но до явищами дифракції (огинання) і інтерференції (додавання). При розмірах випромінювача, менших довжини хвилі, від нього поширюються сферичні хвилі, і випромінювання є ненаправленим. Якщо розміри випромінюючої пьезопластінкі істотно більше розмірів довжини хвилі, то ультразвукові хвилі будуть поширюватися у вигляді спрямованого пучка. У безпосередній близькості від випромінювача (у зоні Френеля) пучок хвиль поширюється майже без розбіжності, а інтенсивність коливань уздовж пучка непостійна, має стрибкоподібний характер і
визначається явищем інтерференції. Протяжність ближньої зони rбл визначається швидкістю поширення коливань С в середовищі, їх частотою і розміром (радіусом) а випромінюючої пластини:
При видаленні від випромінювача на відстань r gt; rбл пучок коливань поширюється з розбіжністю під деяким кутом, величина якого визначається співвідношення
Інтенсивність коливань в цій зоні (зоні Фраунгофера) уздовж осі пучка буде монотонно спадати у відповідності з закономірностями загасання. Спрямованість пучка ультразвукових коливань поліпшується зі збільшенням твори af. Інтенсивність коливань в поперечному перерізі далекої зони непостійна і убуває по напрямку від осі пучка до його периферії. Характер зміни інтенсивності в залежності від кута між напрямком променя і віссю пучка визначається діаграмою спрямованості випромінювача. Довжина променя, спрямованого під деяким кутом до осі пучка, в межах діаграми спрямованості пропорційна амплітуді коливань в цьому напрямку. Тому від відбивачів (дефектів), розташованих на однаковій відстані від випромінювача, але під різними кутами до осі пучка, надходять сигнали, різні за амплітудою. Максимальна амплітуда сигналу буде при розташуванні відбивача на осі пучка. Типова діаграма спрямованості дискового випромінювача в полярних координатах наведена на рис 3. За одиницю приймають амплітуду звукового тиску Uo на осі пучка.
Малюнок 3. Діаграма спрямованості дискового ізучателя
При зменшенні кута розбіжності збільшується протяжність ближньої зони rбл. При af/C 0,6 в діаграмі спрямованості виникають бічні пелюстки, в яких зосереджується до +20% енергії. В окремих випадках бічні пелюстки можуть відбиватися від дефектів і давати відповідні сигнали [7].
3.4 Апаратура, методи та технологія ультразвукового контролю
Виявлення і вимірювання наявних в конструкції дефектів здійснюють за допомогою ультразвукових дефектоскопів спеціального або загального призначення. Структурна схема імпульсного ультразвукового еходефектоськопа загального призначення наведена на рис. 4.
Імпульс ультразвукових механічних коливань, що посилаються в контрольований виріб, створюється в пьезопреобразователь за рахунок зворотного п'єзоефекту. Для цього на п'єзоелемент пьезопреобразователя подається короткий електричний імпульс, що виробляється генератором зондирующих імпульсів. Відбитий від донної поверхні або від дефекту механічний імпульс УЗК приймається тим же або іншим пьезопреобразователем, що працює в режимі прийому, і перетворюється за допомогою прямого п'єзоефекту в електричний сигнал. Далі сигнал, посилений за допомогою підсилювача, подається на вертикальні відхиляючі елементи екрану, що визначають положення променя на екрані дефектоскопа по висоті. Одночасно з генератором зондирующих імпульсів запускається генератор розгортки, який виробляє лінійно збільшується (пилкоподібний) імпульс, що подається на горизонтальні відхиляючі елементи екрану, для розгортки променя в горизонтальній площині.
Малюнок 4. Схема ультразвукового дефектоскопа: 1 - пьезопреобразователь, 2 - генератор зондирующих імпульсів, 3 - синхронізатор, 4 - генератор горизонтальної розгортки, 5 - глубінометр, 6 - блок тимчасової регулювання чутливості, 7 - підсилювач, 8 - автоматичний сигналізатор дефектів, 9 - екран дефектоскопа.
Сигнали, що надійшли від дефекту (Д) або протилежної сторони вироби (донний сигнал), разом з зондирующим імпульсом з'являються на екрані дефектоскопа у вигляді піків відповідної амплітуди. Положення цих піків на горизонтальній осі визначається часом їх приходу і залежить від швидкості УЗ коливань в контрольованому виробі, а також глибини залягання дефекту або товщини виробу. За допомогою глибиноміра по часу приходу імпульсу і відомій швидкості поширення коливань визначаються відповідно глибина розташування дефектів і товщина виробу.
Автоматичний сигналізатор дефектів (АСД) служить для вироблення звукового або світлового сигналів при появі імпульсу від дефекту вище бракувального рівня. Для компенсації загасання коливань і вирівнювання амплітуд імпульсів від рівних за розмірами, але розташованих на різній глибині дефектів, служить блок тимчасової регулювання чутливості (ВРЧ). Синхронізатор забезпечує син...
