Амплитуды эхосигналов

При условии d/A,>0,7 конечная длительность импульса будет приводить к сглаживанию осцилляции амплитуды эхосигнала.

Если площадь отражающего диска (или плоскодонного отверстия) увеличивается и приближается по размеру к площади преобразователя, изменением функции J?/2 на поверхности дефекта пренебречь нельзя. В результате уменьшения функции RI2 от центра К периферии отражателя амплитуда сигнала возрастает с ростом дефекта медленнее, чем по закону Sb/A,2 (рис. 2.11). Когда размер диска достигает, а затем превосходит размер преобразователя, возможны две закономерности изменения амплитуды эхосигнала. Если отражатель находится в

амплитуда эхосигнала от плоскодонного отверстия данного размера, залегающего на данной глубине, т. е. учтена возможность смещения отражателя в сторону от оси преобразователя для достижения максимума эхосигнала, как это делают, когда дефект в ближней зоне. Заштрихованные области показывают границы изменения амплитуды эхосигнала при вариации формы и длительности импульса. При работе с преобразователями определенного типа (с заданным диаметром и длиной волны) пользуются размерными АРД-диаграммами (см. задачу 3.1.1).

формула для амплитуды эхосигнала имеет вид

Сводка формул и способов расчета максимальной амплитуды эхосигнала приведена в приложении табл. П.6.

Зарубку, или плоский угловой отражатель (рис. 2.17), выполняют с помощью инструмента в виде зубила с плоской передней гранью, располагаемой перпендикулярно поверхности образца. Приближенный расчет амплитуды эхосигнала от такого отражателя выполняют, вводя мнимый излучатель и мнимое продолжение зарубки, зеркально симметричные действительным (показаны пунктиром). В результате множитель А=А3, характеризующий отражательную способность зарубки в формуле (2.20), имеет вид

Таким образом, предположение о пропорциональности амплитуды эхосигнала от зарубки ее площади, сделанное на основе приближения лучевой акустики, оказывается пригодным лишь для узкого диапазона углов а»45°. Множитель N в (2.23) рассчитывают с помощью кривых, которые зависят не только от угла а, но также от отношения глубины зарубки к длине волны (см. приложение рис. П.14).

Рис. 2.19. Изменение амплитуды эхосигнала при перемещени преобразователя (D=12 мм, /=2,5 МГц) над плоскодонными отверстиями разного диаметра в стали

Влияние боковой поверхности сказывается в возникновении ошибок в измерении амплитуды эхосигнала и определении координат дефекта. Если в месте расположения преобразователя непосредственно над дефектом образуется интерференционный минимум, то в поисках максимума контроллер сместит преобразователь в сторону и ошибочно укажет расстояние т от дефекта до свободной поверхности.

Процесс настройки чувствительности при ручном контроле сводится к тому, что путем перемещения преобразователя по испытательному образцу добиваются получения максимальной амплитуды эхосигнала от заданного отражателя. Далее (если необходимо) корректируют чувствительность аттенюатором для достижения уровня фиксации. После этого ручками, управляющими чувствительностью, добиваются того, чтобы соответствующий импульс составлял 2/з... '/2 экрана. Не следует без нужды вводить большую отсечку шумов (особенно если она не компенсированная), так как это вызовет резкую диспропорцию при сравнении амплитуд сигналов от различных дефектов по экрану дефектоскопа.

Измерение размеров дефектов выполняют весьма приближенно в связи с тем, что эти размеры обычно соизмеримы с длиной волны ультразвука и шириной акустического поля преобразователя. Ошибки в 1,5 ...2 раза в оценке величины небольших дефектов признаются вполне удовлетворительным результатом, соответствующим возможностям метода. Существует три основных способа оценки размеров дефектов. Первый связан с измерением максимальной амплитуды эхосигнала от дефекта, второй — с определением положения крайних точек дефекта по изменению амплитуды эхосигнала, третий — с измерением координат крайних точек по максимуму эхосигнала.

искусственными отражателями (рис. 2.10): диск — плоскодонным отверстием, сферу — отверстием со сферическим дном и т. д. Амплитуды эхосигналов от моделей дефектов и искусственных отражателей мало отличаются, когда их размеры больше длины волны ультразвука. В противном случае амплитуды эхосигналов могут не совпадать.

В разобранных выше вариантах акустического тракта определялись максимальные амплитуды эхосигналов от различных отражателей. Рассмотрим, что происходит, когда преобразователь перемещается относительно отражателя.

4) Сравнивают амплитуды эхосигналов трансформированной Рт и нетрансформированной Р0 волн. Излученная наклонным преобра-

г) для материалов, обычно контролируемых УЗ, нужно измерять амплитуды эхосигналов с погрешностью < 0,2 дБ. Если аттенюатор дефектоскопа имеет цену делений 1 или 2 дБ, следует выполнять разметку экрана в долях дБ.

При дифракции на плоских (плоскостных) дефектах (см. рис. 1.28, б) дифракционные волны имеют вид расходящихся лучей от каждой точки края или ребра Д и Д' дефекта. Это и продольные, и поперечные волны. Точки Д и Д' называют блестящими точками. Например, такие волны наблюдают от края трещины. Амплитуды эхосигналов от обоих ребер приблизительно равны.

Систему временной регулировки чувствительности (ВРЧ) правильнее назвать временной автоматической регулировкой усиления или корректировкой амплитуды с расстоянием (по-английски — DAC: distance amplitude correction). Она предназначена для автоматической регулировки коэффициента усиления приемника таким образом, чтобы амплитуды эхосигналов от одинаковых дефектов при изменении расстояний от преобразователя до дефектов не меняли своей амплитуды.

Заготовки образцов предварительно контролируют УЗ на возможно более высокой чувствительности с целью исключения мешающего влияния естественных дефектов. Ширина образцов должна быть достаточно большой, чтобы отражения от боковых поверхностей не влияли на амплитуды эхосигналов от отражателей. Этот вопрос будет рассмотрен в разд. 2.2.3.4.

Исследования СП. Перевалова [257] показали, что предпочтительный способ изготовления зарубок - эрозионный. При нем достигаются максимальный коэффициент корреляции между различными зарубками и минимальная дисперсия результатов. Подбор правильной формы электродов позволяет довольно точно выполнить требуемый отражатель. Оптимальный металл для изготовления электродов - вольфрам. Представляет опасность прижог металла образца. В связи с шероховатостью отражающей поверхности при электроэрозионной обработке наблюдается ослабление эхосигнала на -0,5 дБ. Предлагается проводить акустическую аттестацию зарубок, т.е. сравнивать амплитуды эхосигналов от них со стандартными значениями. На амплитуду эхосигнала влияет акустическое поле каждого индивидуального преобразователя. Аттестацию рекомендуется проводить с помощью преобразователя, который обеспечивает монотонное убывание амплитуды эхосигнала от боковых цилиндрических отверстий на разной глубине.

Одинаковые амплитуды эхосигналов два компактных отражателя дадут, когда их значения А одинаковы, причем d > X; отсюда

поверхности (см. разд. 2.2.1.3). Вместо них используют такие отражатели, как дно ОК, двугранный угол, боковое цилиндрическое отверстие, зарубка, сегмент, регулируя при необходимости после настройки на них чувствительность аттенюатором. Сопоставить амплитуды эхосигналов от рассмотренных отражателей с сигналами от плоскодонных отверстий расчетным способом можно, используя формулы акустического тракта (см. разд. 2.2.2).

Находят положение преобразователя, соответствующее максимуму эхосигнала, и определяют угол ввода а. Далее перемещают преобразователь по образцу и измеряют относительное изменение амплитуды эхосигналов при других значениях X = X и других углах а'.