ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод секционированных излучателей, цифровой прибор с разверткой типа В, конструкции Кино и томоУльтразвуковая микроскопия, методы из "Ультразвуковой контроль материалов " Наиболее чувствительное акустико-оптическое получение изображения основывается на точечном пьезоэлектрическом сканировании изображаемого распределения звукового давления и последующем электронном формировании изображения. Такой принцип положен в основу многих ультразвуковых приборов с экраном, которые применяются уже около 40 лет (Дуссик, 1924 г. [353]) преимущественно для медицинских целей, а также для неразрушающего контроля материалов (с середины 1970-х гг.) и для подводного видения. Точечное сканирование при этом часто не ограничивается только преобразованием акустического изображения (распределения звукового давления) в оптическое напротив, само акустическое изображение во многих случаях формируется по точкам уже во время этого процесса сканирования. [c.302] В разделе 10.3,6 было показано, как от простой развертки типа А на экране можно перейти к более показательным разверткам типа В и С и какие приборы для этого используются. Однако развертки типа В и С, полученные простейшими способами сканирования традиционным искателем без отображающей системы (например, линз), имеют ряд недостатков. [c.302] Боковая разрешающая способность разверток типа В или С недостаточно высока ввиду раскрытия пучка нормального искателя, Она может быть улучшена с применением фокусирующих искателей, но впрочем только для области глубины фокуса. [c.302] Еще одним усовершенствованием может быть применение специального искателя с фокусирующим шлангом [700] —см. раздел 4.7. [c.303] Этот принцип применен в методе ALOK. Процесс сканирования несколькими искателями остается прежним. Реконструкция кромки дефекта проводится в цифровом виде при помощи ЭВМ [577, 749, 575, 576, 193]. Это поясняется на рис. 13.7. [c.304] В точке пересечения должен располагаться дефект. Это соответствует известному способу триангуляции. Для двух раздельных излучающего и приемного искателей эти кривые являются эллипсами или эллипсоидами — см. работу Малецки [819] и 4-е изд. настоящей книги, рис. 30.6. [c.304] Трудности применения метода ALOK в случае дефектов, которые имеют частичное зеркальное отражение на своих наклонных поверхностях, могут быть отчасти устранены методом последовательной корректировки с использованием модельных дефектов [749]. Несмотря на дорогостояшую аппаратуру, такой метод успешно опробован на толстых изделиях. [c.305] Описанный Ханстедом [604] прибор для формирования развертки типа В позволяет избежать недостатков плохой боковой разрешающей способности и затрудненного формирования изображений от отражателей с большой площадью только при (почти) перпендикулярном прозвучивании, однако он работает слишком медленно для изображения движущихся структур в реальном масштабе времени. Впрочем, второй недостаток является существенным лишь в медицине, но не при неразрушающем контроле материалов. [c.305] Система P-S an регистрирует и обрабатывает при сканировании амплитуды эхо-сигналов ультразвука и времени прохождения, а также соответствующие положения и ориентацию искателей для получения разверток типа С, т. е. изображения проекций контролируемого объема (например, сварного шва), и кривой геометрического места точек одинаковой высоты эхо-импульсов (эхо-динамика, рис. 13,8). [c.307] Недавно в качестве третьей плоскости проекции стало возможным выбирать плоскость, перпендикулярную к сварному шву. На рис. 13.8 эта плоскость обозначена штриховой стрелкой. Таким образом, могут быть получены три развертки типа С. Датчики перемещения и углов для измерения положения и ориентации искателей, относящихся к системе P-S an, могут обеспечивать ручное и автоматическое перемещение искателей. Изображение в системе P-S an формируется на дисплее при помощи ЭВМ непосредственно во время процесса сканирования. [c.307] Метод P-S an является медленным, что одпако ие должно считаться существенным недостатком при неразрушающем контроле материалов. Дополнительная информация по нему имеется в работах Лунда [945], Нильсена [1122] и Андерсона [72] см. также главу 30. [c.308] Система SUTAR тоже регистрирует и обрабатывает амплитуды эхо-сигналов и время прохождения совместно с данными о соответствующих положениях и угловой ориентации искателей, формируя для контролируемого объема две развертки типа С. Кроме того, результаты контроля могут быть выданы в табличной форме изображаются также все места на сканируемой поверхности, в которых был искатель в процессе контроля. [c.308] Данные о местоположении и угловой ориентации искателя измеряются с помощью импульсов звука в воздухе, излучаемых двумя искровыми промежутками в головке держателя искателя через короткие промежутки времеии. Опи регистрируются иа магнитную ленту преобразователями схемы из нескольких приемников, расположенных поблизости. Данные сначала записываются на кассету, а перед расшифровкой перезаписываются на другую магнитную ленту. Дальнейший процесс в основном соответствует осуществляемому по способу P-S an (см. работу Аллена [69] и главу 30). [c.308] Механическое сканирование одним искателем может быть заменено секционированным излучателем (разделы 10.4.1 и 10.4.2). Линейный секционированный излучатель имитирует простое перемещение искателя, а излучатель с фазовым управлением также и поворот, причем одновременно возможна фокусировка, в том числе и варьируемая во времени (динамическая фокусировка). Это сделало возможным изображение движущихся структур в реальном масштабе времени, например в медицине [766]. Однако применение такого способа при контроле материалов ограничивается наличием неровных поверхностей (волнистых, шероховатых), поскольку при этом звуковые поля отдельных секций секционированного излучателя искажаются. [c.308] Упомянутые преимущества привели в конце 1960-х гг. к быстрому развитию электронно-пьезоэлектрического сканирования н формирования изображения системами с несколькими искателями — вначале для медицинской диагностики, а позднее также и для подводного видения и неразрушающего контроля. Это можно проследить по трудам международных симпозиумов, проводившихся с 1967 г. труды вначале выходили под названием Акустическая голография (тома 1—7), а позднее Акустическое изображение . [c.308] В другом варианте комбинированной электронно-механической системы линейные схемы секций перемещаются механически (например, перпендикулярно к ряду секций). Одна высокосовершенная система подобного рода для контроля реакторов описана в трудах EPRI [121] см. также главу 30. Системы секций здесь используются также и для электронного поворота лучей. [c.309] Вернуться к основной статье