книги / Применения ультразвука

(с)Определение и проверкаугла зондирования

Зонд перемещают в соответствии с величиной угла туда и обратно: в положение а (35—60°) или b (60-75°), или с (75-80°), как показано на рис. 7.32. Зонд двигают в разные стороны, что­ бы получить максимальную амплитуду на экране CRT. В этом положении зонда зарегистрированный угол, метка которого сов­ падает с точкой выхода луча, принимается за угол зондирования. Максимальное отклонение от этого угла, связанное с конкретным углом, следует сравнивать с системой правил, принятых для дан­ ного зонда.

Рис. 7.32. Определение и проверка угла зондирования

(II) Блок DIN 54122 (V2)

Самая последняя версия данного блока показана на рис. 7.33. Этот блок особенно подходит для калибровки временной развер­ тки для прямых и наклонных зондов малого диаметра. Используя блок, можно определить точку выхода луча и угол. Достоинство блока состоит в том, что его можно использовать непосредствен­ но на месте. Применение описано далее.

Калибровка временной развертки для диапазона, не превышаю­ щего 100 мм

Зонд помещается на блок, как показано на рис. 7.34а. При этом образуются множественные эхо-сигналы от задней поверх­ ности.

Рис. 7.33. Тестовый блок V2, соответствующий DIN54122

Положение этих эхо-сигналов регулируется с помощью кон­ троля диапазона тестирования и контроля запаздывания. Экран CRT для калибровки 100-миллиметрового диапазона показан на рис. 7.34Ь.

(а) Положение зонда на блоке

Рис. 7.34. Калибровка временной развертки — прямой луч

Калибровка временной разверткидля различныхдиапазонов вре­ менной шкалы с помощью наклонного зонда

Калибровку временной развертки для различных диапазонов, не превышающих 250 мм, можно осуществить одним из двух ме­ тодов, в которых зонд передвигается в разные стороны до тех пор, пока не получится максимальный эхо-сигнал.

Когда зонд установлен на квадранте 25 мм (рис. 7.35а), на эк­ ране будут показаны эхо-сигналы с длиной траектории луча 25,

100, 175 мм, то есть при последовательном возрастании на 75 мм. Таким образом, временная шкала будет откалибрована соответс­ твующим образом. К примеру, если первый эхо-сигнал будет ус­ тановлен в точке 2,5, а второй —в точке 10, временная шкала бу­ дет откалибрована до 100 мм (рис. 7.35Ь).

Во втором методе зонд находится в контакте с 50-миллимет­ ровым сектором (рис. 7.36а). Длина траектории луча эхо-сигна­ ла составляет 50, 125, 200 мм и т.д., то есть интервал равен 75 мм. Следовательно, если мы установим три эхо-сигнала в точках 2,5, 6 , 2 и 1 0 , временная шкала будет откалибрована и настроена на диапазон 2 0 0 мм.

Рис. 7.35. Калибровка временной развертки — наклонный луч (первый метод)

Калибровка временной разверткидля 50 мм В данном методе эхо-сигнал от 50-миллиметрового секто­

ра устанавливается в точке 1 0 с помощью контроля развертки и диапазона. После этого зонд поворачивают так, чтобы получить эхо-сигнал от 25-миллиметрового сектора. С помощью контроля запаздывания эхо-сигнал устанавливается в точку 5. Зонд снова перестраивается на 50-миллиметровый сектор, чтобы проверить, появится ли эхо-сигнал в точке 10. Если есть какое-то отклоне­ ние, применяется контроль развертки и диапазона, чтобы на­ строить эхо-сигнал на точку 1 0 . Данная процедура повторяется до тех пор, пока эхо-сигнал не появится в точке 5 при использова­ нии 25-миллиметрового сектора и в точке 10 при использовании 50-миллиметрового сектора.

Врем я

Рис. 7.36. Калибровка временной развертки — наклонный луч (второй метод)

Определение точки выхода луча Зонд помещают в направлении 25-миллиметрового или

50-миллиметрового сектора, чтобы получить соответствующие эхо-сигналы на экране CRT. Затем его перемещают с целью мак­ симизации эха. Когда амплитуда эхо-сигнала принимает макси­ мальное значение, определяют точку выхода луча путем продле­ ния центральной отметки миллиметровой шкалы блока до зонда.

Определение угла зондирования Чтобы определить действительный угол зондирования, ис­

пользуется блок с отверстием диаметром 5 мм. Точка выхода луча устанавливается напротив соответствующего угла зондирования, вписанного в блок, когда луч направлен в сторону отверстия (рис. 7.36а). Зонд передвигают туда и обратно до тех пор, пока эхо-сиг­ нал не примет максимальное значение. После этого производит­ ся оценка угла зондирования, которую осуществляют, отметив положение точки выхода луча относительно углов, вписанных в блок.

7.7.2. Проверка характеристик дефектоскопа

При калибровке дефектоскопа нужно обращать внимение на сле­ дующие важные пункты:

(I) линейность временной развертки;

(II)линейность усилителя;

(III)разрешение дефектоскопа; (IV) оценка мертвой зоны;

(V)максимальная проникающая способность.

(I) Линейность временной развертки

Для измерения линейности временной развертки можно ис­ пользовать IIW, DIN54122 или любой другой блок из похожего материала, выступающий в качестве тестового образца. Выбор толщины определяется требованием, которое заключается в том, что продольно-волновой зонд, помещаемый на блок, должен произвести несколько эхо-сигналов (обычно четыре-пять) от задней поверхности в пределах выбранного диапазона. Для про­ верки линейности два эхо-сигнала (скажем, первый и четвертый из последовательности пяти эхо-сигналов) нужно совместить с соответствующими делениями шкалы. После этого записывается положение каждого из оставшихся эхо-сигналов и отмечается на графике так, как показано на рис. 7.37. Максимальныйдопускдля выбранного диапазона составляет 1%. Нелинейность временной развертки редко создает проблемы. Как бы то ни было, наиболее распространенным случаем явной нелинейности является плохая калибровка нулевого уровня временной развертки, выполненная оператором.

Рис. 7.37. Предсказанное положение эхо-сигнала по сравнению с реальным

При оценке линейности временной развертки следует пом­ нить об одной важной мере предосторожности, которая состоит в том, что показания временной развертки должны считываться после приведения каждого сигнала к общей амплитуде. Как пра­

вило, эта амплитуда составляет около половины высоты экрана. Если же эта мера не будет выполнена, эхо-сигналы начнут появ­ ляться в разных точках, что приведет к ошибке калибровки вре­ менной развертки.

(II) Линейность усилителя

Далее описана процедура, которая позволяет определить, действительно ли усилитель дефектоскопа усиливает маленький сигнал в той же пропорции, что и большой, то есть является ли усилитель линейным или нет. Временная развертка дефекто­ скопа калибруется для диапазона 250 мм. После этого получают десять эхо-сигналов от стенки блока толщиной 25 мм. Амплиту­ ду и-го эхо-сигнала (который, как правило, находится за преде­ лами области ближнего поля) на экране CRT устанавливают равной определенной величине (обычно 4/5 высоты экрана). Регистрируются амплитуды последующих эхо-сигналов (и+1, л+2, и+3). Затем амплитуду я-го эхо-сигнала уменьшают вдвое по сравнению с ее исходной величиной, после чего записывают уменьшенные значения амплитуд последующих эхо-сигналов. Если они тоже уменьшились в два раза, то усилитель является линейным. Отклонение от линейности для любого эхо-сигнала можно выразить в виде относительного отклонения (в процен­ тах):

Отклонение = Начальная амплитуда эхо-сигнала - Амплитуда, уменьшенная вдвое х100%. Начальная амплитуда эхо-сигнала

(7.12)

Отклонение от линейности как функция амплитуды показано на рис. 7.38. Полученная кривая действительна только для опре­ деленных установок частоты, энергии импульса, диапазона вре­ менной развертки и для регулировки усиления, использованной в режиме проверки.

Другим простым методом проверки линейности усилителя является калибровка временной развертки для заданного диапа­ зона и установка эхо-сигнала в середине временной развертки. Настраивается нужная высота амплитуды эхо-сигнала, и отме­ чаются показания аттенюатора. Затем установки аттенюатора последовательно уменьшаются на б дБ четыре или пять раз. Если каждый раз полученная величина становится вдвое меньше пре­ дыдущей, усилитель считается линейным.

Рисунок 7.38. График «положение временной развертки — отклонение отлинейности»

(III) Разрешение дефектоскопа

Блок IIW VI используется для определения разрешения де­ фектоскопа, в котором применяется прямой зонд. В этом блоке есть три целевых рефлекторадлядиапазонов 85,91 и 1 0 0 мм, соот­ ветственно. Зонд помещается на блок, как показано на рис. 7.39. Далее получают эхо-сигналы от трех рефлекторов. Разделение эхо-сигналов друг от друга показывает степень разрешения де­ фектоскопа для данного зонда. Рис. 7.39Ь и 7.39с показывают сте­ пень разрешения дефектоскопов при использовании двух разных прямых зондов. По рис. 7.39Ь понятно, что преобразователь, ис­ пользуемый в этом тестировании, даетлучшее разрешение.

Рис. 7.39. Разрешающая способностьдефектоскопа — прямые зонды

(IV) Оценка мертвой зоны

Одним из способов определения мертвой зоны является использование специального блока, который изображен на рис. 7.40. За глубину мертвой зоны принимается величина, при которой эхо-сигнал, отраженный от отверстия, можно четко отде-