страница - 104
£
Рве. 3.5.11. Методы отражения:
а - эхо; б - эхо-зеркальный; в - дельта-метод; г - дифракционно-временной; д - реверберационный; 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник; 5 - усилитель; 6 - синхронизатор; 7 - индикатор
Зеркально-теневой метод основан на измерении амплитуды донного сигнала. На рис. 3.5.12, а отраженный луч условно смещен в сторону. По технике вьшолнения (фиксирует эхо-сигнал) его относят к методам отражения, а по физической сущности контроля (измеряют ослабление сигнала, дважды прошедшего изделие в зоне дефекта) он близок к теневому методу.
Эхо-теневой метод основан на анализе как прошедших, так и отраженных волн (рис. 3.5.12, б).
В эхо-сквозном методе фиксируют сквозной сигнал, испытавший двукратное отражение в изделии, а в случае появления полупрозрачного дефекта - также сигналы, соответствующие отражениям волн от дефекта и испытавших также отражение от верхней и нижней поверхностей изделия. Большой непрозрачный дефект обнаруживают по исчезновению или сильному уменьшению сигнала, т.е. теневым методом.
Методы собственных частот основаны на измерении этих частот (или спектров) колебаний контролируемых объектов. Собственные частоты измеряют при возбуждении в изделиях как вынужденных, так и свободных колебаний. Свободные колебания обычно возбуждают механическим ударом, вынужденные -воздействием гармонической силы меняющейся частоты.
Различают интегральные и локальные методы. В интегральных методах анализируют собственные частоты изделия, колеблющегося как единое целое, в локальных - колебания отдельных его участков.
Рис. 3.5.12. Комбинированные методы, используницие прохождение и отражение:
а- зеркально-теневой; б- эхо-теневой; в - эхо-сквозной; 1 - дефект; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник
fO
о
г)
Рис. 3.5.13. Методы собственных частот с использованием вынужденных колебаний (а - интегральный; б - локальный) и свободных (в - интегральный; г - локальный) 1 - генератор непрерывных колебаний меняющейся частоты; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник; 5 - усилитель; 6 - индикатор резонанса; 7- модулятор частоты; 8 - индикатор; 9 - спектроанализатор; 10 - ударный вибратор; 11 - блок обработки информации
Методы собственных частот, использующие вынужденные колебания. В интегральном методе генератор 1 (рис. 3.5.13, а) регулируемой частоты соединен с излучателем 2, возбуждающим упругие колебания (обычно продольные или изгибные) в контролируемом изделии 3. Приемник 4 преобразует принятые колебания в электрический сигнал, который усиливается усилителем 5 и поступает на индикатор резонанса 6. Регулируя частоту генератора 1, измеряют собственные частоты изделия 3. Диапазон применяемых частот до 500 кГц.
Локальный метод с использованием вынужденных колебаний {ультразвуковой резонансный метод) применяют в основном для измерения толщин. В изделии 3 (рис. 3.5.13, б) преобразователем 2, 4 возбуждают упругие волны (обычно продольные) непрерывно меняющейся частоты. Фиксируют частоты, на которых отмечаются резонансы системы преобразователь - изделие. По резонансным час-
тотам определяют толщину стенки изделия и наличие в нем дефектов. Дефекты, параллельные поверхности, меняют измеряемую толщину, а расположенные под углом к поверхности - приводят к исчезновению резонансов. Диапазон применяемых частот - до нескольких мегагерц.
Методы собственных частот, использующие свободные колебания, также делят на интегральные и локальные.
В интегральном методе в изделии 3 (рис. 3.5.13, а) ударом молотка 1 возбуждают сво-боднозатухающие колебания. Эти колебания принимают микрофоном, усиливают и фильтруют полосовым фильтром, пропускающим только сигналы с частотами, соответствующими выбранной моде колебаний. Частоту измеряют модулятором 7. Признаком дефекта служит изменение (обычно снижение) частоты. Как правило, используют основные собственные частоты, не превышающие 15 кГц.
В локальном методе (рис. 3.5.13, г) воз-буждаемьгй генератором / вибратор 10 создает периодические удары по контролируемому изделию. Электрические сигналы с приемного микрофона 4 через усилитель 5 поступают на спектроанализатор 9. Выделенный последним спектр принятого сигнала обрабатывается решающим устройством 11, результат обработки появляется на индикаторе. Кроме микрофонов применяют пьезоприемники. Дефекты регистрируют по изменению спектра принятого импульсного сигнала. В отличие от интегрального метода контроль выполняется путем сканирования изделий. Обычный диапазон рабочих частот от 0,3 до 20 кГц.
Акустико-топографический метод имеет признаки интегрального и локального методов. Он основан на возбуждении в изделии интенсивных изгибных колебаний непрерывно меняющейся частоты и регистрации распределения амплитуд колебаний с помощью наносимого на поверхность порошка. Упругие колебания возбуждают преобразователем, прижимаемым к сухому изделию. Преобразователь питают от мощного (порядка 0,4 кВт) генератора непрерывно меняющейся частоты. Если собственная частота отделенной дефектом (расслоением, нарушением соединения) зоны попадает в диапазон возбуждаемых частот, колебания этой зоны усиливаются, покрывающий ее порошок смещается и концентрируется по границам дефектов, делая их видимыми. Диапазон используемых частот - от 40 до 150 кГц.
Импедансвые методы используют зависимость импедансов изделий при их упругих колебаниях от параметров этих изделий и наличия в них дефектов. Обычно оценивают механический импеданс
Z=F/y,
где F и v - комплексные амплитуды возмущающей силы и колебательной скорости соответственно. В импедансных методах используют изгибные и продольные волны.
При использовании изгибных волн преобразователь стержневого типа (рис. 3.5.14, а) содержит соединенный с генератором 1 излучающий 2 и приемный 4 пьезоэлементы. Через сухой точечный контакт преобразователь возбуждает в изделии 3 гармонические изгибные колебания. В зоне дефекта соединения модуль Z механического импедан-
са Z = \Z\e
уменьшается и меняется его
аргумент ср. Эти изменения регистрируются электронной аппаратурой. В импульсном варианте этого метода в системе преобразователь - изделие возбуждают импульсы свободно затухающих .колебаний. Признаком дефекта служит уменьшение амплитуды и несущей частоты этих колебаний.
Рис. 3.5.14. Методы контроля:
а - импедансный; б - акустико-эмиссионный; 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник; 5 - усилитель; 6 - блок обработки информации с индикатором
Кроме совмещенного преобразователя применяют раздельно-совмещенные преобразователи, имеющие в общем корпусе раздельные излучающий и приемный вибраторы. Эти преобразователи работают в импульсном режиме. При работе совмещенными преобразователями используют частоты до 8 кГц, раздельно-совмещенными - импульсы с несущими частотами 15-35 кГц.
В другом варианте в контролируемой многослойной конструкции с помощью плоского пьезопреобразователя возбуждают продольные упругие волны фиксированной частоты. Дефекты регистрируют по изменению входного электрического импеданса 7 пьезопреобразователя. Импеданс определяется входным
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]