3.4. Порядок роботи з дефектоскопом

Після включення і настройки дефектоскопа за зразками приступають до контролю виробів.

При контролі перетворювач переміщують вручну по поверхні виробу, спостерігаючи за сигнальною лампочкою, що знаходиться в перетворювачі.

Крок сканування вибирають рівним 60-80% від мінімальної протяжності допустимого дефекту.

Швидкість сканування вибирають залежно від ступеня шорсткості контрольованого виробу і необхідної чутливості. Максимальна швидкість сканування 10-15 м/сек.

Контури виявлених дефектів обкреслюють на поверхні м'яким олівцем або крейдою за показами дефектоскопа з урахуванням відстані від краю перетворювача до осі вібратора.

3.5. Експериментальна частина

1. Ознайомитися із загальними положеннями і схемою дефектоскопа.

2. По заданих зразках провести настройку дефектоскопа.

3. Провести контроль об'єктів за завданням викладача.

4. Результати настройки і контролю занести в протокол контролю, де необхідно записати:

• характеристики об’єкта контролю;

• характерні спектральні лінії (номери каналів) для доброякісних і дефектних зон;

• положення органів управління при настройці і контролі;

• на проекції ОК нанести контури передбачуваних дефектів для 1-го і 2-го рівнів реєстрації (робота-1 і робота-2).

5. Скласти висновок про характер дефектів.

6. Зробити висновки по роботі.

3.6. Питання для самоконтролю

1. З чим пов'язана вимога мінімального акустичного зв'язку ОК з системою збудження-прийому?

2. Чому інтегральний метод вільних коливань неефективний для дефектоскопії багатошарових пластиків?

3. Що є причиною появи спектральних відмінностей між прийнятими сигналами під час переходу датчика з доброякісної зони в дефектну?

4. Як виміряти товщину об'єкту за допомогою резонансного дефектоскопа?

3.7. Література

1. Ермолов И.Н. Акустические методы контроля / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин, А.И. Потапов; под ред. В.В.Сухорукова. – М.: Высшая школа, 1991. – 283 с.

2. Методы акустического контроля метал лов / под ред. Н.П. Алешина. – М.: Машиностроение, 1989. – 456 с.

3. Инструкция по эксплуатации дефектоскопа АД-50У.

4. Потапов А.И. Контроль качества и прогнозирование надежности изделий из композитных материалов / А.И Потапов. – Л.: Машиностроение, 1980. – 261 с.

Лабораторна робота № 6 дослідження ультразвукової фокусуючої системи типу рефрактор

Мета роботи: дослідження заломлюючих властивостей на межі розділу двох середовищ, що мають різний акустичний опір, і конкретного використання цього явища для створення фокусуючої системи.

6.1. Основні положення

Ультразвукові фокусуючі системи широко застосовуються в технологічних цілях і дефектоскопії для отримання хорошої роздільної здатності і високої інтенсивності променя.

Існує чотири основні типи фокусуючих систем: активні концентратори (зігнуті випромінювачі), рефрактори (заломлюючі лінзи (рис. 6.1)), рефлектори (пасивні відбивачі) і дефлектори (зональні пластинки).

Рис. 6.1 Фокусуюча система типу рефрактор: R – радіус кривизни,

a – радіус зіниці рефрактора, F – фокусна відстань

Фокусну відстань лінзи можна знайти аналогічно тому, як це робиться в оптиці (рис. 6.2)

Рис. 6.2 Знаходження фокусної відстані:

R - радіус кривизни, α і β - кути падіння і заломлення на межі розділу середовищ 1 і 2, в яких швидкості звукових хвиль становлять С₁ і С₂ відповідно.

Тоді:

(6.1)

де - відносний показник заломлення.

При малих кутах α і β (параксіальні промені) можна записати , а так як

(6.2)

При малих кутах, очевидно:

, (6.3)

, (6.4)

і після підстановки (6.3) і (6.4) в (6.2) отримаємо:

(6.5)

Так як , то F>0 – лінза є збираючою.

Під впливом дифракції фокус буде не точковим, а областю кінцевих розмірів (рис. 6.3).

Рис. 6.3 Вплив дифракції на розмір фокальної плями

Площа неекранованої частини лінзи:

,

а площа центрального максимуму дифракційного розподілу інтенсивності у фокальній площині:

,

Отже, інтенсивність ультразвукової хвилі у фокусі лінзи:

, (6.6)

де - інтенсивність падаючої на лінзу хвилі.

Згідно дифракційної теорії, напрям на перший максимум інтенсивності визначається за формулою:

(6.7)

де λ - довжина ультразвукової хвилі.

Для прямих кутів можна записати:

а після підстановки в (6):

(6.8)

Враховуючи, що в центральному дифракційному максимумі зосереджено лише 84% падаючої енергії, остаточно отримаємо:

(6.9)

Ця формула показує, що для фокусування ультразвуку недостатньо зробити лінзу з відповідного матеріалу і розмістити її у відповідному середовищі (див. формулу 6.5), але необхідно також, щоб площа лінзи була великою в порівнянні з довжиною ультразвукової хвилі, помноженою на фокусну відстань лінзи. Щоб інтенсивність у фокусі була якомога більшою, необхідно виготовити лінзу більшого радіусу, меншої фокусної відстані і використовувати ультразвук вищої частоти.