Обнаружение ультразвуковых волн

Обнаружение ультразвуковых волн [c.53]

Ультразвуковые волны обладают способностью проникать в глубь материала, что используется при обнаружении весьма малых внутренних дефектов. Распространение ультразвуковых волн подчиняется законам геометрической оптики. Упругая волна в направлении распространения несет определенную энергию, и по мере удаления от излучателя интенсивность волн, т. е. количество энергии, переносимое волной за 1 с сквозь поверхность площадью 1 м , падает, а амплитуда колебаний частиц убывает. [c.193]

Для автоматического обнаружения и подсчета частиц твердых загрязнений в жидкости разработана ультразвуковая установка, в которой ультразвуковая волна проходит через однородную среду и отражается от содержащихся в ней частиц загрязнений. Энергия отраженной волны зависит от характера распределения [c.275]

Анализ изменения коэффициента отражения при расслоении на границе основного и плакирующего слоев показывает, что значение энергии волны, отраженной от дефекта, зависит от значений удельных волновых сопротивлений слоев и вещества, заполняющего расслоение, а также от соотношения между толщиной расслоения и длиной ультразвуковой волны. В общем случае при появлении расслоения коэффициент отражения возрастает это явление и положено в основу методик его обнаружения. [c.107]

При теневом методе признаком обнаружения дефекта служит уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, прошедшей от излучающего пьезопреобразователя к приемному (рис. 180, а). Недостатки метода - необходимость двустороннего доступа к изделию и малая точность оценки координат дефектов, достоинство - высокая помехоустойчивость. Метод может применяться для изделий с грубо обработанной поверхностью. [c.351]

При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта является уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, отраженной от противоположной поверхности изделия (рис. 180, 6). Отраженный сигнал называется донным. Метод не требует двустороннего доступа к контролируемому изделию, позволяет более достоверно выявлять корневые дефекты в стыковых швах, помехоустойчив, применяется для изделий небольшой толщины с грубо обработанной поверхностью. Однако точность определения координат дефекта и при этом методе невысока. [c.351]

Один из распространенных МНК, использующих акустическую энергию на частотах выше 20 кГц, называется ультразвуковым. Чаще всего используются частоты от 100 кГц до 25 МГц. Более низкие частоты, относящиеся к области слышимого звука, имеют длину волны, сравнимую с размером дефекта, и звук как бы обтекает дефект. Надежные методы генерации и детектирования ультразвуковых волн особенно пригодны для обнаружения малых дефектов [6]. [c.469]

НО начального на время, за которое ультразвуковые волны прой-дут до нижней грани и обратно. При обнаружении дефекта в изделии, это-сигнал от него Оф) достигнет головки раньше и будет виден на экране между начальным и донным импульсами. Ультразвуковая дефектоскопия является одним из наиболее универсальных средств, не разрушающих физических средств контроля. [c.195]

Упругие свойства зерен, соединенных в плоскости сварки через оксидную пленку, отличны от соответствующих параметров зерен качественного соединения. Эти различия используют для обнаружения дефектов контактной сварки типа оксидных пленок. Экспериментально установлено, что при взаимодействии ультразвуковых волн, направленных в металл под углом 50° к плоскости сварки, амплитуды зеркальных сигналов от дефектов типа оксидных пленок превышают амплитуды сигналов структурных шумов бездефектного шва. Поскольку дефекты второго типа характеризуются в основном зеркальным отражением, для их обнаружения рекомендуется эхо-зеркальный метод контроля с соединением двух преобразователей в тандем. При этом прозвучивание шва происходит двумя преобразователями, расположенными с одной стороны шва друг за другом. Один из искателей излучает ультразвуковые колебания, а другой их принимает. [c.67]

Коэффициент отражения i не зависит от угла падения волны и растет с увеличением разницы акустических сопротивлений сред. Явление отражения ультразвуковой волны от границы перехода в среду с малым акустическим сопротивлением широко используется в ультразвуковой дефектоскопии. Например, при переходе ультразвуковой волны из стали в воздух интенсивность отраженной волны составляет более 90 %. Аналогичный эффект возникает при обнаружении внутри металла областей (объемов) с малым акустическим со- [c.145]

Для способа звуковой тени (рис. 56) характерно расположение генератора 1 с излучателем 2 ультразвуковых колебаний с одной стороны детали 3, а приемника 5— с другой. Если при перемещении дефектоскопа вдоль детали дефект не обнаружен (рис. 56, а), ультразвуковые волны достигнут приемника, преобразуются в электрические импульсы и через усилитель 6 попадут на индикатор 7, стрелка которого отклонится. Если на пути звуковых волн встретится дефект 4 (рис. 56, б), то они отражаются. За дефектным участком детали образуется звуковая тень, и стрелка индикатора не отклоняется. Этот способ применим для контроля деталей небольшой толщины при возможности двустороннего доступа к ним. [c.113]

Значительно более благоприятные условия для распространения звуковых и ультразвуковых волн имеются в воде. Мы хорошо знаем, что сигнализация и связь на больших расстояниях в воздухе осуществляются. при помощи радиоволн. Естественно, возникает вопрос, нельзя ли для связи и обнаружения предметов в воде также применять радиоволны Оказывается, что поглощение радиоволн в воде чрезвычайно велико. Даже для электромагнитных волн длиной в 10 ООО м амплитуда волны убывает в 10 раз через каждые 3 м. Более короткие волны — порядка десятков сантиметров и нескольких метров,—такие, при помощи которых можно было бы применить методы радиолокации, поглощаются в морской воде настолько сильно, что использовать их практически невозможно. [c.312]

Значительно более благоприятные условия для распространения звуковых и ультразвуковых волн имеются в воде. Мы хорошо знаем, что сигнализация и связь на больших расстояниях в воздухе осуществляются при помощи радиоволн. Естественно, возникает вопрос, нельзя ли для связи и обнаружения предметов в воде также применять радиоволны Оказывается, что поглощение радиоволн в воде чрезвычайно велико. Даже для электромагнитных волн дли- [c.323]

Для обнаружения упругих колебаний в кварце использовался метод дифракции света. Длина продольной ультразвуковой волны в кварце при частоте 2 10 гц составляла 3,5 10" см, т. е. соответствовала длине световых волн ближней инфракрасной области спектра. В качестве источника света использовались ртутные лампы, из света которых выделялись монохроматические линии 5460 А и 5780 А. При относительно большой толщине пластинки и малой длине упругих волн проявляется четкий объемный характер [c.491]

Потребности обнаружения подвижных целей на больших расстояниях приводят к необходимости изготовления ультразвуковых линий на большое время задержки в этих условиях особое внимание приходится уделять материалу звукопровода и типу используемых ультразвуковых волн, имея в виду наличие затухания ультразвукового импульса при его распространении в материале звукопровода. [c.502]

Ультразвуковые волны способны отражаться от раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. Эта способность используется в дефектоскопии для обнаружения внутренних дефектов в металле, например для выявления в сварных швах непроваров, газовых пор, трещин и т. п. [c.646]

Ультразвуковой метод. Ультразвуковые волны имеют частоту, находящуюся за пределами верхней границы частот, вызывающих ощущение звука. Ультразвук обладает свойством не ослабевать при прохождении через жидкости и твердые тела. Используя это свойство ультразвука, проф. С. Я. Соколов создал приборы для обнаружения дефектов в металлических изделиях. Приборы ультразвуковой дефектоскопии основаны на методе обнаружения ослабленного ультразвука при наличии дефектов в изделии. Если пропускать узкий пучок ультразвука через все части изделия, то при наличии в изделии дефекта будет наблюдаться ослабление ультразвука. Ослабление ультразвука улавливается приемником, установленным с другой стороны изделия. В качестве источников ультразвуковых колебаний обычно используют пьезоэлектрические искатели. [c.57]

Для обнаружения дефекта пучок ультразвуковых волн от вибрирующей пластинки (т. н. пьезокристалла) направляют на контролируемый шов. При встрече с дефектом ультразвуковая волна отражается от него (рис. [c.311]

Ультразвуковые волны с частотой, лежащей выше предела слышимости, с успехом применяются для обнаружения дефектов в изоляции газовых включений, трещин, расслоений и т. п. Это объясняется тем. что ультразвуковые волны обладают направленностью, способностью проникать на [c.87]

Приборы для обнаружения разломов, разрывов, трещин и других дефектов в материалах (стержнях, трубках, профилях, изделиях, прошедших механическую обработку, таких как винты, иглы и т.д.). Они действуют либо на основе наблюдения картины на электроннолучевом экране, получаемой от магнитных изменений, либо путем прямого считывания изменений магнитной проницаемости, указываемых на градуированной шкале, либо за счет использования ультразвуковых волн. В последнюю группировку входят ультразвуковые приборы для контроля паяных или сваренных соединений, которые действуют на основе того принципа, что любой разрыв непрерывности в среде, через которую проходят ультразвуковые волны. отклоняет луч. Дефекты можно измерять либо путем наблюдения ослабления луча, либо с помощью методов отражения. Наблюдения можно проводить на экране электронно-лучевой трубки. [c.172]

Одним из важнейших требований, предъявляемых к искательным головкам, является постоянство интенсивности по всей площади излучателя. В ближней зоне прямого искателя интенсивность ультразвуковых волн меняется вдоль оси пучка, а также и по его сечению. Поэтому когда дефект расположен в ближней зоне, то он может быть и не обнаружен эхо-методом, если его местоположение приходится на минимум интенсивности ультразвука или единичный дефект может быть принят за совокупность дефектов из-за наличия нескольких максимумов интенсивности в ближней зоне. [c.159]

При прозвучивании неоднородного металла, каким является металл почти каждого сварного соединения, происходит большое рассеивание энергии ультразвуковых волн, которое приводит к сложному и нечеткому изображению импульса дефекта на экране электроннолучевой трубки. Чрезмерное рассеивание энергии колебаний может привести к нехватке ее для обнаружения дефекта. [c.191]

Зна ние условий дифракций ультразвуковых волн дает возможность определять частоту ультразвуковых колебаний для обнаружения тех или иных дефектов по величине. [c.90]

В случае узкого дефекта, расположенного вдоль распространения ультразвуковых волн (рис. 3-20,а), отражения их может и не быть и дефект совсем может быть не отмечен, хотя по длине он будет иметь значительные размеры. В этом случае для обнаружения дефекта 2 ультразвуковые волны можно направлять в изделие 1 под некоторым углом, помещая передающую пластину 3 на призматическую подкладку 6 (рис. 3-20,6). [c.103]

Способ обнаружения дефектов при помощи направления ультразвуковых волн в изделие под углом при теневом методе приема по схеме, изображенной на рис. 3-20,6, практического применения не получил ввиду того, что при этом очень трудно установить точно приемную пластинку но отношению к передающей, поэтому при определении дефектов неизбежны частые ошибки. [c.104]

Характеристики направленности излучения. Направленность излучения, проявляющаяся в концентрации энергии излучаемых ультразвуковых волн в узкий пучок, является одной из важных характеристик эхолокатора и в значительной мере определяет его помехоустойчивость, дальность действия, угловое разрешение и эффективность при обнаружении цели. При оценке направленных свойств излучающей и приемной систем обычно пользуются понятием ширины диаграммы направленности, что представляет собой угол между двумя направлениями, в пределах которого звуковое давление или [c.451]

И теневой, и эхо-метод обнаружения дефектов в листах волнами Лэмба применяется как в контактном, так и в иммерсионном вариантах. При контактном варианте контроля лист находится в воздухе, а при иммерсионном варианте он погружается в ванну с водой (или другой жидкостью), и излучение ультразвуковых волн происходит сначала в воду с последующим преобразованием этих волн в волны Лэмба в листе. [c.146]

Для их обнаружения на наружную поверхность кожуха наносится тонкий слой масла в виде направленной по образующей полосы (2). Клиновый щуп (3) прикладывается к кожуху так, чтобы ультразвуковые волны Лэмба были направлены по окружности кожуха, и последовательно перемещается при контроле вдоль контактной полосы смазки (на рис. 58 показаны три положения щупа). В процессе контроля щуп поворачивают на 5—10° от первоначального положения, что улучшает поиск дефектов. При наличии в кожухе дефекта на экране дефектоскопа появляется импульс. Концевого импульса в данной методике контроля не существует, поэтому для проверки исправности щупа его необходимо время от времени направлять на сварной шов (4) или уплотнительное кольцо (5) кожуха для получения отраженного сигнала от них. Испытания показали, что описанная методика контроля позволяет выявлять не только усталостные трещины, но и риски, закаты, неметаллические включения и т. д. [c.153]

Искатель при контроле материала предназначается для возбуждения ультразвуковых волн в изделии и для их обнаружения. В главе 7 уже было показано, что преобразование электрической энергии в ультразвук и обратно может быть осуществлено пьезоэлектрическими материалами. [c.224]

В течение последних 15 лет в области исследования нелинейности при малых де( юрмациях появились три новых пути, которые не представляют собой ни повторения, ни переадаптации, ни просто улучшения экспериментов, проведенных в XIX веке или начале XX века. Определение констант упругости с использованием скорости распространения волн в экспериментах, применяющих ультразвук, будет изложено в главе III (раздел 3.39). Вообще говоря, амплитуды этих волн были чрезвычайно малы. В более новых исследованиях использовались несколько большие амплитуды, причем часто говорилось о волнах конечной амплитуды, хотя на самом деле она конечна только по отношению к обычно используемым чрезвычайно малым амплитудам. Нелинейность функции отклика при инфинитезимальных де( юрмациях приводит к негармоническим явлениям, экспериментальное обнаружение параметров которых дает меру отклонения от обычно принимаемого линейного закона Роберта Гука. Такие исследования, совместно с определением во втором типе эксперимента коэффициентов сжатия посредством отыскания скоростей распространения ультразвуковых волн при различном давлении в окружающей среде, из которых могут быть найдены константы упругости третьего порядка, указывают на определенно новое и интересное направление поиска. [c.203]

Ультразвуковая дефектоскопия пракатной продукции производится, как правило, прямыми пьезощупами, посылающими волны перпендикулярно поверхности изделия. Однако использование прямых искателей не всегда достигает цели, в частности они непригодны для обнаружения дефектов типа тонких трещин или включений, лежащих в плоскости падения ультразвуковой волны, так как не возникает заметного отражения ультразвуковой энергии. Во избежание этого применяют призматические пьезощупы, посылающие в испытываемый металл наклонные пучки поперечных ультразвуковых волн (рис. 141). При помощи призматических искателей контролируют металл с вертикально расположенными дефектами малой толщины. Прибор УДМ-1М наиболее распространен для ультразвуковой дефектоскопии. [c.227]

В том случае, когда направление распространения ультразвуковой волны совпадает с направлением колебания частиц, волна называется продольной, ли волной сжатия. Если колебания частиц перпендикулярны направлению распространения ультразвуковой волны, она называется поперечной. Скорость распространения продольных волн больше, чем поперечных, в два раза. При движении ультразвука в стали скорость распространения его продольной волны равна 5860 м1сек, а длина волны при частоте ультразвуковых колебаний 2,5 Мгц составляет 2,34 мм. Для обнаружения дефектов в контролируемом материале длина ультразвуковой волны должна быть меньше размера дефекта, который необходимо обнаружить. [c.353]

Непосредственное наблюдение пилообразной формы волны. Описанный выше метод изучения искажения формы ультразвуковой волны конечной амплитуды в жидкости имеет свои преимущества и недостатки. К числу первых относится высокая чувствительность метода оказывается, например, возможным обнаружение на частоте 1 мггц гармоник высоких номеров в воде при интенсивности менее чем десятые ватта на квадратный сантиметр. Недостатком метода является сравнительно сложный и трудоемкий способ измерения абсолютных значений амплитуды гармоник. [c.384]

Поскольку ультразвуковые волны не воспринимаются нашим органом слуха, то для обнаружения ультразвука приходится пользоваться другими методами. Для суждения о наличии ультразвука и для очень приближенной оценки его интенсивности можно воспользоваться внешними проявлениями ультразвука (нацример, эффектом фоптанпрованпя). Для более точного измерения можно применять радиометр. [c.53]

Мы уже знаем, что поглощающие звуковую энергию тела нагреваются, так как поглощенная звуковая энергия переходит в тепловую. Этим явлением можно воспользоваться также для обнаружения и измерения мощных ультразвуковых волн. Для этой цели обычно применяют маленький (1—2 мм) шарик из какого-нибудь вязкого, хорошо поглощающего звук вещества, например смолы, пицеина или резины. Степень нагрева шарика в звуковом поле будет определяться интенсивностью поля в данной точке чем больше интенсивность, тем сильнее нагревается шарик. Хотя часть тепла будет уходить на нагрев омывающей шарик жидкости, все же через некоторое время (практически несколько секунд) установится тепло- [c.53]

Для определения пределов перемещения искательной головки и глубины расположения обнаруженных дефектов необходимо знать точное значение угла ввода а-луча в изделие. В процессе контроля возможны некоторые отклонения угла ввода от истинного значения из-за наклона призмы, приводящего к непараллельности ее рабочей поверхности и поверхности изделия, а также из-за изменения температуры призмы искателя и изделия, так как с изменением температуры скорость ультразвуковых волн меняется. На рис. 81 приведена температурная зависимость скорости продольных ультразвуковых волн с частотой 2200г—1—г—I————— 0>84 МГц для полиэтилена [45]. [c.170]

Теневой метод малочувствителен, поэтому дефект обнаруживается в том случае, если вызываемое им изменение сигнала достигает не менее 15—20 процентов. Еслп же дефект очень мал, то ослабление ультразвуковой волны будет незначительным, и следовательно, он останется незамеченным. Существенный недостаток теневого метода состоит также и в том, что в большинстве случаев не-возмоя но определить, на какой глубине находится дефект. Кроме того, теневой дефектоскоп не всегда удобен в работе, так как для обнаружения дефекта излучатель и приемник ультразвука необходимо прикладывать к двум противоположным поверхностям детали, а это не всегда возможно. Поэтому теневой метод дефектоскопии применяется в основном для проверки тонких изделий, в частности стальных листов. [c.99]

Новое применение ультразвуку нашли геофизики. Они предложили использовать звуковые и ультразвуковые волны для обнаружения подземных пустот. Люди, обживая планету, все глубже проникают в недра. Из года в год растут их подземные владения — рудники, шахты, трассы метрополитена. Тут возможны всякие неожиданности — обвал в шахте, проседание грунта в подземном коридоре и т. д. Подобные неприятности бывают чаще всего из-за наличия пустот в земных толщах, форма которых напоминает обычно шляпку гигантского гриба. Сферический свод со временем трескается и разрушается, а в итоге — обвал. Как же обнаружить пустоты Привычный и давно используемый способ — бурение, а это трата времени и средств, удорожание строительства. Вот почему идея ультразвуковой и звуковой геолокацин пришлась как нельзя кстати. На поверхности земли исследуемого участка устанавливают несколько чувствительных пьезоэлектрических приемников с пультом управления и индикаторным устройством. В стороне от установки взрывают на некоторой глубине небольшой заряд. Звуковые волны пронизывают толщу земной коры, отражаясь от различных пород. Приемное устройство фиксирует отраженные волны на магнитной ленте и фотобумаге. В пустоту звуковые волны попадут, как в ловушку, и назад не вернутся, стало быть, приемное устройство никакой записи не сделает (или если и сделает, то так, что тоже должна будет насторожить исследователей). Обнаруженную пустоту в толще земли можно либо ликвидировать, закачав в нее воду вместе с пус- той породой шахтных и горных выработок, либо превратить в хранилище газа. [c.133]

Человек в черных очках вышел на улицу. В руке у него небольшой предмет, напоминающий карманный фонарик. Это передатчик ультразвуковых колебаний. Слепому теперь не нужна традиционная палочка, которой он постукивал, медленно двигаясь по тротуару. Щелкнул выключатель, и в ушах, куда вставлены микронаушники, возникло приятное мелодичное жужжание. Но вдруг тон звука изменился. Это результат того, что ультразвуковые волны, излучаемые передатчиком, встретили на своем пути препятствие, отразились от него и приняты приемным устройством. Но что это стена, столб или человек Можно ли определить по звуку характер предмета Человек, впервые взявший этот прибор, не сможет им пользоваться — нужна предварительная тренировка. На занятиях, направляя прибор на различные предметы, слепой запоминает характерные особенности отраженных от них звуков и постепенно привыкает их различать. По высоте тона он судит о расстоянии до обнаруженного предмета, а по тембру звука — о характере предмета изменение тона сигнала указывает на то, что предмет движется — удаляется или приближается (доплеровский эффект). Дети обучаются значительно быстрее взрослых. Если слепой постоянно пользуется прибором, он, можно сказать, обучается видеть звуковую картину окружающего мира, то есть у него формируются определенные [c.168]

Непременное условие нормального, зрения — хороший контакт сетчатки с сосудистой оболочкой глаза. При нарушении контакта возникает опасное заболевание — отслойка сетчатки. Врач может заметить это с помощью специального зеркала. Однако если прозрачная часть глазного яблока помутнела, визуальный осмотр не дает результатов. В этом случае на помощь приходит ультразвуковой прибор Эхо-21 для обнаружения отслойки сетчатки и инородных тел в глазу. С помощью специальных зондов (датчиков), прикладываемых к поверхности глаза, импульсы ультразвуковых колебаний направляются в глубину глазного яблока. Встречая на своем пути среды с различными плотностями, ультразвуковые волны отражаются от границ раздела и воспроизводятся на ркране электронно-лучевой трубки в виде эхограммы. По форме и размерам ее импульсов врач судит о степени заболевания и наличии в глазу инородных тел, сгустков крови, опухолей. [c.169]

Упругие волны со значениями частоты, примыкающими к звуковому диапазону, называются соответственно инфразвуком (при v< 20 Гц) и ультразвуком (при v> 20000Гц). Инфразвуковые частоты характерны для различного рода возмущений, распространяющихся в земной коре. Эти волны слабо рассеиваются на малых неоднородностях и потому способны распространяться на большие расстояния. Напротив, ультразвуковые волны с малой длиной волны (Я< 2см) не огибают даже сравнительно небольшие предметы, частично отражаясь от их поверхностей. Их применяют с целью обнаружения дефектов в толще различных материалов (дефектоскопия), в гидролокации, а также в медицине для зондирования внутренних органов (УЗИ - ультразвуковое исследование). Для получения ультразвуковых воли используют специальные пьезоэлектрические излучатели (о пьезоэффекте см. в разделе "Электричество"), позволяющие сформировать достаточно узконаправленный пучок ультразвуковьк лучей. [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...