39.Основные параметры, характеризующие свойства пэп (коэффициент преобразования, ахч, полоса пропускания).

Коэффициент преобразования – кол-ое выражение отношения м/ду различными физическими величинами, измерен. на входных и выходных частях преобразования.

K_σu= σ _H /U_H; K_uσ=U_п/ σ_п; σ-норм. напряжение на рабочей поверхности.

U_H, U_п- напряжение генератора.

Для совмещенного преобразования используется коэф. двойного преобразования.

K_uu= U_п/ U_п; K_uI= U_п/I_п; K_п= I_п /I_п; K_Iu= I_п / U_п;

Амплитуда акустического сигнала определяется выражением:

|σ _H|=| K_σu U_H |;

Частоту f, при которой |K_BH| имеет максиму в обл. рабочих частот, наз. частотой максимума преобразования f_BH.

Частотный диапазон |K_BH| в рабочей обл. частот с неравномерностью АЧХ≤-6дБ наз. полосой пропускания Δf_mп.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – зависимость модуля коэф. преобразования от частоты.

Чем шире полоса частот, тем разрешающая способность прибора.

Δf_BH=f_B-f_H – полоса пропускания;

f_B – верхняя граница пропускания

f_H – нижняя граница пропускания

40.Акустическое поле преобразователя, диаграмма направленности.

Поле излучения определяется давлением или компонентами тензора напряжения, созд. преобразователем и действ. на точечный приемник в точках пространства перед преобразователем. Поле приема определяется сигналом приемного преобразователя при действии на него точечного излучателя, помещенного в некоторой точ. пространства. Поле излучение приема хар-ся средним значением амплитуды акустического сигнала на приемном преобразователе, возникает в результате отражения излучения того же, преобразователя от точечного рефлектора.

Акустическая ось норм. преобразователя – перпендикуляр к его излучающей или принимающей поверхности, установ. в геометрическом центре тяжести, к площади пьезопластины. На большом расстоянии от пьезопреобразователя при синфазном колеб./излуч. звуками поверхности направ. наз центральным лучем. Поскольку поле приема пропорционально полю излучения, поле излучения-приема пропорционально квадрату поля излучения.

Р/Р₀≈2|Sin((π/a²)/2λr)|.

P, Р₀ – амплитуды давления акустического сигнала на поверхность среды. Обл. прилегания к поверхности преобразователя (r<r_σ) наз. ближней зоной. Дальняя зона преобразователя – обл., в которой акустическое поле монотонно уменьшается с увеличением расстояния от преобразователя вдоль акустической оси.

В ближней зоне 80% излуч энергии находится в пределах цилиндра огранич. краями преобразователя. Обычно поле преобразователя изобр. в виде диаграммы направленности.

Диаграмма направленности характеризует изменение поля в зависимости от угла м\ду направлением луча и акустич. осью.

Диаграмма направленности преобразователя в дальней зоне определяется выражением:

P/P₀=|2J₁(aKsinθ)/aKsinθ| J₁ – фун-ия Бесселя 1-ого порядка; θ – угол м/ду направ. луча и акустич. осью; К – волновой вектор.

41. Классификация акустических методов (определения и общая, схема).

В соответствии с ГОСТ 18353-15 методы НК классифицируются по признакам:

- характер взаимодействия физических полей с ОК

- первичный информативный параметр

- способ получения первичной информации

По характеру взаимодействия УЗ-излучения: -методы прохождения (прошедшего излучения) -методы отражения -комбинированные -собственных частот -акустико-топографические -импедансный -акустико-эмиссионный метод -вибрационно-диагностический

По первичному информационному параметру: -амплитудный -временный -фазовый -частотный (низко-, высоко-) -спектральный По способу получений первичной информации: -пъезоэлектрический -электромагнитно-акустический -микрофонный -порошковый

41. Активные акустические методы прохождения: сущность и примеры.

Активные методы основаны на излучении и приеме упругих волн.

Пассивные основаны на приеме волн, источником которых служат сами ОК

Методы прохождения используют изучающие и приемные преобразователи, расположенные по разные стороны ОК. Применяют импульсное и непрерывное излучение.

Амплитудный теневой метод основан на регистрации уменьшения амплитуды волны, прошедшей через ОК

Временной теневой метод основан на регистрации запаздывания импульса, вызванного увеличением его пути в изделии при огибании дефекта

Теневой метод применяют для контроля изделий с большим уровнем шумов, связанных с отражением УЗ от неоднородностей, крупных зерен, дефектоскопии многослойных конструкций и изделий

Теневые амплитудный и временной методы позволяют обнаруживать крупные дефекты м материалах, где контроль другими акустическими методами затруднен или невозможен.

41. Активные акустические методы отражения: сущность и примеры.

Метод отражения (эхо-метод) основан на регистрации эхо-сигналов от дефектов:

Эхо-метод проверяет 90% объектов, контролируемых АМ. Используют для измерения размеров изделий.

Эхо-зеркальный основан на анализе сигналов, зеркально отраженных от данной поверхности изделия и дефекта. Эхо-зеркальный метод применяют для выявления дефектов, ориентированных перпендикулярно к поверхности ввода. Для выявления проваров в сварных швах (дефекты при некоторых видов сварки имеет гладкую поверхность, рассеивающую звук колебаний).

Дельта-метод основан на приеме преобразования для продольных волн, расположенных над дефектом, рассеянных на дефекте, излученных преобразователем для поперечных волн.

Дифракционно-временной – излучатели излучают, приемники принимают либо продольные, либо поперечные волны.

Реверберационный метод основан на анализе времени объемной реверберации – постепенного затухания звука. Применяется для многослойных конструкций.

41. Активные акустические методы комбинированные: сущность и примеры.

Комбинированные методы используют как принципы отражения, так и прохождения.

По технике выполнения эхо-сигнал относится к методам отражения. А по физической сущности это ослабление.

Зеркально-теневой используют вместо или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, дающих слабое отражение УЗ волн в направлении преобразования.

Эхо-теневой метод применяют также при контроле сварных соединений: при автоматическом контроле сварных соединений преобразователи располагают по обе стороны шва и принимают как отражение, так и прошедшие сигналы.

Теневые и эхо-сквозные методы используют только при двустороннем доступе к изделию для автоматического контроля изделий простой формы, например листов в иммерсионной ванне.