ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Преобразователи для контроля методами отражения из "Неразрушающий контроль Т3" Современные дефектоскопы комплектуют набором излучателей и приемников УЗ-волн - электроакустических преобразователей (ЭАП). Здесь рассмотрены ПЭП общего назначения, нашедшие наиболее широкое применение. ПЭП общего назначения - это преобразователи, в технических условиях на которые не установлен конкретный тип контролируемого изделия или группы изделий. Основные типы преобразователей, входящих в комплект практически каждого дефектоскопа, были кратко рассмотрены в разд. 1.2. Здесь более подробно будет рассмотрено их устройство, а также описан ряд других преобразователей. [c.156] Прямой совмещенный преобразователь контактного типа (рис. 2.14, а) предназначен для излучения и приема продольных волн, направленных нормально (т.е. под прямым углом) к поверхности ввода ОК. Поперечные волны, направленные нормально к поверхности, возбудить трудно, как пояснено в разд. 1.1.2. [c.156] Пьезопластину 1 обычно изготовляют из ЦТС. В настоящее время часто используют керамику ПКР (пьезокерамика типа ЦТС производства Ростовского государственного университета) и метаниобат свинца (см. разд. 1.1.2). Толщину пьезопластины делают равной половине длины волны. Для ЦТС на частотах 1. .. 10 МГц она составляет 0,16. .. 1,6 мм. [c.156] Пьезогшастину ПЭП выполняют обычно круглой. Размеры выбирают с учетом поля излучения-приема. Увеличение диаметра сужает диаграмму направленности в дальней зоне, но в то же время увеличивает протяженность ближней зоны, где оценка размеров и местоположения дефектов затрудняется наличием максимумов и минимумов сигнала (см. разд. 1.3.1). Целесообразно применять пластины малого размера для контроля тонких изделий и большого - для контроля изделий значительной толщины. [c.157] На поверхности пьезопластины методами вжигания, осаждения или напыления в вакууме наносят серебряные, никелевые или медные электроды, которые системой проводников 5 соединяют с кабелем 7, а через него с дефектоскопом. Внешнюю оплетку кабеля и наружную сторону пьезопластины соединяют с металлическим корпусом 6 преобразователя. В преобразователе (или вблизи него) располагают катушку индуктивности 4 для настройки на резонансную частоту. [c.157] Если демпфер изготовлен из материала с недостаточным звукопоглощением, то, чтобы УЗ-колебания, отраженные от задней поверхности демпфера, не вызывали помех, заднюю поверхность делают неровной, иногда демпферу придают коническую форму. [c.157] Наклонный преобразователь (рис. 2.14, б) отличается от прямого наличием призмы 8. Пьезоэлемент 1 излучает в призму продольные волны, которые на границе призмы с изделием преломляются, а частично отражаются. Не вошедшая в изделие часть УЗ-энергии попадает в ловушку (передняя и верхняя части призмы) и гасится в ней. Демпфер 2 расширяет полосу пропускания. Иногда он отсутствует, что повышает коэффициент преобразования. Пьезопластине для уменьшения пути УЗ в призме часто придают не круглую, а квадратную или прямоугольную форму, ее приклеивают к призме. [c.158] Призму делают из пластмассы, например из органического стекла (плексигласа). При контроле металлов скорость продольных волн в материале призмы должна быть меньше скорости поперечных волн в ОК. [c.158] Плексиглас удобен также благодаря своей хорошей смачиваемости, что обеспечивает достаточно высокое качество акустического контакта даже при работе по грубой поверхности. Однако плексигласу свойственна плохая устойчивость к истиранию. Для повышения износоустойчивости преобразователя применяют другие пластики, например поликапролактам. [c.158] Фирма Panametri s использует сменные призмы, на которых крепится прямой преобразователь. [c.158] Х - длина волны в материале призмы 2а - размер пьезопластины в плоскости падения - угол падения, при котором возбуждается поверхностная волна. [c.158] Для пары плексиглас—сталь при (Х /2а) 0,12 угол рд выбирают в пределах 28,5. .. 55°. При этом, согласно закону синусов (1.11) и рис. 1.17, в стали будут возбуждаться поперечные волны с углами ввода 35. .. 80°. Фактические значения углов преломления будут отличаться от вычисленных по закону синусов (см. рис. 1.27). В работе [324] показано, что, применяя демпфер с переменным волновым сопротивлением, можно предотвратить возбуждение поверхностной волны даже при углах ввода 80°. [c.158] Для контроля аустенитных сварных соединений с большим затуханием и рефракцией поперечных волн используют продольные волны, распространяющиеся под углом к поверхности. Для их возбуждения угол призмы делают меньше первого критического (18. .. 24°). Поперечные волны, возникающие одновременно с продольными, создают при этом помехи. [c.158] Раздельно-совмещенный (РС) преобразователь (рис. 2.14, в) имеет излучающий и приемный пьезоэлементы 1, акустически и электрически разделенные экраном 9. В то же время они объединены конструктивно в одном корпусе 6. Благодаря разделению электрический и акустический зондирующие импульсы и сопровождающие их помехи почти не попадают на приемник, но все-таки мещающая волна существует. В результате уменьшается (но не исчезает) минимальная глубина прозвучивания (мертвая зона) до 0,5. .. 1 вместо 5. .. 10 мм для прямых преобразователей. [c.160] На рис. 2.14, в показан прямой РС-преобразователь. Его общая акустическая ось, проходящая посередине между одинаковыми излучателем и приемником, направлена нормально к поверхности ввода. Однако существуют также наклонные РС-преобразователи для поперечных и поверхностных, и головных волн. [c.160] Наклонные РС-преобразователи применяют в двух вариантах тандем, когда излучатель и приемник расположены один за другим в плоскости падения, и дуэт, когда они размещены рядом. Угол 5 между проекциями акустических осей на поверхность ввода и биссектрисой называют углом разворота. [c.160] Угол ввода УЗ-волны а и угол разворота центральных лучей ф, а также точки ввода А и приема В выбираются таким образом, чтобы центральные лучи диаграмм направленности излучающего и приемного УЗ-преобразователей (АО и ВО соответственно) и хорда АВ находились в одной плоскости 2, проходящей через середину сечения стенки трубы. При этом за счет раскрытия УЗ-пучка обеспечивается практически равномерное озвучивание всего сечения стенки трубы (сварного соединения по глубине). [c.161] Широкозахватные ПЭП имеют сильно вытянутую прямоугольную пьезопластину они позволяют контролировать широкую полосу изделия типа тонкого листа за один проход. [c.161] Широкополосные ПЭП работают в полосе частот больше одной октавы (т.е. /max//min 2 ). ПрИНЦИПЫ ИХ конструиро-вания рассмотрены в разд. 1.2.3. Отметим, что большой широкополосности преобразователя вместе с прибором можно добиться, не применяя специализированных преобразователей, а путем компенсации дефектоскопом уменьшения чувствительности при отклонении от рабочей частоты преобразователя, на которой достигается максимум чувствительности. [c.161] Фокусирующие ПЭП дают концентрацию УЗ-энергии в небольшой зоне -фокусе. Принципы их конструирования рассмотрены в разд. 1.3.3. [c.161] Вернуться к основной статье