истинной мощностями газовых течей по формуле:

1)

2)

3)

4)

6. Выполнение тех же измерений при давлении 2 атм.

6.1. Определение прямым методом истинных мощностей газовых течей 1, 2, 3 и 4 по формуле для P = 2 атм:

1)

2)

3)

4)

6.2. Оценка объема вытекающего газа за один час при давлении 1 атм по формуле:

1)

2)

3)

4)

6.4. Определение расстояния r_x для газовых течей 1, 2, 3, 4 и вычисление акустической мощности W_ак этих течей по формуле:

,

где – площадь поверхности полусферы радиуса r_x.

1),

2),

3),

4),

6.5. Рассчитать коэффициент связи K между акустической и истинной мощностями газовых течей по формуле:

1)

2)

3)

4)

Таблица 2 Расчетные данные

№ имитатора течи	1	2	3	4
P = 1 атм
Истинная мощность, W, Вт
Объем вытекающего газа, V, м3/час
Акустическая мощность, Wак, Вт
Коэффициент связи, К, %
P = 2 атм
Истинная мощность, W, Вт
Объем вытекающего газа, V, м3/час
Акустическая мощность, Wак, Вт
Коэффициент связи, К, %

7. Графики зависимости W_ак(P), k(P), W(P):

8. Определение давления, при котором газовая течь улавливается на минимальном расстоянии (r = 5 см) и нахождение истинной мощности данной течи при этом давлении (2 атм, имитатор №4):

9. Определение, насколько увеличивается акустическая мощность и коэффициент связи для газожидкостных течей при использовании какого-либо из имитаторов:

1)

2)

3)

4)

1)

2)

3)

4)

10. Выводы по работе:

в ходе проделанной работы мы научились контролировать при помощи акустического контроля контролировать изделия на предмет газовых течей.

Мы определили истинную и акустическую мощности газовых течей и определили коэффициент связи между ними.