- коефіцієнт відбиття вода/матеріал
- коефіцієнт відбиття вода/перетворювач.
Для розрахунку скористаємося математичним пакетом MathCad (Додаток 2).
Малюнок 9. Графічний розрахунок рівняння щодо параметра k
Розрахунок проводився для мінімальної (UN) і максимальної (U dKuUg) значень товщин вироби. З графіка видно, що k - номер перевідбитого імпульсу знаходиться в межах приблизно від 10 до 15. Нас цікавить випадок, при якому можна отримати максимальну частоту проходження зондувальних імпульсів, тому виберемо k=12.
Період проходження зондувальних імпульсів:
Максимально можлива частота проходження зондувальних імпульсів:
Щоб не виникало помилкових сигналів в робочому інтервалі, виберемо частоту проходження по ГОСТ 200 Гц.
9. Швидкість контролю
Частота проходження зондувальних імпульсів визначає швидкість сканування. За час між наступними один за одним посилками імпульсів датчик повинен пройти шлях, рівний кроку сканування.
Датчик повинен знаходитися в нерухомому стані певний час, однакову трьом посилкам. Додамо час, який необхідно витратити для переміщення датчика в наступне положення (приблизно 0.1с).
Час кроку одного датчика складає 0,102с.
Будемо використовувати хомут з ??перетворювачами для сканування. Діаметр перетворювача складає 6 мм. Виходячи з розмірів самого перетворювача крок сканування складе 3 мм.
кількість кроків по всій довжині l,
S-діаметр перетворювача
Виходячи з формули отримуємо, що весь шлях (переміщених) одним датчиком складе 36740 переміщень. Швидкість контролю вказана в ТЗ - 1м/с. Оскільки використовується хомут з ??двадцятьма датчиками, що охоплює всю трубу відразу, то необхідно рухати систему тільки в одному напрямку. Т.к. в хомуті датчики розташовані в 2 ряди (перекриваючи неконтрольовану зону), то рухаємо хомут з ??кроком 2 · 1/2 ширини пучка, тобто на ширину пучка із швидкістю, вказаною в ТЗ.
10. Тривалість акустичного імпульсу
У нашому випадку разнотолщинность труби становить 0,015 ... 0,025 м.
Щоб не допустити утворення стоячої хвилі, потрібно обмежити тривалість зондирующих імпульсів умовою
де Н - товщина труби,
- швидкість звуку в ньому.
Ультразвуковий контроль вироби здійснюють шляхом порушення перетворювачів короткими електричними сигналами. При цьому намагаються перетворювачі сконструювати таким чином, щоб тривалість акустичних імпульсів була якомога менше. Тривалість акустичного імпульсу впливає мінімальну товщину контрольованого виробу.
Мінімальна товщина контрольованих труб визначається величиною мертвої зони.
Звідки
Для мертвої зони протяжністю мм максимально допустима тривалість акустичного імпульсу складе мкс.
11. Визначення необхідного ступеня демпфірування перетворювачів
Мертва зона контролю визначається тривалістю акустичного імпульсу:
Звідки
Для мертвої зони протяжністю мм максимально допустима тривалість акустичного імпульсу складе мкс.
Тоді можна обчислити тривалість імпульсу в кількості періодів високої частоти заповнення. Тривалість імпульсу за рівнем відліку ? повинна складати:
Найменша тривалість акустичного сигналу буде при добротності
В системі буде використаний кабель з суцільною поліетиленовою ізоляцією і хвильовим опором 50 Ом РК - 50-4-11. Його електрична (погонна) ємність дорівнює 51 пФ/м
Довжина кабелю з урахуванням переміщення лінійки датчиків по ванні 25 м.
Малюнок 10. Номограма для визначення акустичної добротності при вибраній тривалості і заданої чутливості
Т.к. розшарування відноситься до площинних дефектів, скористаємося наступною формулою:
де - коефіцієнт прозорості,
- коефіцієнт відбиття.
Перетворювач складається з п'єзокерамічної пластини, протектора, демпфера, к...
