Неруйнівний контроль

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВСТУП

Науково-технічний прогрес обумовлює підвищення вимог до якості і надійності промислової продукції різних галузей народного господарства. Необхідні якість і надійність об'єктів можуть бути забезпечені за умови застосування ефективних систем контролю якості в циклі "виготовлення-експуатація-ремонт". Суцільний контроль якості об'єктів (матеріалів, заготовок, напівфабрикатів і виробів) повинен здійснюватися методами, після використання яких об'єкти можуть бути використані по прямому призначенню, тобто методами неруйнівного контролю. Методи неруйнівного контролю, засновані на дії проникаючих речовин і фізичних полів на об'єкт або на реєстрації полів, створюваних самим об'єктом контролю, утворюють клас фізичних методів неруйнівного контролю. На практиці фізичні методи неруйнівного контролю використовують для:

- знаходження нерівностей матеріалу (дефектоскопія);

- дослідження структури матеріалу (структуроскопія);

- вимірювання розмірів об'єктів, як правило, товщини стінок, і покриттів, у тому числі і при односторонньому доступі до них (товщинометрія);

- вивчення внутрішньої будови об'єктів (інтроскопія).

Методи неруйнівного контролю розділяють на групи, звані видами, об'єднані спільністю фізичних ознак. Існує дев'ять різних видів НК: магнітний, електричний, вихрострумовий, радіохвильовий, тепловий, оптичний, радіаційний, акустичний і проникаючими речовинами [2].

Електричний вид неруйнівного контролю заснований на реєстрації параметрів електричного поля, що взаємодіє з контрольованим об'єктом (власне електричний метод), або поля, що виникає в контрольованому об'єкті в результаті зовнішньої дії (термоелектричний і трибоелектричний методи). Первинними інформативними параметрами є електричні місткість або потенціал.

Вихрострумовий вид неруйнівного контролю заснований на аналізі взаємодії електромагнітного поля віхреструмового перетворювача з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться в контрольованому об'єкті. Його застосовують тільки для контролю виробів з електропровідних матеріалів. Вихрові струми порушують в об'єкті за допомогою перетворювача у вигляді котушки індуктивності, що живиться змінним або імпульсним струмом. Приймальним перетворювачем (вимірником) служить та ж або інша котушка. Збудлива і приймальна котушки розташовують або з одного боку, або по різні сторони від контрольованого об'єкту (метод проходження).

Інтенсивність і розподіл вихрових струмів в об'єкті залежать від його геометричних розмірів, електричних і магнітних властивостей матеріалу, від наявності в матеріалі порушень рівностей, взаємного розташування перетворювача і об'єкту, тобто від багатьох параметрів. Це визначає великі можливості методу як засобу контролю різних властивостей об'єкту, але в той же час утрудняє його застосування, оскільки при контролі одного параметра інші є такими, що заважають. Для розділення параметрів використовують роздільне або сумісне вимірювання фази, частоти і амплітуди сигналу вимірювального перетворювача, підмагнічення виробу постійним магнітним полем, ведуть контроль одночасно на декількох частотах застосовують спектральний аналіз. Одержувані таким чином первинні інформативні параметри дозволяють контролювати геометричні розміри виробів (товщину стінки при односторонньому доступі), визначати хімскладу і структуру матеріалу виробу, внутрішня напруга, виявляти поверхневі і підповерхневі (на глибині в декілька міліметрів) дефекти. По взаєморозташуванню перетворювача і об'єкту розрізняють прохідні, погружні, накладні і екранні перетворювачі. Останні призначені для роботи по методу проходження.

Контроль вихровими струмами виконують без безпосереднього контакту перетворювачів з об'єктом, що дозволяє вести його при взаємному переміщенні перетворювача і об'єкту з великою швидкістю, полегшуючи тим самим автоматизацію контролю

Радіохвильовий вид неруйнівного контролю заснований на реєстрації змін параметрів електромагнітних хвиль радіодіапазону, що взаємодіють з контрольованим об'єктом. Звичайно застосовують хвилі надвисокочастотного (СВЧ) діапазону завдовжки 1--100 мм і контролюють вироби з матеріалів, де радіохвилі не дуже сильно затухають: діелектрики (пластмаси, кераміка, скловолокно), магнітодіелектрики (ферити), напівпровідники, тонкостінні металеві об'єкти. По характеру взаємодії з об'єктом контролю розрізняють методи минулого, відбитого, розсіяного випромінювання і резонансний. Первинними інформативними параметрами є амплітуда, фаза, поляризація, частота, геометрія розповсюдження вторинних хвиль, час їх проходження і ін.

Тепловий вид неруйнівного контролю заснований на реєстрації змін теплових або температурних полів контрольованих об'єктів. Він застосовний до об'єктів з будь-яких матеріалів. По характеру взаємодії поля з контрольованим об'єктом розрізняють методи: пасивний або власного випромінювання (на об'єкт не впливають зовнішнім джерелом енергії) і активний (об'єкт нагрівають або охолоджують від зовнішнього джерела). Вимірюваними інформативним параметром є температура, або тепловий потік.

При контролі пасивним методом вимірюють теплові потоки або температурні поля працюючих об'єктів з метою визначення несправностей, що виявляються у вигляді місць підвищеного нагріву. Таким чином виявляють зменшення товщини футерування доменних і мартенівських печей, місця витоку теплоти в будівлях, ділянки електроланцюгів і радіосхем з підвищеним нагрівом, знаходять тріщини в двигунах і т.д.

Оптичний вид неруйнівного контролю заснований на спостереженні або реєстрації параметрів оптичного випромінювання, що взаємодіє з контрольованим об'єктом. По характеру взаємодії розрізняють методи минулого, відбитого, розсіяного і індукованого випромінювання. Останнім терміном визначають оптичне випромінювання об'єкту під дією зовнішньої дії, наприклад люмінесценцію. Первинними інформативними параметрами є амплітуда, фаза, ступінь поляризації, частота або частотний спектр, час проходження світла через об'єкт, геометрія заломлення і віддзеркалення променів.

Радіаційний вид неруйнівного контролю заснований на реєстрації і аналізі проникаючого іонізуючого випромінювання після взаємодії його з контрольованим об'єктом. Залежно від природи іонізуючого випромінювання вид контролю підрозділяють на підвиди: рентгенівський, гамма, бета (потік електронів), нейтронний методи контролю. Останнім часом знаходять застосування навіть потоки позитронів, по ступені поглинання яких визначають ділянки об'єкту, збіднені або збагачені електронами.

Акустичний вид неруйнівного контролю заснований на реєстрації параметрів пружних хвиль, що виникають або порушуваних в об'єкті. Частіше всього використовують пружні хвилі ультразвукового діапазону (з частотою коливань вище 20кГц), цей метод називають ультразвуковим. На відміну від всіх раніше розглянутих методів тут застосовують і реєструють не електромагнітні, а пружні хвилі, параметри яких тісно пов'язані з такими властивостями матеріалів, як пружність, щільність, анізотропія (нерівномірність властивостей по різних напрямах) і ін. Акустичні властивості твердих матеріалів і повітря настільки сильно відрізняються, що акустичні хвилі відображаються від якнайтонших зазорів(тріщин, непроварів) шириною 10-6--10-4 мм. Цей вид контролю застосовний до всіх матеріалів, досить добре провідним акустичні хвилі: металам, пластмасам, кераміці, бетону і т.д.

1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ТА ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

1.1 ОГЛЯД ОБ'ЄКТУ КОНТРОЛЯ

Рейки - це стальні профільовані прокатні вироби у вигляді смуг. Вони призначені для переміщення рухомого складу залізниць, метрополітенів, трамваїв, вагонеток, монорейків, підйомних кранів та ін. Залізничні рейки виготовляються в Україні на маріупольському металургійному комбінаті «Азовсталь». Останнім стандартом передбачено чотири види залізничних рейок: Р50, Р65, Р65к, Р75. Найчастіше використовують тип Р65.

Рис.1.1.1 Креслення рейки Р5

До рейок застосовують такі вимоги:

- забезпечення прямолінійності в вертикальній і горизонтальній площинах

- допуски в розмірах поперечного профілю

- визначений хімічний склад і твердість рейкової сталі

- передбачено недопускаємі дефекти металургійного виробництва, неметалічні включення та ін..

Готові рейки на заводі мають бути прийняті, продефектоскоповані та затавровані. Основною науково-технічною документацією при проведенні ультразвукового контролю залізничних рейок є ГОСТ 18576-85. Він розповсюджується на всі типорозміри рейок, які застосовуються на залізницях та в метрополітені. Він також встановлює методи УЗ контролю для виявлення в головці, шийці та зоні продовження шийки в підошву рейок внутрішніх дефектів. Більшість дефектів утворюється під час лиття рейки на підприємстві. Порушення хімічного складу, потрапляння різноманітних домішок, відхилення режимів технологічного процесу - все це призводить до утворення різноманітних дефектів [1].

До основних дефектів належать: розшарування, флокени, раковини, ликвації, тріщини, включення та ін. Флокени найчастіше зустрічаються в голівці. Включення розташовуються в перехідній зоні від голівки до шийки, а також у верхній частині рейки і утворюються в процесі безперервного лиття. Розплющені тріщини можуть міститися в підошві рейки, переважно в області під шийкою. Найбільш небезпечними є поперечні тріщини, які мають вигляд темних чи світлих плям, бо вони можуть призвести до зламу рейки у процесі експлуатації під потягом, який по ній проїде. Початком утворення такого дефекту може стати поздовжня тріщина. Поздовжні тріщини виникають на викружці робочої грані і розповсюджуються вглиб голівки рейки на 5-11 мм. В процесі служби поперечні тріщини та включення, в т.ч. витягнуті, призводять до втомлюваного руйнування голівки по овальній плямі. Такі дефекти теж є особливо небезпечними тим, що вони, як правило, зустрічаються в одній рейці у вигляді скупчень з невеликими відстанями, через що окремі ділянки можуть викришуватись.

Рис.1.1.2 Об'єкт контролю - рейка з дефектами

Залізничні рейки проходять контроль на рейкопрокатних підприємствах, а також в процесі експлуатації. Не дивлячись на кілька кратний контроль, все ж дефекти в рейках є причиною 30% аварій на залізницях. Всі можливі типи дефектів чітко класифіковані за їх місцезнаходженням, природою, зовнішньому вигляду, причиною виникнення, впливу на міцності характеристики. Контроль рейок при виготовленні провадиться після правки. Він провадиться з міркувань заводського контролю якості або за вимогами замовника [2,3].



Рис. 1.1.3 Структура рейок

Всі можливі типи дефектів чітко класифіковані за їх місцезнаходженням, природою, зовнішньому вигляду, причиною виникнення, впливу на міцності характеристики. Контроль рейок при виготовленні провадиться після правки. Він провадиться з міркувань заводського контролю якості або за вимогами замовника. Для проведення контролю на ряді прокатних станів містяться автоматичні установки, влаштовані в виробничий потік рейкобалочного стану. Рейки відносяться до однотипного виробництва. За результатами контроля партії рейок робиться загальний запис в журналі та складається загальний висновок. В ньому мають бути вказані номери або маркування всіх перевірених виробів, відмічені і зібрані в окремому місці всі браковані вироби. Якщо рейка є гостродефектною, то її не можна випускати в експлуатацію. При менш небезпечних дефектах інколи можливий запуск в експлуатацію, але під постійним наглядом. Всі документи по результатам контролю підписує спеціаліст другого чи третього рівня кваліфікації, який відповідає за контроль. За необхідності дефектограму додають до запису в журналі і висновку по контролю.

Контроль при високих температурах (вище 500С) - доволі специфічне завдання. В першу чергу необхідно захистити п'єзоперетворювач від впливу високої температури. Рекомендовано це здійснювати хвилеводом, який інколи охолоджують. Для прямого перетворювача рекомендують хвилеводи зі сталі, ситала чи плавленого кварцу. В якості контактних рідин застосовують розплави солей металів, зокрема нітратів і нітритів. Розроблені також термостійкі рідкі контактні середовища і паста, яка знадобиться при контролі до 800С. Існують спеціальні високотемпературні перетворювачі для дефектоскопа [3].

1.2 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ

При виробництві рейок застосовують, як правило, ультразвуковий контроль або магнітний. Ультразвукові (УЗ) хвилі можуть бути використані як носії потужних потоків енергії. Тоді вони є технологічним інструментом, що використовується для різання, зварювання, просочення. Такі хвилі можна назвати «технологічним ультразвуком». Як правило, процес поширення такого УЗ за своєю суттю відрізняється нелінійністю. В дефектоскопії УЗ хвиля є носієм інформації, має незначні інтенсивності, що практично не виходять за межі лінійних процесів. Такі хвилі можна назвати «інформаційним ультразвуком».

Ультразвуковий контроль вирізняється багатоманітністю методів, типом застосовуваних хвиль та широким діапазоном частот. Він має більш великі можливості порівняно з іншими. При класифікації методів акустичного контролю враховуються наступні чинники:

- способи збудження і прийому акустичних коливань;

- взаємодія акустичних хвильових процесів або коливань з речовиною;

- акустичний тракт (або шлях проходження акустичної хвилі від випромінювача до приймача, що представляється у вигляді променевої картини);

- інформативний параметр (носій інформації), на який зорієнтований спосіб контролю.

Методи акустичного контролю можна розділити на дві великі групи. Активні методи використовують детерміноване випромінювання акустичних сигналів в об'єкт контролю з подальшим їх прийомом і аналізом після віддзеркалення або проходження через об'єкт контролю (ОК). Вони можуть бути засновані на використанні хвиль - це методи віддзеркалення, проходження або комбіновані методи, а також на підставі коливань як вимушених, так і «власних». Пасивні методи класифікують по характеру сигналів, що підлягають аналізу, і джерелу їх виникнення. Можуть бути основані на використанні хвиль або коливань [2].

Переваги

- можливість контролю виробів із самих різних металевих і неметалевих матеріалів (від сталей до пенопластів) незалежно від їх электропровідності, діэлектричній і магнітній проникністях;

- здатність УЗ проникати в матеріали із однорідною малозернистою структурою на відстані кілька метрів і знаходити в них дефекти;

- здатність виявляти як поверхневі, так і внутрішні дефекти. Всі інші методи НК (крім радіаційного) знаходять тільки поверхневі и під- поверхневі дефекти;

- безпека для виконавців і оточуючих;

- порівняно невеликі витрати на контроль (крім контактної рідини і довговічних перетворювачів ніяких витратних матеріалів не потрібно);

- мобільність і адаптивність: можливість виконувати контроль, наприклад, на висоті, в монтажних умовах, в широкому діапазоні температур;

- висока швидкодія, яка дозволяє автоматизувати контроль;

- можливість контролю при однобічному доступі.

Недоліки

- складність або неможливість контролю виробів із неоднорідних, крупнозернистих матеріалів (нетермооброблювальних литих металів, наприклад аустенітних сталей, деяких типів чавунів и т.і.);

- вимога рівної, гладкої поверхні ввода виробу;

- важкість або неможливість контролю виробів малих размірів і складної конфігурації;

- при традиційному ручному контролі -- відсутність об'єктивного документа про факт виконання контролю і його результатах;

- необхідність розробки спеціальних методик контролю окремих типів деталей, необхідність порівняно високої чистоти обробки поверхні ОК і наявність мертвої зони[5].

Тіньовий метод служить для контролю багатошарових виробів (панелей, автомобільних шин), оскільки кількакратне відбивання від меж між шарами стають на заваді застосування лунаметоду. Цим методом можна перевірити наявність великих дефектів матеріалів з великим рівнем структурних завад, які перешкоджають донному сигналу при контролі лунаметодом.

Дзеркально-тіньовий метод виявляє дефекти, які дають слабке відбивання. Він теж є доповненням лунаметоду. Але його застосовують і самостійно, зокрема при контролі рейок на вертикальні дефекти.

Лунадзеркальний метод застосовують як обов'язковий для пошуку вертикальних тріщин і непроварів при контролі зварних з'єднань та інших виробів середньої і великої товщини.

Дифракційно-часовий метод служить як для пошуку дефектів (він дозволяє добре віднайти гострі краї тріщин, непроварів), так і для дослідження вже виявлених дефектів[2].

З існуючих методів УЗ контролю, найбільше застосування знаходить лунаметод. Ним контролюється понад 80% металопродукції, яку контролюють ультразвуком. Інші УЗ методи застосовують тоді, коли сподіваються на кращі результати, при доповненні до лунаметоду для більш повного виявлення дефектів, а також у випадках, коли використання лунаметоду викликає певні складнощі[3].

1.3 ЛУНАІМПУЛЬСНА ДЕФЕКТОСКОПІЯ

Ознакою дефекту (в загальному випадку, відбивача) є луносигнал 3 на екрані дефектоскопа (мал.6.3), одержаний в результаті віддзеркалення зондуючого випромінювання 1 від дефекту (відбивача) 2. Тут інформативними параметрами є величина прийнятого луносигнала (амплітуда ) і інтервал уздовж тимчасової розгортки, який в однорідному середовищі пропорційний глибині залягання відбивача.

Рис.1.3.1 Лунаімпульсний метод

Луноімпульсний метод знайшов найбільше розповсюдження в практиці ультразвукового контролю і візуалізації звукових полів, зокрема, в медичній інтроскопії, завдяки високій чутливості, простоті реалізації і універсаль-ності. Проте амплітуда прийнятого сигналу досить складним чином залежить від наступних впливаючих чинників:

- амплітуди, форми і тривалості випромінюваного сигналу;

- характеристик спрямованості випромінювання-прийому;

- властивостей відбивача і його поверхні, а також його орієнтації щодо акустичної осі;

- загасання (поглинання) і розсіяння ультразвуку в об?єкті контролю;

- якості акустичного контакту;

- затінювання дефекту відбивачами, розташованими на шляху прохо-дження звуку.

Очевидно, що в об'єкті з паралельними поверхнями одержують не тільки одне віддзеркалення (луна) від нижньої поверхні, але при достатньому часі спостереження (довжині розгортки) можна спостерігати серію віддзеркалень з однаковими тимчасовими проміжками. Той факт, що багатократні віддзеркалення послідовно зменшуються по амплітуді, пояснюється тим, що інтенсивність променя в часі зменшується як за рахунок загасання і розсіяння, так і за рахунок розширення самого променя.

Отже на основі порівняння з іншими методами ми обираємо луно імпульсний. Важливим фактором в цьому зіграло також його широке застосування. Лунаімпульсний метод найбільш широко розповсюджений із-за легкості реалізації, можливості однобічного доступу до виробу, незалежності результатів контролю від конфігурації і стану протилежної (донної) поверхні, а також із-за великої точності в визначенні координат дефектів. Основним недоліком методу являється присутність значної «мертвої» зони в металі по ПЕП, а також порівняно низька завадостійкість і різка зміна амплітуди відбитого сигналу від орієнтації дефекту. Незважаючи на те, що апаратура для реалізації даного методу достатньо складна, він має високу чутливість[7].

При використанні лунаметоду для дефектоскопії перетворювач має рухатися по відносно рівній поверхні. Поверхня рейки відповідає цим вимогам. Кожна точка об'єму поверхні рейки має бути прозвучена, а для підвищення надійності виявлення по-різному орієнтованих дефектів кожну точку бажано прозвучити в кількох напрямах. Великі лунасигнали від дефектів отримують, коли випромінювач і приймач розташовані так, щоб отримати дзеркально відбиті сигнали. Поздовжні хвилі використовують, як правило, у випадках, коли УЗ необхідно ввести перпендикулярно або під невеликим кутом до поверхні, а поперечні - коли кут введення має бути значним (більше 35). Якщо є можливість вибору - застосування поперечних хвиль пріорітетніше, оскільки вони меншої довжини при постійній частоті, а це підвищує чутливість до дефектів. Дефекти, які паралельні поверхні введення краще відстежуються поздовжніми хвилями, але виникає доволі велика мертва зона. Поперечні хвилі служать для виявлення дефектів, близьких до поверхні.

Пошук дефектів ведеться шляхом переміщення перетворювача по поверхні виробу або виробу відносно перетворювача. Це переміщення називається скануванням. Його здійснюють таким чином, щоб виявити дефекти у всьому об'ємі контрольованого матеріалу. Крок сканування зазвичай не перевищує половини ширини п'єзоелемента перетворювача. Ознакою виявлення дефекту слугує, при контролі методами відбивання, поява на розгортці в зоні контролю лунасигналу вище рівня фіксації.

Чутливість дефектоскопа тим більша - чим більша величина К і знаходжуваність дефекта більша - чим більша чутливість. Дефект малого розміру виявляється при К>0,4, а більшого - при К>0,2. Мінімальний умовний розмір дефекту ?Lmin, який фіксується при заданій швидкості контролю вимірюється формулою:

?Lmin=NV/F

Де N - кількість імпульсів, F - частота посилань імпульсів, V - швидкість сканування.

Апаратура для УЗ контролю складається з електронного блоку (власне дефектоскопа), набору перетворювачів для випромінювання й прийому УЗ коливань та різноманітних допоміжних пристроїв. Шлях ультразвуку в матеріалі від випромінювача до відбивача і навпаки називають акустичним трактом. Електроакустичні перетворювачі використовують для збудження і прийому ультразвукових коливань. Існують прямі і похилі перетворювачі. В якості приймально-випромінюваного елементу використовують п'єзопластини з кераміки[3].

Звісно ультразвуковий контроль не обходиться без похибок. Вони бувають випадкові і систематичні. Систематичні викликані причинами, які діють однаковим чиномв однакових умовах вимірювання або змінюються за якимсь певним законом. Випадкові призводять до розкидання результатів повторних вимірів відносно певного середнього значення. Ці похибки дають істотний вплив на визначення координат та розмірів дефекта. Випадкових похибок можна позбутися повторним вимірюванням. В основі систематичних похибок лежить невірно встановлений рівень еталонної чутливості дефектоскопа.

На рис.1.3.2 зображено принцип імпульсного лунаметоду: УЗ імпульс, випромінений джерелом звуку (має форму як правило затухаючого коливання) розповсюджується в ОК зі швидкістю звуку.Частина його при зустрічі з перешкодою (тобто неоднорідністю) відбивається. Інша частина відбитої енергії по закінченні часу проходження до відбивача і назадвловлюється приймачем звуку. Прийнята енергія реєструється катодно-променевою трубкою як вертикальне відхилення. Горизонтальне відхилення відбувається пропорційно часові і при плоскопаралельному ОК ми маємо зображення. Щоб отримати нерухоме зображення, треба випромінювати й приймати УЗ імпульси з певною частотою повтору.



Рис.1.3.2 Принцип роботи лунаімпульсного методу

Основна частота, при якій проводиться УЗ контроль - 2,5 МГц. При підготовці апаратури, а також періодично в процесі контролю, необхідно перевіряти основні параметри методу і апаратури. Перевіряють частоту УЗ коливань, положення точки виходу, напрям акустичної осі, кут введення, похибку дефектоскопа, мертву зону. Мертву зону треба мати якомога мінімальнішу, яка гарантуватиме виявлення підповерхневих дефектів. Висока роздільна здатність необхідна для вдокремленого розпізнавання двох близько розташованих дефектів. Дефектоскопи повинні мати пристрої для вимірювання амплітуди лунасигналу[3].



Рис. 1.3.3 Схема індикації на екрані

Більшість ультразвукових дефектоскопів (УД) використовує метод від-дзеркалення, зокрема, луноімпульсний метод і працюють в основному в діапазоні f = 0,2 - 30МГц. УД працюють з розрахунку переміщення перетворювача вручну, на механізоване сканування або на механізоване сканування і автоматичну обробку і реєстрацію інформації.

Основними параметрами сигналу (інформативними параметрами) в методі віддзеркалень, що підлягають вимірюванню, є амплітуда U (дБ) і часовий інтервал прийнятого сигналу щодо випромінюючого (так званого зондуючого). Додатковими інформативними параметрами можуть мати місце загасання звуку в акустичному тракті, фазовий зсув між випромінюючим і прийнятим сигналами, допплерівський зсув і ін.

Для збудження імпульсів пружних коливань з частотою f і прийому їх віддзеркалень в дефектоскопії використовують в основному п'єзоелектричні перетворювачі, рідше електромагнітноакустичні (ЕМА-перетворювачі)[6].

1.4 СХЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА УД

На мал. 6 приведена узагальнена структурна схема дефектоскопа УД.

Рис. 1.4.1 Узагальнена структура дефектоскопа УД

Генератор синхронізуючих імпульсів (ГСІ) 1 забезпечує синхронізацію роботи вузлів дефектоскопа, реалізовуючи імпульсний режим ви-промінювання-прийому ультразвукових коливань. При ручному контролі цей генератор працює в режимі самозбудження (автономному режимі) з частотою зондування F=50...8000Гц; при використанні дефектоскопа в багатоканальній апаратурі механізованого і автоматизованого контролю його перемикають в режим зовнішнього запуску.

Незалежно від режиму ГСІ виробляє короткі імпульси, що використовуються для генератора зондуючих імпульсів ГЗІ, генератора розгортаючих сигналів електронно-променевого індикатора ЕЛІ, схеми часової селекції автоматичного сигналізатора дефектів АСД, блоку цифрової обробки з цифровим індикатором.

Оскільки частота синхронізації F визначає період проходження зондуючих посилок, то з погляду збільшення швидкості контролю (а, отже, і його продуктивності) її бажано вибирати, можливо, більшою. Проте вона обмежується загасанням звуку в об'єкті контролю (періодом реверберації) і його товщиною або глибиною залягання дефекту, оскільки необхідно, щоб імпульс, що випромінюється в ОК, повністю затухнув до надходження наступної посилки.

Генератор зондуючих імпульсів (ГЗІ) 2 призначений для формування високочастотних електричних сигналів, що використовуються для збудження УЗ-коливань в перетворювачі. ГЗІ будуються за схемою з контуром ударного збудження, або по схемі генератора-формувача.

Схеми генераторів ударного збудження прості за схемою і принципу дії і складають єдине ціле з п'єзоелектричним випромінювачем, що входить до складу коливального контуру. Проте сформований таким генератором зондуючий радіоімпульс має експоненціальну форму огинаючої з неоптимальним спектральним складом, а також невисокий КПД.

В сучасних дефектоскопах частіше використовують схеми, які формують зондуючий сигнал із звінкоподібною огинаючою, що характеризується великим КПД і найвужчим спектром при заданій тривалості.

Випромінюючий пєзоперетворювач (ІП) 12 завдяки зворотньому п?єзоефекту трансформує високочастотні електричні коливання напруги в механічні, які за наявності акустичного контакту уводяться в контрольований об'єкт. В суміщеному режимі випромінювання-прийому цей же перетворювач виконує роль приймача акустичних коливань (як показано на схемі). Оскільки п?єзоелемент входить до складу коливального контура, то резонансну частоту контура за допомогою індуктивності підбирають рівній антирезонансній частоті п?єзопластини. Опір резистора в контурі визначає його добротність.

Амплітуду електричного збуджуючого імпульсу обмежує електрична міцність п?єзопластини, яка для ЦТС-19 складає біля 3000В/мм. Проте лінійний приріст амплітуди акустичного сигналу (деформації п?єзоелементу) спостерігається при підвищенні напруженості приблизно до 300В/мм. Враховуючи, що п?єзопластину роблять напівхвильової товщини, то і гранична напруга зондуючого імпульсу залежить від робочої частоти. Тобто, чим вище робоча частота, тим меншою потрібна амплітуда електричного зондуючого імпульсу. Низькочастотні дефектоскопи мають ГЗІ з більш високою напругою.

Приймаючий пєзоперетворювач (П) 13 завдяки прямому п?єзоефекту перетворює акустичні (механічні) коливання в електричні. Акустичні коливання п?єзопластини виникають за рахунок віддзеркалення випромінюючих акустичних хвиль від меж з яким-небудь чужорідним середовищем (дефектом), що має відмінний від основного середовища імпеданс. Перетворювач 13, згідно схеми, використовується в режимі роздільного випромінювання-прийому. Шлях проходження акустичних хвиль від випромінювача до приймача, включаючи всі межі розділу і супутнє проходженню ослаблення хвиль, оцінюється коефіцієнтом ослаблення акустичного тракту. Відношення напруги, одержаної на приймальному перетворювачі після віддзеркалення УЗ імпульсу від дефекту, до відповідної напруги на випромінювачі при зондуванні, оціню-ється коефіцієнтом ослаблення електроакустичного тракту.

Приймально-підсилювальний тракт дефектоскопа призначений для підсилення і детектування сигналів, одержаних з приймального перетворювача.

Джерелом сигналів, що подаються на вхід приймально підсилювального тракту є п?єзоперетворювач. Вихідний опір перетворювача з ЦТС-19 на резонансній частоті складає десятки Ом (наприклад, на частоті 1...5МГц воно складає 20...40Ом). Тракт містить, як правило, наступні елементи: обмежувач амплітуди, вимірювальний дільник напруги (вимірювальний аттенюатор), підсилювач високої частоти, амплітудний детектор, відеопідсилювач.

В деяких випадках в тракт включається окремим елементом той, в задачу якого входить узгодження підсилювального тракту з приймальним перетворювачем. Цю функцію виконує перед підсилювач. Коефіцієнт посилення передпідсилювача - біля 20дБ.

Автоматична система сигналізації дефектів (АСД) 10 призначена для автоматичної фіксації моменту виявлення дефекту. Її можна розглядати як окремий випадок реєстратора.

При ручному контролі система АСД значно полегшує роботу оператора, даючи звуковий або світловий сигнал при появі дефекту, що перевищує встановлений пороговий рівень.

Система АСД включає генератор стробуючих імпульсів, які подаються на лінію розгортки ЕІ і схему збігу імпульсів, на інший вхід якої поступають всі лунасигнали з виходу ВП. В блоці АСД здійснюється амплітудно-часова селекція сигналів, що поступають на вхід.

Принцип часової селекції полягає а тому, що на виході селектора (каскаду збігу) з'являються тільки ті сигнали, які співпадають за часом із спеціально сформованим селектуючим (стробуючим) імпульсом. Часове положення і тривалість строба відповідають часовому положенню передбачуваного луноімпульсу від дефекту.

УД може містити дві схеми стробування: один строб стежить за сигналами від дефектів, що знаходяться у встановленій зоні глибин, а інший - наприклад, за донним сигналом для контролю за стабільністю акустичного контакту. В кожному стробі може встановлюватися свій рівень спрацьовування сигналізаторів.

Цифровий індикатор 11 призначений для вимірювання координат дефектів, що виявляються, а також для вимірювання тривалості і затримки розгортки і ін.

Фактично вимірюється час пробігу ультразвукового імпульсу, а потім цей часовий інтервал з урахуванням швидкості звуку в об'єкті контролю переводиться у відстань.

Деякі УД, особливо останніх випусків, містять вбудовані мікроЕОМ. Поступаючі з ВП відеосигнали за допомогою АЦП переводяться в цифрову форму. Надалі здійснюється цифрова обробка інформації з метою підвищення точності, перешкодостійкості і ін. МікроЕОМ може здійснювати первинну статистичну обробку результатів, зберігаючи дані про результати і режими в пам'яті, обмінюватися інформацією з ЕОМ більш високого рівня і ін.[7]

Висновок: для контролю залізничних рейок на наявність дефектів у процесі виробництва найліпше використовувати ультразвуковий метод, як і було поставлено замовником. З широкого різноманіття ультразвукових методів ми обрали лунаімпульсний метод.

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 АКУСТИЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ

Існує безліч методів і способів збудження і прийому акустичних коливань. В основу класифікації існуючих методів покладені:

а). форма енергії, що перетворюється в акустичні коливання,

б). механізм самого перетворення і

в). наявність оборотності перетворення, тобто можливості перетворення акустичних коливань в первинну форму перетворюваної енергії (подвійного перетворення).

В інформаційних системах, до яких можна віднести і системи акустичних вимірювань і контролю, в більшості випадків використовуються ультразвукові коливання і хвилі, що виконують роль носіїв інформації. Тому до випромінювачів і приймачів ультразвукових коливань як до елементів інформаційного ланцюга можуть пред'являтися і відповідні вимоги, а саме: ккд, частотні, конструктивні, технологічні, стабільність температурна і часова та ін.

В механічних випромінювачах форма первинної енергії - механічна. Це, як правило, енергія газу, що рухається, або рідини. Як коливальні системи використовуються порожнини, заповнені рідиною або газом, а головним чином тверді тіла у вигляді стрижнів або пластинок. Тут маса і пружність не зосереджені, як в системі маса-пружина, а розподілені по всьому об'єму. Роль пружини грає пружність речовини, а роль маси - густина і об'єм коливальної системи. В цих перетворювачах відсутня властивість оборотності.

П'єзоелектричний ефект був виявлений братами Кюрі ще в 1880 році (прямий п'єзоэфект), потім ними ж був відкритий зворотний п'єзоэфект. Складність виготовлення і пов'язана з цим висока вартість мо-нокристалів стали причиною для пошуку нових п'єзоречовин. Речовини з достатньо сильним для технічного вживання електрострикційним ефектом відкриті лише після 1945 року. Найбільш підходящими з них виявилися титанати барію і інших лужноземельних металів (сегнетоелектрики).

Сегнетоелектриками називають речовини, що володіють спонтанною поляризацією, напрям якої може бути змінено при зовнішніх діях, наприклад, електричним полем. Спонтанна (мимовільна) поляризація - поляризація, що виникає під впливом внутрішніх процесів в діелектриці, без зовнішніх дій. Об'їм сегнетоелектрика, як правило, роздільний на домени - області з різним напрямом спонтанної поляризованоситі . В результаті цього сумарна поляризованість зразка в цілому дорівнює нулю. Сегнетоелектричні властивості і пов'язана з ними електрострикція абсо-лютно аналогічні феромагнітним властивостям і магнітострикції феромагнетиків.

Найбільшого поширення набули керамічні сегнетоелектрики, що відріз-няються високою нагрівостійкістю і механічною міцністю на відміну від монокристалевих. Кераміка (від грецького keramike -гончарне мистецтво, keramos - глина) - виріб або матеріал, одержаний спеченням глин і їх сумішей з мінеральними добавками, а також оксидів і інших неорганічних з'єднань. П'єзокераміка має перед монокристалами ту перевагу, що з неї можна виготовити активний елемент будь-якого розміру і форми і здійснити поляризацію в заданому напрямі.

Основним матеріалом для виготовлення п'єзокерамічних елементів є тверді розчини (цирконат-титанат свинцю або скорочено ЦТС - в зарубіжній літературі ). Ця кераміка широко використовується для створення потужних ультразвукових випромінювачів в широкому діапазоні частот, а також для цілей дефектоскопії, гідроакустики, механічної обробки матеріалів та ін.

Ультразвукові генератори, виготовлені на основі п?єзоперетворювача, застосовуються також в хімічній промисловості для прискорення різних процесів (емульгатори, полімеризатори, стерилізатори і т.п.) і в напівпровідниковій технології для ефективного відмивання і знежирення пластин за допомогою ультразвукової ванни. З п?єзокераміки роблять малогабаритні мікрофони, телефони, гучномовці (високочастотні), слухові апарати, детонатори (для зброї). Ультразвукові генератори на п?єзокераміці використовуються і в медицині (ультразвукова терапія, хірургія, стоматологія) і т.п. Подвійне перетворення енергії (електричної в механічну і навпаки) покладено в основу роботи пєзорезонансних фільтрів, ліній затримки і пєзотрансформаторів.

Окрім кераміки для виготовлення різних п'єзоелектричних перетворювачів застосовують керамічні матеріали на основі твердих розчинів і . Останні розроблені спеціально для високочастотних перетворювачів (до 40МГц).

В полікристалевому стані сегнетоелектричні речовини складаються з доменів, які спонтанно поляризовані до насичення. Гратки домену спотворені у напрямі поляризації. Під дією зовнішнього електричного поля виникає процес поляризації, подібний процесу намагнічення. Аналогічним чином з'являється діелектричний гістерезис, насичення і залишкова поляризація. Лініїзувати електрострикцію - означає вивести електромеханічну залеж-ність електростриктора з квадратичної зони, тобто ввести поляризаційний зсув.

Якщо до полікристалевого сегнетоелектричного перетворювача, що знаходиться під дією змінного електричного поля, прикласти постійне поле великої напруженості (біля 1кВ/мм), то унаслідок виниклої орієнтації елементарних диполів він проявить п'єзоелектричний ефект. Шляхом присадок (титанату свинцю до титанату барію) виявляється можливим виготовляти полікристалеві сегнетоелектричні речовини, які в результаті однократної короткочасної поляризації набувають постійних п'єзоелектричних властивостей (подібні, наприклад, монокристалам як кварц, сегнетова сіль).

Лініїзацію електрострикції можна здійснити як електричним (мал.7.14), так і фізичним шляхом. Обидва шляхи приводять до створення попередньої залишкової поляризації. Поляризація звичайно проводиться при температурі трохи нижче за точку Кюрі, щоб забезпечити орієнтацію доменів. Після охолоджування цей впорядкований стан залишається стабільним. Напрям вектора поляризації звичайно позначається на п?єзоелементі.

При підвищенні температури вище за точку Кюрі відбувається розполяризація, і п'єзокераміка відновлює свої електрострикційні властивості.

Для будь-якого з цих методів лінеаризації характерне одне, що вектор поляризації електрострикційної кераміки не змінює напряму при електричній або механічній дії. В результаті лінеаризації істотно зростає лінійність і енергетична ефективність електромеханічного перетворення за рахунок переходу робочої точки на ділянку з високою крутизною перетворення.

Механічне стиснення або розтягування, що діє на п?єзопластину в напрямку поляризації, приводить до деформації всіх елементарних комірок. При цьому центри ваги зарядів взаємно зміщуються усередині елементарних комірок, які розташовані тепер переважно паралельно, і в результаті створюється заряд на поверхні пластини.

Для зручного відведення зарядів на обох сторонах пластини наносять металеві електроди, наприклад, срібні покриття, що міцно тримаються. Ці покриття утворюють електричний конденсатор з п?єзоелементом як діелект-риком. Унаслідок зсуву зарядів при стисканні пластини конденсатор заряжа-ється до деякої напруги.

Отже, якщо стиснення міняє знак, тобто переходить в розтягування, то міняється і знак напруги на пластині. Тому при падінні звукової хвилі на п?єзоелемент з її змінним станом розтягування і стиснення він створює на своїх обкладках змінну напругу з тією ж частотою, що і у хвилі. Амплітуда напруги пропорційна звуковому тиску: пєзоелемент стає мікрофоном. Одна з його сторін служить приймаючою поверхнею. Таким чином, прямий п?єзоелектричний ефект дозволяє створити приймач акустичних коливань, зворотний п?єзоефект використовується для збудження акустичних хвиль.

В сучасній дефектоскопії частіше за все використовується п'єзоелектричний ефект (зворотний - для збудження УЗ хвиль і прямий - для прийому). Механізм п'єзоефекту пов'язаний із зміною або виникненням сумарного дипольного моменту при зсуві зарядів під дією механічних напруг (прямий п'єзоефект) або зміні середніх відстаней між центрами ваги утворюючих диполь зарядів під дією електричного поля (зворотний п'єзоефект). При цьому відбувається зміна вектора поляризації в об'ємі .

Таким чином для появи п?єзоефекту необхідна передумова про відсутність центру симетрії в елементарній комірці матеріалу (неспівпадання центрів позитивного і негативного зарядів).

В комірці матеріалу, поляризованого уздовж осі , центри зарядів (+) і (-) просторово не співпадають і мають дипольний момент. При стисненні комірки в напрямі дипольний момент змінюється на, унаслідок чого в такому ж співвідношенні змінюється вектор поляризації п?єзоелемента. Тому на поверхні п?єзоелемента з'явиться надмірний негативний заряд. При зміні напряму деформації полярності поверхонь А і Б поміняються



Рис.2.1.1 Поляризація п'єзоперетворювача

П'єзоелемент, будучи кристалом або поляризованою керамікою, не є ізотропною речовиною. Властивості його залежать від напряму щодо кристалічних осей або осі поляризації, тому відповідні константи є тензорними величинами.

Стан п?єзоелемента з урахуванням зв'язків між електричними і механічними величинами можна охарактеризувати за допомогою наступних параметрів: напруженістю електричного поля, механічною напругою, під впливом якої змінюється електрична індукція і механічною деформацією.

П'єзоелектричні монокристали, наприклад, кварц, ніобат літію і ін. застосовуються в перетворювачах для дефектоскопів у дуже рідкісних випадках. Перевагою п'єзоелектричних монокристалів є їх висока добротність () і низька відносна діелектрична проникність (для кварцу ), що дозволяє використовувати їх в частотозадаючих ланцюгах, проте малий коефіцієнт електромеханічного зв'язку () і відносна дорожнеча обмежують їх вживання в дефектоскопії.

При високій добротності кварц (і ін. монокристалічні перетворювачі) має низьку чутливість за межами резонансу і не придатний для роботи в смузі частот. На додаток до всього має ще і великий імпеданс. Основні п?єзокристали і їх хімічні компоненти: -кварц Х-зрізу - SiO2; ніобат літію - LiNbO3; ніобат барію і натрію - Ba2NaNb5O15; титанат свинцю - PbTiO3; метаніобат свинцю - PbNb2O6 і ін.

Для збудження і прийому акустичних коливань в ультразвуковій дефектоскопії і інтроскопії в на сьогодні застосовують переважно п?єзокераміку, тим паче, що технологія виготовлення керамічних п'єзоелементів дозволяє одержувати їх будь-якої форми і розмірів. П'єзокерамічні матеріали залежно від основних хімічних компонентів і їх процентного складу розділяються на марки і функціональні групи (табл.7.2).

До першої функціональної групи входять матеріали, що використовуються для виготовлення високочутливих п'єзокерамічних елементів, що працюють в режимі прийому і (або) випромінювання при відносно невисоких робочих температурах (ТБ-1 -до 600С, ЦТС-19 -до 2000С, ЦТСНВ-1 - до 1200С).

До другої функціональної групи входять матеріали, що використовуються для виготовлення п'єзокерамічних елементів, які працюють в режимі прийому і (або) випромінювання в умовах сильних електричних полів і (або) механічних напруг при відносно невисоких робочих температурах (60 - 150)0С .

До третьої функціональної групи входять матеріали, що використовуються для виготовлення п'єзокерамічних елементів, що мають під вищену стабільність частотних характеристик в заданому інтервалі температур і в часі для частотно-селективних пристроїв на об'ємних хвилях. Діапазон робочих температур (85-200)0С.

До четвертої функціональної групи входять матеріали, що використову-ються для виготовлення п'єзокерамічних елементів, які працюють при температурі вище 2500С і мають підвищену стабільність п'єзоелектричних характеристик в заданому інтервалі температур і (або) механічних напруг.

Зі всіх п'єзокерамічних матеріалів найбільше поширення набула п'єзокераміка на базі цирконаттитаната свинцю (ЦТС). Як видно з таблиці, ЦТС фігурує у всіх функціональних групах.

Основні марки п'єзокерамічних матеріалів їх основні хімічні компоненти: ТБ - титанат барію; ЦТС - цирконат-титанат свинцю; ЦТСНВ - цирконат-титанат свинцю, натрію, вісмуту; ТБК - титанат барію-кальцію; НБС - ніобат барія-свинцю; ЦТБС - цирконат-титанат барію-свинцю; ЦТССт цирконат-титанат свинцю-стронцію; ТБКС -титанат барию-кальцию-свинцю.

Керамічні елементи можна не тільки випікать з подрібненого п?єзоматеріалу, але і одержувати з пасти, якщо розвести порошок в пасту із застосуванням електрично непровідних рідин. Ця паста при тривалій дії напруги також стає п?єзоелектричною (лініїзується електрострикція). Такі пастоподібні перетворювачі можна накладати безпосередньо на контрольований електропровідний об'єкт без вживання контактної рідини. Особливе місце серед п?єзоматеріалів займає полівінілінденфторид (ПВДФ), оскільки його структура несумісна із структурою кристалів або кераміки. Не дивлячись на свій дуже низький коефіцієнт електромеханічного зв'язку ( ) він представляє інтерес для виготовлення перетворювачів зважаючи на його деякі унікальні властивості: низькі щодо п'єзокераміки значення імпедансу , механічної добротності () і діелектричній проникності дозволяють виготовляти з нього високочастотні і добре демпфовані випромінювачі. Проте головна його перевага полягає в тому, що з нього можна виготовляти гнучкі плівки, що мають товщину порядку декількох мікронів, що практично взагалі неможливе для інших п'єзокерамічних матеріалів зважаючи на їх крихкість. Тому з ПВДФ без особливих труднощів можна виготовляти перетворювачі, особливо концентратори, на частоти до сотень Мгц. Для класичних твердотільних п'єзокерамічних перетворювачів це досягається тільки при збудженні ви-промінювача великої товщини на вищих гармоніках.

П'єзонапівпровідники використовуються в основному для виготовлення плівкових перетворювачів електромагнітних коливань в акустичні на високих (ВЧ) і надвисоких (НВЧ) частотах (до 40ГГц). Завдяки простим складу і структурі плівки подібних з'єднань напилюються у вакуумі безпосередньо на поверхню тіла (наприклад, акустичної лінзи), в якому необхідно збуджувати акустичні хвилі. Видалення зв'язуючого у складі п'єзоматеріала приводить до зниження втрат перетворення, а можливість отримання тонких шарів - до високої резонансної частоти перетворення. Ефективному вживанню цих матеріалів на НВЧ сприяє і низьке значення діелектричної проникності ().

Перетворювачі класифікують по ряду ознак:

1. За способом акустичного контакту твердотілої частини перетворювача (протектора, призми) з контрольованим об'єктом розрізняють:

- контактні перетворювачі, які притискують до поверхні виробу, заздалегідь змазаною рідиною; в деяких випадках шар рідини замінюють еластичним матеріалом (еластичним протектором);

- імерсійні перетворювачі, між поверхнею яких і виробом є товстий шар рідини (товщина цього шару у багато разів перевищує довжину хвилі); при цьому виріб цілком або частково занурюють в імерсійну ванну, використовують струмінь води і т. д.;

- контактно-імерсійні перетворювачі, які мають в своєму складі локальну імерсійну ванну з еластичною мембраною, що контактує з виробом безпосередньо або через тонкий шар рідини;

- щілинні (меніскові) перетворювачі, між поверхнею яких і виробом створюється зазор, сумірний довжиною хвилі ультразвуку;

- перетворювачі з сухим точковим контактом, що мають опуклу поверхню, дотичну з виробом; площа дотику 0,01 ... 0,50 мм2;

- безконтактні перетворювачі, які збуджують акустичні коливання у виробі через шар повітря або вакуум (повітряно-акустичний зв'язок) за допомогою електромагнітно-акустичного і оптикотеплових ефектів; ці перетворювачі не знайшли широкого практичного втілення, оскільки їх чутливість в десятки тисяч раз нижче чутливості інших перетворювачів.

Використання контактних перетворювачів з еластичним протектором, а також щілинних, контактно-імерсійних і безконтактних дозволяє понизити вимоги до параметрів шорсткості поверхні контрольованого виробу.

2. Залежно від способу з'єднання перетворювачів з електричною схемою приладу можна виділити:

- суміщені перетворювачі, які з'єднуються одночасно з генератором і підсилювачем приладу і служать як для випромінювання, так і прийому ультразвукових коливань;

- роздільні перетворювачі, що складаються з випромінювача, з'єднаного з генератором зондуючих сигналів, і приймача, з'єднаного з підсилювальним трактом;

- роздільно-суміщені (Р/С) перетворювачі, що складаються з випромінюючого і приймального елементів, конструктивно зв'язаних між собою, але розділених електричним і акустичним екранами;

- мультиелементні перетворювачі, з одновимірним або двомірним розподілом незалежних перетворювачів, що дозволяють електричним шляхом керувати характеристикою спрямованості випромінювання-прийому.

3. По напряму акустичної осі перетворювачі розділяють на:

- прямі, що випромінюють хвилі нормально до поверхні виробу; Р/С перетворювачі називають нормальними, якщо їх загальна акустична вісь перпендикулярна поверхні об'єкту контролю;

- похилі, акустична вісь яких має кут відхилення від нормалі більше 60-80. Використовуються в основному для збудження поперечних, нормальних і поверхневих хвиль (Релея);

- із змінним кутом уводу.

4. За формою акустичного поля розрізняють:

- площинні перетворювачі з п?єзопластиною плоскої форми, форма акустичного поля яких залежить від форми електродів, поляризації п?єзопластини, хвильового розміру і т. п.;

- фокусуючі перетворювачі, що забезпечують звуження акустичного поля в деякій області контрольованого об'єкту;

- широкоспрямовані (віялові), які випромінюють хвильовий пучок променів, що розходяться, іноді по різному в окремих площинах;

- фазовані грати (розподілені перетворювачі), складаються з ряду окре-мих керованих елементів; твірна поверхня, на якій розташовані окремі елементи, може мати форму як площини, так і іншу; подаючи різні по фазі і амплітуді сигнали на ці елементи, можна змінювати напрям випромінювання (тобто кут уводу), добиватися фокусування або розфокусування, усувати бокові пелюстки.

5. Залежно від ширини смуги робочих частот виділяють:

- вузькосмугові, до яких відносять перетворювачі з шириною смуги пропускання, меншої однієї октави;

- широкосмугові перетворювачі, до яких відносять перетворювачі з шириною смуги пропускання, більшої однієї октави (відношення максимальної частоти до мінімальної більше двох).

6. Позначення п?єзоперетворювачів

Для позначення перетворювачів прийнята буквено-цифрова система, що відображає більшість перерахованих вище ознак (мал.7.25).

Позиція I: перша буква П означає «Перетворювач».

Позиція II: група цифр

- перша з яких означає спосіб контакту, на який перетворювач розрахований (1 -контактний, 2 -імерсійний, 3 - контактно-імерсійний);

- друга - напрям акустичної осі (1 - для прямих перетворювачів, 2 - для похилих));

- третя - режим роботи (1 -суміщений, 2 - роздільний, 3- роздільно-суміщений - Р/С).

Позиція III: ставиться буква

- Ф для фокусуючих перетворювачів;

- Н для неплоских перетворювачів;

- не ставиться для плоских перетворювачів.

Позиція IY: указується частота перетворювача в мегагерцах (з точністю 0,05 Мгц).

Позиція У: указується кут призми

- для похилого уводу указується кут призми з органічного скла (якщо призма виготовлена з іншого матеріалу, проводиться відповідний перерахунок на органічне скло);