Ультразвуковой контроль. Основы контроля

Звуковые волны это колебания частиц в твёрдых или газообразных веществах

Частицы колеблются

Характеристики звуковой волны

Скорость
Как быстро проходит звуковая волна

Частота
Сколько колебаний в секунду

Длина

Скорость

Частота

Длина волны

Высокочастотный звук

Преобразователь с продольными волнами частотой 5 МГц в стали

Акустический спектр

0 10 100 1K 10K 100K 1M 10M 100m

Интенсивность звука

Сравнение интенсивности двух сигналов

Интенсивность ультразвуковой волны пропорциональна квадрату амплитуды смещения

следовательно

Интенсивность звука

Это приведёт к следующим соотношениям

Поэтому

А – амплитуда колебательного смещения

2 сигнала при 20% и 40% ПВЭ*.
Какая разница между ними в

2 сигнала при 10% и 100% ПВЭ.
Какая разница между ними в

Соотношение амплитуд в Дб

2 : 1 = 6dB
4 : 1 = 12dB
5 : 1 = 14dB
10 :

Основные 3 типа волн используемые в УЗК

Продольные
Поперечные
Поверхностные

Продольные волны

Колебания частиц совпадают с направлением распространения волн
Распространяется в твёрдых, жидких

Поперечные волны

Колебание под прямым углом относительно направления распространения
Распространяется только в

Продольные и поперечные

Чем меньше длина волны , тем выше чувствительность

Поверхностные волны

Эллиптические колебания
Скорость на 8% меньше чем поперечных
Глубина проникновения около длины

Волны Лэмба

Распространяется в тонких материалах с толщиной пластины сопоставимой с длиной

Распространение звуков в материалах

Скорость зависит от материала

Продольные волны
Сталь 5960m/sec
Вода 1490m/sec

Потеря интенсивности вследствие

Рассеяние пучка

Проникновение звука в материал

Затухание

Звуковой пучок сопоставим со

Рассеяние

Чем больше размер зерна , тем хуже проблема
Чем выше

Уменьшение сигнала вследствие совместного влияния расхождения пучка и затухания

80% ПВЭ

40% ПВЭ

Уменьшение

Звук на границе раздела двух сред

Звук либо проникнет через границу раздела

Акустическое сопротивление

Определяется сопротивлением материала звуковым волнам

формула

Измерено в
kg / m2

% звука отраженного от границы раздела

% звука отраженного+ % звука прошедшего

Сколько звука отражается о стали при водяной границе раздела ?

Z1 (сталь)

Образование звука

Ударный эффект
Магнитострикция
Лазерные источники излучения
Пьезо-электрический эффект

Пьезо-электрический эффект

Под действием переменного электрического поля, кристалл расширяется или сужается в

Пьезо- электрические материалы

КВАРЦ
Нерастворимый в воде
Устойчивость старению
Слабое преобразование энергии
Необходимость в относительно высоком

Поляризация кристаллов

Нагревание порошка до высоких температур
Прессование в форме
Охлаждение в очень сильных

Конструкция преобразователя

Продольная волна

Электрические контакты

Демпфер

Пьезо пластина

Корпус

Конструкция преобразователя

Поперечные волны

Демпфер

Пьзе элемент

Призма