Раздельно совмещенным

противоположной стороны к пьезопластине 3 прикреплен демпфер 2 из материала с большим поглощением ультразвука. Демпфер уменьшает длительность колебания пьезопластин, т.е. способствует получению коротких зондирующих импульсов. Прямой преобразователь размещен в стальном корпусе I. В наклонных (рис. 4.7, б) и PC-преобразователях (рис. 4.7, в) пьезопластина 3 приклеена к призмам 5 из оргстекла, полистирола, поликарбоната, капролана и других материалов. Прямые и наклонные преобразователи работают в основном по совмещенной схеме, т.е. один и тот же пьезоэлемент является излучателем Г и приемником П ультразвуковых колебаний. Вибратор контактных раздельно-совмещенных преобразователей состоит из двух призм 5 с приклеенными к ним пьезопластина-ми 3, которые разделены электроакустическим экраном 7. Он служит для предотвращения прямой передачи сигналов от излучающей пьезопластины, подключенной к генератору Г, к приемной пьезопластине П, подключенной к усилителю электронного блока дефектоскопа

Резонатор контактных раздельно-совмещенных преобразователей (рис. 23, в) состоит из двух призм 8 с приклеенными к ним пьезопластинами 1, которые разделены электроакустическим экраном 9. Он служит для предотвращения прямой передачи ультразвука от излучающей пьезопластины, подключенной к генератору, к приемной пьезопластине, подключенной к усилителю электронного блока дефектоскопа.

удлиняющая путь отраженных колебаний. На пути этих колебаний располагают зоны небольших отверстий, грани призмы выполняют ребристыми или приклеивают к ним материалы с приблизительно одинаковым характеристическим импедансом, но со значительно большим затуханием. Для того чтобы в изделие проходили волны только одного типа, угол падения (наклона призмы) делают либо небольшим (при этом поперечные волны практически не возбуждаются), либо в интервале, между первым и вторым критическим углами. В этом случае при переходе из призмы в изделие излучаемые пьезопластиной продольные волны трансформируются в поперечные. Для пары оргстекло—сталь эти условия выполняются при углах $<^. <\ Т и 28° < Р< 58°. Призмы с малыми углами используют обычно в раздельно-совмещенных, а с большими углами — в наклонных преобразователях. Кроме того, призмы с углами 27 и 60° используют для возбуждения продольной подповерхностной волны и поверхностной волны Рэлея соответственно»

В раздельно-совмещенных преобразователях призма должна удовлетворять дополнительным требованиям. Например, в толщинометрии важно, чтобы время прохождения колебаний сквозь призму не зависело от темпе-

7. Прочие причины, например изменение температуры, приводящее к изменению толщины изделия и скорости звука в нем и в призме преобразователя (для раздельно-совмещенных преобразователей).

Для уменьшения погрешностей, обусловленных влиянием температуры на время распространения импульсов УЗК в призмах раздельно-совмещенных преобразователей, их изготовляют из материалов с малыми температурными коэффициентами скорости звука (например, плавленого кварца). При работе в широком диапазоне температур применяют системы компенсации изменения времени прохождения волн в призме.

На рис. 86 представлена обобщенная функциональная схема эхо-импульсного автокалибрующегося толщиномера, применительно к которой ниже будут проанализированы различные варианты раздельно-совмещенных

Впервые подробно описаны конструкции и особенности использования раздельно-совмещенных преобразователи различных типов.

Рассчитанные по приведенным формулам зависимости для наиболее часто встречающихся случаев показаны на рис. 1.18. При этом плоскости поляризации источника и приемника отклоняются на одинаковые углы от плоскости падения. Из анализа зависимостей следует, что максимальное значение амплитуды достигается при любых углах падения и стремлении углов „, 2 к 90°, т. е. при озвучивании отражающей границы горизонтально поляризованными волнами, коэффициент отражения которых равен единице. Кроме того, максимальный сигнал достигается при угле падения р = 45° и любой ориентации поляризации падающей волны, когда ?„ = — ?2. Это связано с тем, что именно при таком угле падения фаза отраженной вертикально поляризованной волны равна нулю (см. рис. 1.17), т. е. совпадает с фазой отраженной горизонтально поляризованной волны. При таком угле падения эллиптически поляризованная поперечная волна вырождается в линейно поляризованную и эффективный коэффициент ее отражения равен единице. Это обстоятельство говорит в пользу применения раздельно-совмещенных преобразователей типа «Дуэт» с довольно значительной горизонтально поляризованной компонентой при определенных углах разворота.

Отраслевые стандартные образцы и стандартные образны предприятий используют, как правило, для настройки предельной или эквивалентной чувствительности и каслрой/ш временной селекции при контроле конкретных изделий и соединений, когда воспользоваться государственными стандартными образцами но техническим причинам не удастся, Применение таких образцов оказывается необходимым и эффективным при контроле изделий с криволинейными поверхностями, малой толщины,- сложного профиля, при использовании раздельно-совмещенных и других f/pe-образователен специальной конструкции.

5. Использование раздельно-совмещенных преобразователей. PC-преобразователи с углом схождения 15 ... 20° и более позволяют резко снизить уровень помех от повторного рассеяния, При углах 20 ... 45° к направлению излучения находится минимум интенсивности первичных помех. PC-преобразователи, кроме того, характеризуются минимальным: уровнем собственных помех .

При неразрушающем контроле акустические волны возбуждают и принимают путем преобразования электрических колебаний в упругие и наоборот. Для этой цели используют специальные устройства — электроакустические преобразователи (ЭАП) или просто преобразователи. Если преобразователь предназначен для изучения волн, его называют излучателем, если для приема — то приемником. Если один и тот же преобразователь выполняет обе функции, то его и соответствующую схему контроля называют совмещенными. Если излучатель и приемник разделены, то схему контроля называют раздельной. Если раздельные излучатель и приемник объединены конструктивно в одном блоке, то преобразователь называют раздельно-совмещенным (PC).

Раздельно-совмещенным преобразователем обнаруживают дефекты на глубине до 3 мм под обшивками из алюминиевых сплавов и до 15 мм в пластиках (типа оргстекла). Размер выявляемого дефекта не меньше базы преобразователя (обычно 7.. 10 мм).

обнаруживают лучом, отраженным от нижней поверхности головки рельса (рис. 65). Полный контроль рельсов зеркально-теневым и эхо-методами, а также выявление трещин вблизи болтовых отЁерстий проводят прибором УЗД-НИИМ-6. Указанная схема контроля реализуется также в вагонах-дефектоскопах, производительность которых достигает 10 м/с. Контроль сварных соединений. Ультразвуковой контроль сварных соединений согласно ГОСТ 14782—76 проводят, как правило, эхо-методом с включением преобразователей по совмещенной схеме. Значительно реже применяют теневой и зеркально-теневой с раздельным и раздельно-совмещенным включением преобразователей соответственно и эхо-зеркаль-

с раздельно-совмещенным преоб- Расслоения в слоистых пластиках и неметаллических покрытиях, дефекты соединений 0,8 15 — 20 для • пластиков 0,1 — 0.3 Меньшее (по сравнению с велосиметрическим методом и методом свобод- ^min уменьшается с уменьшением базы преобразователя

Способ с раздельно-совмещенным преобразователем. В импедансном дефектоскопе с РС-пресбразователем (рис. 101) преоСрэзователь 1 содержит идентичные, раздельные, акустически и электрически изолированные друг от друга излучающий И и приемный Я составные пьезовибраторы. Каждый вибратор состоит из пьезоэлемента 2 в виде прямоугольного бруска с электродами на боковых сторонах (поперечный пьезоэффект) и накладок 3 и 4. Для повышения чувствительности база преобразователя уменьшена путем размещения контактных наконеч-

Рис. 101. Общая структурная схема им-педансного дефектоскопа с раздельно-совмещенным преобразователем и амлпи-тудно-фазовой обработкой информации

Аппаратура. Для контроля используют дефектоскопы АД-50У, АД-60С и АД-20УП (см. табл. 30). В 12-ка-нальных приборах АД-50У и АД-60С для настройки и оценки результатов служит визуализирующее спектр световое табло; двухканальный прибор АД-20УП настраивают по стрелочному индикатору. Структурная схема дефектоскопа АД-60С для контроля-МСК и импедансным методом с раздельно-совмещенным (PC) преобразователем (рис. 104) отличается от схемы дефектоскопа АД-50У наличием дополнительных узлов для реализации им-педансного метода. Для контроля МСК используются преобразователи с ударными вибраторами и пьезоэлектрическими (ПДУ-1, ПДУ-2) или микрофонным (ПДУ-3) приемниками. Им-педансный метод реализуется с помощью PC-преобразователя ПА-1 с составными пьезовибраторами на .частоту 15 кГц.

Гребные винты подвергают УЗК только в зоне галтельного перехода от ступицы к лопасти. Прозвучивают подповерхностную зону глубиной до 40 ... 60 мм. Контроль ведут раздельно-совмещенным и наклонным преобразователями для выявления подповерхностных трещин. Чувствительность фиксации S0 = = 5 мм3. Настройку чувствительности и оценку дефектов проводят с помощью испытательных образцов, имеющих прямые и наклонные плоскодонные отражатели. При необходимости УЗК подвергают и остальные части винта, например всю ступицу или полностью лопасти, в сварных винтах прозвучивают и сварное соединение.

Диффузионной сваркой можно соединять как однородные, так и разнородные материалы. Так как сварные изделия, выполняемые такой сваркой, как правило, имеют сравнительно небольшие размеры и плоскость соединения часто параллельна поверхности изделия, контроль целесообразно вести эхо- и эхо-теневым методами прямым совмещенным или раздельно-совмещенным преобразователем.

Для получения некачественного сплавления часть образцов наплавлялась с нарушением технологии. Поверхность образцов обрабатывалась механическим путем до получения плоско-параллельных поверхностей. Контроль образцов производился раздельно-совмещенным и совмещенным искателем на частоте 1,8 и 2,5 МГц.

Контроль подступичной части цилиндрических осей возможен раздельно-совмещенным малогабаритным преобразователем на частоту 5 МГц, если крепление ступицы шкива к оси выполнено с помощью съемных сегментов. При этом преобразователь устанавливают на торец ступицы оси. Контролируют подступичную часть перемещая преобразователь по торцу подступичной части оси. Условная чувствительность — 35 мм.