ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Наклонные круглые дисковые и естественные отражатели из "Ультразвуковой контроль материалов " На рис. 5.12 направления отраженной и теневой волн от наклонного отражателя получены с применением принципа Гюйгенса. Волновой фронт падающей плоской волны как раз достиг дальнего края круглого диска. И от передней, и от задней стороны диска расходятся элементарные сферические волны, нз которых строятся отраженная волна (эхо) и теневая волна. [c.125] Можно видеть, что теневая волна должна иметь то же направление, что и падающая, тогда как для отраженной волны как в геометрической звуковой оптике угол падения должен быть равен углу выхода, т. е. должно происходить зеркальное отражение. [c.125] При меньших затратах, например только при перемещении искателя по. поверхности образца, хотя и удается получить максимум эхо-сигнала, но Остается неизвестным, достигнут ли уже и максимум совпадения. В общем случае это обеспечивается только боковым излучением (боковыми лепестка- мн) обеих характеристик. Однако изменением частоты обе характеристики можно сделать более острыми или более скругленными. Если размер отражателя, найденный по AVG-диаграмме, при этом остается приблизительно постоянным, то можно предположить, что искатель находится поблизости от совпадения. Все же величина, найденная при более низкой частоте, ближе, к фактическому значению. Этого следовало ожидать и в случае плоского tестественного отражателя. [c.126] Пример использования зеркального отражения при неперпен-.дикулярном падении луча на отражатель приведен на рис. 5.14, где наклонные поперечные волны использованы для обнаружения отражателя (дефекта), перпендикулярного к поверхности плоского образца. Для обоих этих приемов тоже могут быть использованы диаграммы AVG [1350]. [c.126] На практике наклонное положение дефекта сказывается не так неблагоприятно, как это кажется на первый взгляд, по сле-.дующим причинам. [c.126] Во-первых, При коротких импульсах область боковых вершин, как уже было показано выше, размывается, приводя к более или менее равномерному снижению звукового давления. [c.127] Во-вторых, в случае дефектов, размеры которых уже нельзя считать слишком большими по сравнению с длиной волны, угловые распределения эхо-волн и теневых волн уже не разделяются,, как это было показано на рис. 5.13, а сливаются в одну совместную рассеянную волну. Эта рассеянная волна по мере уменьшения отношения диаметра к длине волны принимает форму , все более приближающуюся к сферической (см. рис. 5.8), так. что в конечном счете влияние наклонного положения для небольших дефектов полностью исчезает, причем и звуковое давление тоже получается очень малым. Поэтому при выборе более низкой частоты (т. е. большей длины волны) можно сделать (в некоторых практических границах) характеристику обратного излучения наклонно расположенных небольших дефектов более эффективной для их обнаружения и оценки их. величины эхо-методом. Этому вопросу посвящены измерения Кляйнта [799] см. также [1742] и раздел 19.4. [c.127] Краевые волны (раздел 2.6) тоже могут быть использованы-для обнаружения отражателя, если они достаточно интенсивны. Это зависит от того, имеет ли отражатель достаточно острые края или же он округлой формы. Здесь играет роль также и характеристика направленности краевых волн. Однако излучающий искатель может принимать краевые волны только тога типа, которые он излучает. Для приема непреобразованной волны нужно использовать отдельный приемник (Д-техника, раздел 19.3). [c.127] Б случае наклонно расположенного отражателя правильной формы, например в виде наклонной полосы, ближняя и более удаленная кромки могут давать отдельные краевые волны, особенно при работе с короткими импульсами. Наклонный круглый диск дает лишь слабое эхо от краевых волн, потому что лишь, немногие элементарные волны имеют одинаковое время пробега. От отражателя с совершенно неправильными краями нельзя. [c.127] Поэтому при отражении от естественного дефекта часто нельзя устаповить различия между отраженной и краевой волнами. Все они могут интерферировать друг с другом, что объясняет колебания амплитуды эхо-сигнала при небольших смещениях искателя. [c.128] Естественные отражатели иногда являются лишь частично проницаемыми для ультразвука. В стали это наблюдается в редких случаях. Оксидные включения в стали все же еще имеют коэффициент отражения, близкий к 100 7о однако в легких металлах этого не наблюдается. К тому же трещины, заполненные воздухом, могут быть такими тонкими (или же смыкаться под действием приложенных механических напряжений), что они частично пропускают звук, из-за чего отраженный сигнал уменьшается. [c.128] Шероховатость естественного отражателя (дефекта) становится неблагоприятным фактором только тогда, когда ее величина превышает примерно Ую длины волны. [c.128] Если на каком-либо препятствии плотность вещества и скорость звука изменяются не скачкообразно, а непрерывно, то отражения волн не происходит. Такое препятствие действует на звуковую волну как зумпф, например как губчатая структура в отливках. В этом случае можно обнаружить место дефекта только по затенению отражения от задней стенки. [c.128] Правильные неровности, например риски после обточки, перпендикулярные к плоскости падения и имеющие глубину, большую чем четверть длины волны, нередко вызывают неожиданно сильное боковое излучение. Здесь получается дифракция как на сетке в оптике. От другого более удаленного отражателя могут появиться мешающие эхо-импульсы. Иногда можно избежать их, если использовать очень короткие импульсы, не вызывающие интерференции. Литература [1654, 276]. [c.128] Вернуться к основной статье