yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->1.3.3. Безконтактні методи збудження і прийому

Ультразвукові дифекти

1.3.3. Безконтактні методи збудження і прийому

Безконтактні методи збудження і прийому акустичних хвиль розширюють можливості акустичного контролю при великих швидкостях і варіаціях об'єму контролю, високих і низьких температурах, шорсткій і забрудненій поверхні об'єкту, а також у випадках, коли за вживаною технологією механічний контакт і контактні рідини застосовувати неприпустимо. Методи безконтактного акустичного контролю можуть бути засновані на наступних основних ефектах.

Повітряний акустичний зв'язок. Повітря можна використовувати для акустичного зв'язку ультразвукових перетворювачів з об'єктом контролю перш за все, коли не потрібне введення акустичної енергії всередину об'єкту контролю, наприклад при експрес-контролі параметрів шорсткості поверхні виробу, дистанційної віброметрії і товщінометрії листів (при двосторонньому доступі). При цьому можна застосовувати ультразвукові коливання з частотами від десятків кілогерц до одиниць мегагерц, загасання яких в повітрі не таке велике, щоб перешкоджати їх використанню. При розробці апаратури слід враховувати залежність швидкості звуку від зовнішніх умов: температури, вологості, руху повітря.

Легко-акустичний зв'язок реалізований в приладах для контролю виробів з пластмас. У цих матеріалів питомий хвилевий опір значно менший, ніж у металів, і коефіцієнт прозорості межі повітря - пластмаса значно більше, чим повітря - метал.

У дефектоскопах з повітряним зв'язком застосовують п’єзоперетворювачі з чвертьхвильовими прояснюючими шарами або біморфні п’єзоелементи, що здійснюють вигинисті коливання.

Збудження коливань повітряною ударною хвилею. Шляхом електричного розряду високовольтного конденсатора у вузькому горлі рупора, що розширюється, отримують короткий (менше 5мкс) акустичний імпульс з сферичним фронтом. На виході з рупора цей фронт наближається до плоского і порушує практично одночасно значна за площею ділянка ОК.

Ефект електричного поля. Акустичні коливання струмопровідної поверхні виробу можуть бути викликані силами взаємодії електричних зарядів, якщо цю поверхню зробити одній з пластин конденсатора. Прийом акустичних коливань може бути здійснений в результаті зворотного ефекту - появи змінного електричного опору на обкладаннях конденсаторного перетворювача при зміні відстані між обкладаннями, одним з яких є виріб. При напруженості електричного поля конденсатора 107В/м коефіцієнт перетворення конденсаторного перетворювача на чотири-п'ять порядків менше, ніж у разі п'єзоелектричного перетворювача. Тому перетворювачі такого типу використовують лише для досліджень, наприклад для безконтактного вимірювання розподілу амплітуди коливань поверхні в широкому діапазоні частот.

Ефекти електромагнітного поля. Збудження акустичних коливань під дією електромагнітного поля відбувається в результаті декількох ефектів. Ефект намагнічування виявляється у взаємодії поля намагніченості феромагнітного виробу з полем зовнішнього джерела. Ефект магнітострикції виявляється в деформації елементарних об'ємів феромагнітного виробу під дією зовнішнього магнітного поля. Зворотний ефект - поява магнітного поля в результаті деформації елементів феромагнітного тіла - називають магнітопружнім ефектом. Магнітострикція і магнітопружний ефект об'єднуються загальною назвою «П’єзомагнітний ефект». Ефект вихрових струмів, що індукуються у виробі під дією змінного струму в котушці, розташованій поблизу виробу, виявляється в їх взаємодії із зовнішнім  магнітним полем, що отримується за допомогою постійного магніту або електромагніту. Іноді джерелом зовнішнього магнітного поля є котушка, навідна вихрові струми. В цьому випадку пружні коливання збуджуються на подвоєній частоті, оскільки обидві взаємодіючі величини - вихровий струм і магнітне поле - є змінними з однією і тією ж частотою. Зворотний ефект виявляється у виникненні вихрових струмів у виробі в результаті коливання елементів виробу в постійному магнітному полі і в збудженні вихровими струмами індукційною ЕДС в котушці, розташованій поблизу виробу.

 

8