Ультразвуковий метод

Ультразвуковою хвилею називається процес поширення пружних коливань ультразвукової частоти в матеріальної середовищі.

Напрямок, в якому поширюється максимум енергії хвильового процесу, називається променем.

Поздовжньою хвилею називається така хвиля, в якій коливальний рух окремих частинок відбувається в тому ж напрямку, в якому поширюється хвиля.

Поперечною називають таку хвилю, в якій окремі частинки коливаються в напрямі, перпендикулярному напрямку поширення хвилі.

Поверхневими хвилями (хвилями Релея) називають пружні хвилі, що поширюються вздовж вільної (або слабо навантаженої) межі твердого тіла і швидко затухаючі з глибиною.

Звукові хвилі не змінюють траєкторії руху в однорідному матеріалі. Відображення акустичних хвиль походить від розділу середовищ з різними питомими акустичними опорами. Чим більше різняться акустичні опори, тим більша частина звукових хвиль відіб'ється і повернеться до приймача при проходженні фронту хвилі через межу розділу. Так як включення в металі часто містять повітря, що має на кілька порядків більше питомий акустичний опір, ніж сам метал, то за включення хвилі практично не проходять. Розширенння акустичного дослідження визначається довжиною використовуваної звукової хвилі. Це обмеження накладається тим фактом, що при розмірі перешкоди менше чверті довжини хвилі, хвиля від нього практично не позначається. Це визначає використання високочастотних коливань —ультразвуку.

Випромінювання ультразвуку проводиться за допомогою резонатора, який перетворює електричні коливання в акустичні за допомогою зворотного п'єзоелектричного ефекту і вводить їх в досліджуваний матеріал. Відображені сигнали потрапивши на п'єзопластин через прямий п'єзоелектричний ефект перетворюються в електричні, які й реєструються вимірювальними ланцюгами.

Існує п'ять методів проведення дослідження:

- Ехо-метод - найпоширеніший: резонатор генерує коливання (генератор) і він же приймає відбиті від дефектів сигнали (приймач)

- Тіньовий - використовуються два резонатора, які знаходяться по два боки від досліджуваної деталі на одній лінії. У цьому випадку один з резонаторів генерує коливання (генератор), а другий бере їх (приймач). Ознакою наявності дефекту буде значне зменшення амплітуди прийнятого сигналу, або його пропажа (дефект створює акустичну тінь).

- Дзеркально-тіньовий — використовується для контролю деталей з паралельними двома сторонами, розвиток тіньового методу: резонатор генерує коливання і приймає їх відображення від протилежної грані деталі, ознакою дефекту, як і при тіньовому методі буде вважатися пропажа відбитих коливань. Основна перевага цього методу на відміну від тіньового полягає в доступі до деталі з одного боку.

— Дзеркальний — використовуються два перетворювача з одного боку деталі: згенеровані коливання відбиваються від дефекту в бік приймача. На практиці використовується тільки для специфічних дефектів (це пов'язано зі складністю прогнозування відображення сигналів від дефектів) і тільки разом з іншими методами.

— Дельта-метод — різновид дзеркального методу — відрізняються механізмом відображення хвилі від дефекту і способом прийняття. На практиці не використовується.

Сучасні дефектоскопи використовують одночасно кілька методів у різних поєднаннях, формують вузький промінь акустичних хвиль і точно заміряють час, що минув від моменту випромінювання, до прийому луно-сигналу, що дозволяє досягти високого просторового дослідження та достовірності прийнятого рішення про дефектності досліджуваної деталі. Комп'ютеризовані системи з фазованими ґратами випромінювачів дозволяють отримати тривимірне зображення дефектів у металі.

Ультразвукове дослідження не руйнує і не пошкоджує зразок, що є його головною перевагою. Так само можна виділити високу швидкість і достовірність дослідження при низькій вартості і низькій небезпеці для людини.

Поиск по сайту: