Technologie nedestruktivního testování a její aplikace (2)

Snímací tyč působí jako mechanický rezonátor a je vložena do zpětnovazebního obvodu budícího zesilovače. Při působení budicí cívky generuje tyč snímače podélné ultrazvukové vibrace. Signál je detekován piezoelektrickým plátkem a je kladně přiváděn zpět na vstupní konec budícího zesilovače. Tvoří samobuzený oscilátor, jehož kmitací frekvence je rezonanční frekvencí tyče snímače, která odráží tvrdost testovaného kusu. Signál vychází z budícího zesilovače a přivádí se do pulzního obvodu pro vytvoření opakovací frekvence, což je puls obdélníkové vlny o 1/2 výše uvedené oscilační frekvence, která je zesílena pulzním výkonovým zesilovačem pro aktivaci diskriminátoru. V diskriminátoru změna frekvence odráží rozdílnou tvrdost je převedena na změnu stejnosměrného proudu a poté indikována stejnosměrným mikroampérmetrem přímo škálovaným jednotkou tvrdosti. Poté, co byla stupnice tvrdosti předem zkalibrována standardním zkušebním blokem, hodnota tvrdosti piezoelektrické kroužky piezoelektrické měniče lze číst přímo z indikátoru.

Jako ultrazvukový tvrdoměr slouží nabíjecí zařízení také k přímému nabíjení akumulátoru střídavým proudem 220V a regulátor napětí slouží k eliminaci vlivu poklesu napětí akumulátoru na stabilitu indikace během pracovního procesu. Podle současného vývoje elektronické technologie by měl být ultrazvukový tvrdoměr digitální, čímž se dále zlepší přesnost, stabilita a spolehlivost měření. Ultrazvuková testovací technologie se používá různými způsoby a neustále zkoumá a vyvíjí nové aplikační metody a zkoumá nové aplikační oblasti, jako je nyní vyvinutá metoda ultrazvukové spektrální analýzy, která je založena na spektrálních charakteristikách ultrazvukových odražených ozvěn. prozkoumat mikrostrukturu vyhodnocovacího materiálu, posoudit tvar, druh a charakter vady, jakož i posoudit kvalitu lepeného spoje. Kromě toho existují technologie skenování ultrazvukovou tomografií, zejména je třeba zdůraznit, že s rychlým rozvojem výpočetní techniky poskytuje digitální zpracování, analýza a zobrazování ultrazvukových detekčních signálů více prostoru pro aplikaci a rozšíření technologie ultrazvukové detekce a má velký potenciál pro rozvoj.

(3) Povrchová vlna - Povrchové vlny používané při průmyslovém ultrazvukovém testování se týkají hlavně rayleighových vln (Ray waves), které jsou přenášeny po povrchu média, zatímco částice média přenášejícího zvuk vibrují po eliptické dráze. Jak je znázorněno vlevo, efektivní hloubka průniku rayleighovy vlny do média je pouze jeden rozsah vlnových délek. Lze jej tedy použít pouze pro kontrolu vad na povrchu média. Nemůže proniknout dovnitř média jako podélná vlna a příčná vlna, takže ji lze kontrolovat. Vady uvnitř média. Navíc horizontálně polarizovaná příčná vlna (SH vlna, známá také jako Love Wave) je také povrchová vlna šířící se po povrchové vrstvě, což je vlastně vibrační mód seismické vlny, ale v průmyslovém ultrazvukovém testování se zatím prakticky neuplatnila.

(4) Lamb Wave - Jedná se o řízenou vlnu, která je generována superpozicí podélných a příčných vln a je uzavřena ve specifickém konečném prostoru na specifické frekvenci. V průmyslovém ultrazvukovém testování se Lambova vlna používá hlavně k detekci tenké kovové desky o tloušťce ekvivalentní vlnové délce, a proto se také nazývá desková vlna (P vlna). Když je Lamb vlna přenášena v tenké desce, spodní povrchová vrstva tenké desky vibruje podél eliptické dráhy a částice ve střední vrstvě tenké desky bude vibrovat ve formě složky podélné vlny nebo složky příčné vlny, čímž se vytvoří vibrace na celé desce, což je prominentní rys detekce Lamb vlny. Podle kmitání střední vrstvy tenké desky se jedná o podélnou vlnovou složku nebo příčnou vlnovou složku a lze ji rozdělit do dvou režimů: režim S (symetrický typ) a režim A (asymetrický typ). Jehněčí vlny mohou být vybuzeny také v tenkých tyčích a tenkostěnných trubicích, kterým se říká zkroucené vlny, expandované vlny a podobně.

Kromě čtyř hlavních aplikačních křivek popsaných výše byly vyvinuty hlavové vlny a podélné vlny (také známé jako plíživé podélné vlny), zejména u posledně jmenovaných. Podpovrchový přenos, vhodný pro detekci defektů v blízkosti povrchu v případě detekce zvláště drsných povrchů nebo povrchových vrstev nerezové oceli na povrchu. Rychlost šíření piezoelektrický keramický prstenec v médiu (v závislosti na médiu, typu vlny atd.), vibrační frekvence f (počet úplných vibrací za jednotku času, jeden Hertz-Hz za sekundu) a vlnová délka λ ultrazvukových vln (ultrazvukové dokončení). Ultrazvukové vlny mají krátké vlnové délky, pohybují se po přímce (v mnoha případech lze pro analýzu použít geometrické a akustické vztahy), dobrou směrovost, která se může šířit v pevných látkách a může být vlnově transformována. Mezi jejich charakteristiky šíření patří odraz a lom, difrakce. S různými změnami, jako je rozptyl, útlum, rezonance, rychlost zvuku atd., je široce používán, včetně kovů, nekovů, výkovků, odlitků, svařovaných dílů, profilů, lepených konstrukcí a kompozitů, spojovacích prvků a tak dále. Výhody ultrazvukového testování jsou silný průbojný výkon, lehké vybavení, nízké náklady na detekci, vysoká účinnost detekce, okamžitá detekce výsledků testu (detekce v reálném čase), automatická detekce a trvalé nahrávání a větší nebezpečí při detekci defektů. Vady podobné trhlinám jsou zvláště citlivé a tak dále. Nevýhodou ultrazvukového zkoušení je, že obvykle je vyžadováno vazební médium pro pronikání zvukové energie do kontrolovaného předmětu a je vyžadován referenční vyhodnocovací standard, zejména zobrazení výsledku detekce není intuitivní, a proto je vyžadována vysoká technická úroveň obsluhy, jde o malé, tenké nebo složité tvary, stejně jako kontrola obrobků z hrubozrnných materiálů atd. Použití charakteristik šíření ultrazvuku jako vodítka je popsáno níže.