Ультразвуковой эхо-импульсный дефектоскоп
Ультразвуковой эхо-дефектоскоп – это прибор, предназначенный для обнаружения несплошностей и неоднородностей в изделии, определения их координат, размеров и характера путем излучения импульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных от неоднородностей эхо-сигналов. Рассмотрим его составляющие.
Рисунок 1 – Блок схема импульсного ультразвукового дефектоскопа |
Генератор радиоимпульсов 3 возбуждает, пьезопластину передающей искательной головки 1. Ультразвуковые колебания распространяются в контролируемой детали, отражаются от ее противоположной стенки ("донный сигнал") и попадают на пьезопластину приемной искательной головки 2. Отраженные ультразвуковые колебания возбуждают колебания пьезопластины приемной искательной головки 2. При этом на гранях пьезопластины возникает переменное напряжение, которое детектируется и усиливается в усилителе 4, а затем поступает на вертикальные отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 5 осциллографа. Одновременно генератор горизонтальной развертки 6 подает пилообразное напряжение на горизонтальные отклоняющие пластины ЭЛТ 5. Генератор радиоимпульсов 3 возбуждает пьезопластину передающей искательной головки 1 короткими импульсами, между которыми получаются продолжительные паузы. Это позволяет четко различать на экране ЭЛТ 5 сигнал начального (зондирующего) импульса I, сигнал от дефекта III и донный сигнал II. При отсутствии дефекта в контролируемом участке детали на экране осциллографа импульс III будет отсутствовать. Перемещая передающую и приемную искательные головки по поверхности контролируемой детали, обнаруживают дефекты и определяют их местоположение. В некоторых конструкциях ультразвуковых дефектоскопов имеется только одна совмещенная искательная головка, которая используется как для передачи, так и для приема ультразвуковых колебаний. Места прилегания искательных головок к контролируемой детали смазывается тонким слоем трансформаторного масла или вазелина для обеспечения непрерывного акустического контакта искательных головок с поверхностью контролируемого изделия.
4. Назначение дефектоскопа дук-13им
- Дефектоскоп ультразвуковой импульсный типа ДУК-13ИМ, называемый в дальнейшем прибор, предназначен для выявления внутренних дефектов в изделиях из металлов (трещин, пор, расслоений, непроваров, шлаковых включений и т.д.), определения их координат в сварных и клепаных соединениях.
- Прибор является переносным и предназначается для использования цеховых и полевых условиях в интервале температур 0-40°С и относительной влажности не более 80 % при 20°С
5. Устройство и работа дук-13им
Рисунок 2. Структурная схема ДУК-13ИМ
ГРИ - генератор радиоимпульсов
УР - усилитель радиочастоты
ВУиАСД - видеоусилитель и АСД
ГРиИ - генератор развертки и импульсов подсвета
Г - глубиномер
ЛЗ - линия задержки
ИГ - искательная головка
Э-ЛТ - электронно-лучевая трубка
ПН - преобразователь напряжения
В приборе используется свойство УЗК отражаться от физически неоднородных включений в контролируемом объекте.
- Прибор состоит из следующих узлов (см. рис. 2):
- генератора радиоимпульсов;
- усилителя радиочастоты;
- видеоусилителя и автоматического сигнализатора дефектов (АСД);
- генератора развёртки и импульсов подсвета;
- глубиномера;
- линии задержки;
- искательной головки;
- электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);
- преобразователя напряжения.
Прибор работает следующим образом. Генератор радиоимпульсов 1, работающий с частотой повторения около 1000 Гц, возбуждает УЗК в контуре искательной головки 7, состоящем из катушки индуктивности и кристалла титана бария. УЗК вводятся в контролируемое изделие и, отразившись от дефекта, вновь воздействует на пластину титаната бария, вызывая в ней появление электрического сигнала. Принятые сигналы усиливаются усилителем высокой частоты 2, видеоусилителем 3 и подаются на пластины ЭЛТ 8 и АСД. Одновременно отрицательный импульс с генератора радиоимпульсов l подается через дифференцирующую цепочку на запуск глубиномера 5 через линию задержки 6 на вход генератора развертки и импульсов подсвета 4. С выхода этого генератор снимается линейно-изменяющееся напряжение, подаваемое на ЭЛТ и обеспечивающее развертку изображения, импульс подсвета, длительность которого, равна длительности прямого хода напряжения развертки.
Прибор имеет два режима работы, определяемые положением переключателя В1. В положении I этого переключателя "Контроль от поверхности» синхронизирующий импульс через линию задержки 6 запускает генератор развёртки 4, в положении 2 переключателя "Контроль по слоям» генератор развертки запускается с задержкой, обеспёчиваемой глубиномером 5. Измерение глубины залегания дефекта производится при помощи импульса, выданного глубиномером 5 и усиленного видеоусилителем. При совпадении импульсов от дефекта с импульсами подсвета на выходе каскада совпадения (1-й каскад видеоусилителя) появляeтcя сигнал, который подаётся на 2-й каскад видеоусилителя и на АСД. С выхода АСД сигнал подаётся на телефон. Преобразователь 9 предназначен для питания коллекторных и базовых цепей транзисторов, а также для питания ЭЛТ и радиоламп.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Установить тумблер "Контроль" в положение "от поверхности".
Установить по шкале "Координаты дефекта" метку глубиномера в положение, соответствующее толщине контролируемого участка.
Ручкой "Глуб.контроля" поставить метку глубиномера в крайнее правое положение на линии развертки.
Установить ручками "Чувствит." и "ВРЧ" чувствительность прибора так, чтобы, не меняя положения ручек можно было обнаружить искусственные дефекты на минимальной и необходимой максимальной глубине для прямой искательной головки в эталоне № I.
В результате получили следующее значение:
Тип искательной головки |
Эталонное значение длительности, мкс |
Экспериментальное значение, мкс |
Прямая |
20 |
36 |
Вывод: Выполнив данную лабораторную работу, мы получили навыки работы с дефектоскопом. Провели измерения длительности по эталону №1. Полученное экспериментальное значение длительности отличается от эталонного. Это связано с тем, что напряжение в блоке питания вместо 12 В составляет всего лишь 7,5 В.