Акустическое поле преобразователя

Акустическое поле преобразователя рассматривается обычно при работе преобразователя в. режиме излучения и в совмещенном режиме. [c.214]

Акустическое поле преобразователя определяет зависимость акустической величины (давления, напряжения, смещения и т, н.) от положения исследуемой точки в пространстве. Поле, возникающее в результате действия излучающего преобразователя, называют полем излучения. [c.72]

При контроле обычно используют импульсное излучение. Длительность импульсов первоначально примем настолько большой, что при исследованиях акустического поля колебания можно считать непрерывными гармоническими. Вместе с тем будем считать импульсы настолько короткими, что процессы излучения и приема происходят в разные интервалы времени. Влияние малой длительности импульса на акустическое поле преобразователя учтем поправками, [c.73]

Рис. 1.42. Схема к расчету акустического поля преобразователя

Акустическое поле преобразователя [c.68]

Акустическое поле излучения преобразователя определяется давлением, которое создается преобразователем и действует на элементарный приемник, помещенный в произвольной точке пространства перед преобразователем. Будем считать длительность излучаемых акустических импульсов настолько большой, что при исследовании акустического тракта колебания можно полагать непрерывными гармоническими. Вместе с тем будем считать импульсы настолько короткими, что процессы излучения и приема происходят в разные интервалы времени. Влияние малой длительности на акустическое поле преобразователя учитывается в виде поправок. Для простоты расчетов разобьем всю площадь на элементарные площадки и в соответствии с принципом Гюйгенса Френеля будем находить звуковое поле в виде суперпозиции (суммы) волн, излучаемых элементарными источниками 5 (рис. 3.1). [c.68]

Приближенное представление акустического поля преобразователя является достаточно точным, лишь когда угол 3 не приближается к критическим углам и Р°. [c.224]

Применение формул имеет ряд офаничений. Формулы приведены для прямого совмещенного преобразователя. В случае преобразователей с акустическими задержками вводят мнимые излучатель и приемник, как показано при расчете акустического поля преобразователя. [c.233]

При контроле иммерсионным способом следует применять способ построения мнимых излучателя и приемника (см. Акустическое поле преобразователя ). [c.249]

Рис. 16.63. Акустическое поле преобразователя головной волны

АКУСТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ [c.75]

Все рассмотренные выше типы искусственных отражателей делят на три группы точечные или непротяженные (сфера, небольшой диск и короткий цилиндр), протяженные в одном направлении (бесконечный цилиндр и полоса) и протяженные в двух направлениях (бесконечная плоскость). Протяженность отражателя считают малой, если изменение функции l/] на площади дефекта невелико (не более 20%). Протяженным считают отражатель, пересекающий всю зону эффективного действия акустического поля преобразователя. Если отражатель находится в ближней зоне преобразователя, то условие протяженности размер дефекта больше диаметра преобразователя. [c.117]

Средний уровень структурных помех определяют, используя энергетическое представление акустического поля преобразователя. Вычисляют сигнал, приходящий от элемента пространства, расположенного вокруг некоторой точки В. Затем полученное выражение интегрируют по всей области пространства, занимаемой в данный момент времени ультразвуковым импульсом (зоне озвучивания) Дг5. В результате на- [c.132]

Измерение размеров дефектов выполняют весьма приближенно в связи с тем, что эти размеры обычно соизмеримы с длиной волны ультразвука и шириной акустического поля преобразователя. Ошибки в 1,5. ..2 раза в оценке величины небольших дефектов признаются вполне удовлетворительным результатом, соответствующим возможностям метода. Существует три основных способа оценки размеров дефектов. Первый связан с измерением максимальной амплитуды эхосигнала от дефекта, второй — с определением положения крайних точек дефекта по изменению амплитуды эхосигнала, третий — с измерением координат крайних точек по максимуму эхосигнала. [c.192]

Изыскивают пути сжатия акустического поля преобразователя, устранения немонотонности в ближней зоне и боковых лепестков. Здесь основные пути — неравномерное распределение возбуждающего электрического потенциала по площади преобразователя, применение мозаичных преобразователей, фазированных решеток, возбуждение импульсами сложной формы. [c.267]

Оптимизация акустического поля преобразователя (см гл. 7). [c.48]

Отражение от полосы (см. рис. 55,г) рассмотрим на основе лучевой акустики. Полосу будем считать бесконечно длинной, т. е. ее протяженность превосходит ширину акустического поля преобразователя. В плоскости вдоль направления полосы отражение будет происходить так же, как от бесконечной плоскости, а в перпендикулярной плоскости — так же, как от небольшого плоского дефекта. [c.126]

Одним из первых реализован способ, заключающийся в статическом накоплении и обработке сигналов в процессе перемещения преобразователя по поверхности изделия или в процессе качания луча. При этом стробированием во времени выделяется слой изделия на некоторой глубине, где ожидается появление дефектов. Коррелированность помех при этом тем меньше, чем больше степень обновления зерен в рассеивающем объеме при движении акустического поля преобразователя. Если дефект протяженный, наблюдается высокая коррелированность сигнала от дефекта. Для точечных дефектов коррелированность сигналов достигается за счет ширины диаграммы направленности преобразователя. [c.170]

Шаг сканирования определяют на глубине, где ширина акустического поля преобразователя минимальна. Он определяется шириной поля на уровне чувствительности, обеспечивающем выявление дефектов требуемой величины. По величине допустимого дефекта определяют амплитуду сигнала Р Контроль обычно ведут на более высокой поисковой чувствительности Рщ- Отношение Р /Рт определяет уровень допустимого ослабления поля, при котором измеряют ширину шага сканирования /ш. [c.185]

При г > Гд, акустическое поле преобразователя можно представить в виде пучка лучей, расходящихся в пределах угла 26. Эту область называют дальней зоной (зоной дифракции Фраунгофера). В пределах указанного углового огк-тора сконцентрировано 85% энергии излучения. Угол 0 может быть найден из соотношения [c.100]

Характеристики преобразователей. Основные электроакустические свойства преобразователей характеризуются следующими параметрами передаточные функции, электрические сопротивления, временные характеристики, параметры акустического поля. Кроме того, важное эксплуатационное значение имеют такие характеристики, как стабильность акустического контакта, износостойкость, рабочий диапазон температур и Т. д. [c.208]

В акустическом поле выделяют две зоны. Ближняя зона — область поля вблизи преобразователя, в которой наблюдаются обусловленные интерференцией немонотонные изменения амплитуды поля. Более 80 % излучен ной энергии находится в пределах [c.214]

Приближенные формулы для расчета элементов акустического поля элементарных преобразователей (ель рис. 30) [c.215]

Акустическое поле преобразователя, в котором пьезопластина отделена от поверхности изделия линией задержки (при иммерсионном контроле — жидкостью, при контроле наклонным преобразователем — призмой), приближенно определяется приведенными выше формулами и графиками при использовании мнимого пьезоэлемента (рис. 33). Геометрические построения при этом определяются следующими формулами. Направление акустической оси [c.217]

Приближенное представление акустического поля преобразователя является достаточно точным лишь когда угол Р не приближается к критиче. ским углам и По результатам более точных расчетов и экспериментов видно, что центральный луч (направление максимума излучения в изделии) отклоняется от направления акустической оси (рис. 34), рассчитанного по закону синусов, в сторону значений углов, соответствующих максимальному значению D (а) (см. рис. 15, 16), кроме того, сглаживаются осцилляции в ближней зоне и деформируется диаграмма направленности (pH i 35). Отклонения от приближенной теории тем значительнее, чем меньше произведение радиуса пьезопластины на частоту. [c.218]

Формулы для расчета относительной амплитуды д/ 2 эхо-сигналов от моделей дефектов приведены в табл. 11. При контроле прямым преобразователем 2 = Я/а ба = б/а D = 1, а при контроле наклонным — 2= Я/г и 6а = 6/2- Формулы справедливы для отражателей, размеры которых меньше размеров неоднородностей акустического поля преобразователя. Это означает, что изменение амплитуды поля излучения-приема преобразователя не должно превышать 20 % в области, соответствующей диаметру d диска, длине I короткого цилиндра или ширине / полосы. Значения максимально допустимых диаметров сферы и цилиндра, для которых справедливьГ приведенные формулы, значительно больше, но точно не установлены. [c.230]

Таким образом, необходимым условием для реализации статистических методов обнаружения сигнала дефекта в присутствии структурных помех является обеспечение таких изменений в акустическом поле преобразователя, при которых помехи оказывались бы слабокоррелированными, а сигналы от дефекта оставались сильно коррелированными. Способы практического решения этой задачи различаются прежде всего выбором изменяемого параметра акустического поля [51]. [c.295]

Статистическое накопление и обработку сигналов можно проводить в процессе перемещения преобразователя по поверхности изделия (рис. 5.48) или измерения угла ввода, т. е. качания диаграммы направленности. При этом стробированием по времени выделяют слой изделия на некоторой глубине Я, где предполагается наличие дефектов (на рисунке этот слой заштрихован). Корреляционная зависимость помех при этом тем меньше, чем больше степень обногмения зерен в рассеивающем объеме при движении акустического поля преобразователя. Сильная корреляционная зависимость полезных сигналов характерна для протяженных дефектов. При точечных дефектах сигналы коррелируют за счет ширины диаграммы направленности преобразователя. Если в процессе перемещения преобразователя наблюдать сигналы от выделенного слоя на электронно-лучевой трубке с большим послесвечением, то сигнал от дефекта будет отличаться от помех большей яркостью. [c.296]

Для улучшения выявляемости дефекта на фоне структурных помех акустическое поле преобразователя следует максимально сконцентрировать в зоне предполагаемого расположения дефекта. Если дефект находится в дальней зоне, по возможности сужают диафамму направленности, увеличивая диамеф преобразователя. Если дефект попадает в ближнюю зону преобразователя, рекомендуется применять фокусировку ульфазвука. Полезно также уменьшать длительность импульсов, применять импульсы колоколообразной формы, продольные волны вместо поперечных (для них меньше коэффициент рассеяния), раздельные преобразователи. [c.244]

Определение координат, размеров и формы дефекта. Целью НК является не только обнаружение дефектов, но и распознавание их образа для оценки потенциальной опасности дефекта. Методы визуального представления дефектов эффективны, когда размеры объектов (дефекта в целом или его фрагментов) при конфоле обычным дефектоскопом превышают ширину акустического поля преобразователя (10. .. 12 мм и более). Положение радикально изменяется при использовании когерентных методов конфоля (см. Ульфазвуковые интроскопы ). В практике обычного контроля дефекты идентифицируют по признакам, рассчитанным по измеренным характеристикам дефектов посредством дефектоскопов с индикатором типзу4. [c.244]

Погрешность определения положения максимума эхо-сигнала (точки 0 ) на поверхности изделия в основном случайна. Она тем больше, чем шире акустическое поле преобразователя. В ближней зоне ширина поля определяется размером преобразователя О, а в дальней зоне - отношением Хг1В. [c.244]

При анализе акустического поля преобразователя с призмой используют следующие термины (рис. 1.36, б). Акустической осью ОМ преобразователя в ОК называют преломленную акустическую ось пьезопластины. Точку преломления О называют точкой выхода. Для призмы и ОК это одна точка, если слой контактной жидкости между ними бесконечно тонкий. Акустическая ось преобразователя может не совпадать с центральным лучом, который также начинается в точке выхода, но соответствует максимуму диаграммы направленности. Угол преломления центрального луча называют уг лом ввода. Основной плоскостью называют плоскость преломления акустической оси, а дополнительной — перпендикулярную ей плоскость, также проходящую через акустическую ось. [c.84]

Простой способ расчета акустического поля преобразователя с задержкой основан на введении мнимой пьезопластины, которой заменяют действительную. Принцип замены состоит в том, что для каждого элементарного источника действительного излучателя А (рис. 1.36, а) строят расходящийся пучок лучей с учетом преломления на границе призма — ОК. Преломленные лучи продолжают за пределы границы преломления, определяя точку наибольшей [c.84]

Фазированной решетой (ФР) называют преобразователь в виде элементов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, возбуждающие электрические импульсы на которые подают со сдвигом фазы (времени). Аналогичные электрические временные задержки для каждого элемента вводят в приемный тракт. Изменяя сдвиг фазы, управляют акустическим полем преобразователя. Иногда также изменяют амплитуды сигналов, подаваемых и снимаемых с различных элементов. ФР применяют для изменения угла ввода, регулировки ширины диаграммы направленности, подавления боковых лепестков, фокусировки. [c.89]

Отражение от полосы (паза с плоским дном) рассчитывают для случая бесконечно длинного отражателя, т. е. длину его считают превышающей ширину акустического поля преобразователя. Формулу (2.9) представляют для двух плоскостей перпендикулярной и параллельной полосе. Преобразователь считают прямоугольным со сторонами Ьа и 1а2 (дзлее полученный результат распространяют на преобразователь круглой или эллиптической формы) [c.113]

При контроле нормальным преобразователем два отмеченных вида погрешностей четко разделяются. Погрешность в определении положения преобразователя соответствует ошибке в оценке участка поверхности, под которым залегает дефект, а погрешность последующего измерения пути ультразвука в ОК соответствует ошибке в оценке глубины залегания дефекта под поверхностью. Когда амплитуда эхосигнала достигает максимума, дефект в дальней зоне находится на оси прямого преобразователя, т. е. под его центром. Однако искажение акустического поля преобразователя и нестабильность акустического контакта могут привести к ошибкам в определении достижения максимума. Если нестабильность акустического контакта изменяет амплитуду на 20%, то центр преобразователя может расположиться в пределах области, где амплитуда эхосигнала составляет 0,8 от максимума. Для круглого преобразователя с помощью кривой O(aAsinO) (см. 1 на рис. 1.35) для уровня y0,8ii 0,9 находят ак nQ=akp r=0,9, откуда возможное смещение преобразователя р от максимального положения равно р=0,ЗЯ,г/Ь. Если дефект расположен в ближней зоне преобразователя, то р О,ЪО. [c.144]

Статистические методы выделения сигналов на фоне структурных шумов представляют собою второй путь решения проблемы контроля крупнозернистых материалов. При неизменных условиях излучения и приема упругих волн помеха полностью коррелирована в одинаковые моменты времени различных периодов посылок зондирующих импульсов, что исключает возможность межпериодной обработки сигналов. Чтобы можно было воспользоваться способами обработки сигналов, предназначенными для анализа случайных временных процессов, необходимо изыскать методы создания временной зависимости эхо-сигналов в разные периоды излучения— приема. Таким образом, необходимым условием для реализации статистических методов обнаружения сигнала дефекта в присутствии структурных помех является обеспечение таких изменений в акустическом поле преобразователя, при которых помехи оказывались бы некоррелированными, а сигналы от дефекта оставались сильно коррелированными. Способы практического решения этой задачи различаются, прежде всего выбором изменяемого параметра акустического поля [35, 93]. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...