Ikke-destruktiv testteknologi og dens anvendelse (3)

Det højfrekvente pulskredsløb i ultralydsfejldetektoren genererer en højfrekvent pulsoscillerende strøm, der skal påføres den piezoelektriske keramiske krystal i ultralydstransduceren (sonden), som exciterer ultralydsbølgen og transmitterer den til emnet, der skal inspiceres, og når ultralydsbølgen skal propageres i en defekteret arbejdsemne. (heterogen) støder på den akustiske vej (udbredelsesvejen for ultralydsbølgen), vil en refleksion blive genereret ved grænsefladen, og det reflekterede ekko modtages af sonden i et højfrekvent puls elektrisk signal input til den modtagende forstærker af fejldetektoren. Derefter vises en ekkobølgeform (grafisk) på fejldetektorens skærm, der er proportional med ekkolydtrykket. Størrelsen af lineære piezo-rør kan estimeres i henhold til amplituden af ​​det viste ekko, og den vandrette linje på displayskærmen kan justeres til at være proportional med udbredelsestiden (afstanden) af ultralydsbølgen i mediet (almindeligvis kendt som 'kalibrering'), så kan positionen af ​​defekten i emnet bestemmes baseret på den vandrette visningslinje på skærmen. Positionen af ​​det nederste ekko af emnet på den vandrette scanningslinje kan også bruges til at bestemme tykkelsen af ​​emnet. Den plads, der optages af ultralydsbølgerne, kaldes ultralydsfeltet, Det omfatter nærfeltet (N er nærfeltslængden) og fjernfeltet. Lydtryksfordelingen i nærfeltsområdet er ikke ensartet, og lydtrykket i fjernfeltsområdet ændrer sig monotont, når afstanden øges. Længden af ​​nærfeltsområdet er relateret til diameteren af ​​transducerwaferen og bølgelængden af ​​ultralydsbølgen, og ultralydsstrålen i nærfeltsområdet konvergeres i slutningen af ​​nærfeltsområdet, det vil sige ved overgangspunktet fra nærfeltsområdet til fjernfeltområdet. Strålediameteren er den mindste (så dette punkt kaldes også det naturlige fokus). Efter at have kommet ind i det fjerne felt, vil strålen divergere i en bestemt vinkel.

 Hældningen af ​​strålekanten er udtrykt ved semi-diffusionsvinklen, semi-diffusionsvinklen for strålen er den samme. Det er relateret til waferens diameter piezo keramisk disk krystal transducer og bølgelængden af ​​ultralydsbølgen. Derfor er det i ultralydsdetektionen, for at evaluere defektstørrelsen i overensstemmelse med ekkoets amplitude, når størrelsen af det emne, der skal inspiceres, er lille og falder inden for området for nærfeltsområdet, normalt nødvendigt at bruge referencesammenligningstestblokken til sammenlignende evaluering, materialet i referencetestblokken, den akustiske genstand skal have de samme specifikke egenskaber eller have samme egenskaber eller lignende. reflektorer af kendt størrelse (såsom fladbundshuller, tværgående huller, søjlehuller, riller osv.), og den detekterende ekko-amplitude og samme lyd. Amplituden af reflektorekkoerne af processen (ultrasonisk udbredelsesvej) sammenlignes, og størrelsen af defektækvivalenten udtrykt ved størrelsen af den kunstige reflektor opnås.

 I fjernfeltdetektionen er det på grund af arbejdsemnets store størrelse vanskeligt at forberede prøvestykket af den tilsvarende størrelse på forhånd, og det er ubelejligt at bære og bruge. I betragtning af at lydtrykket i det fjerne felt ændrer sig monotont i takt med at afstanden øges, reguleres der jævnligt ekkolydtryksændringerne for forskellige kunstige reflektorer, så afstand-amplitudekurven kan beregnes ved beregning eller formåling. (benævnt AVG-metoden eller DGS-metoden) for at bestemme detektionsfølsomheden og vurdere den tilsvarende størrelse af defekten. Det skal påpeges, at størrelsen af ​​defekten er ækvivalent vurderet i ultralydstesten betyder, at ekkoamplituden af ​​defekten er den samme som ekkoamplituden af ​​den kunstige reflektor af en vis størrelse, men den faktiske størrelse af defekten er ikke den samme som størrelsen af ​​den standard kunstige reflektor. Fordi amplituden af ​​defektens ekko påvirkes af forskellige faktorer såsom materialet i det emne, der skal inspiceres, og arten, størrelsen, formen, orienteringen, overfladetilstanden af ​​selve defekten og også relateret til ultralydsbølgens selvkarakteristika, introduceres 'ækvivalent'. Begrebet en betydelig mængde bruges som et mål for størrelsen af ​​defekter. For eksempel siger vi, at ultralydsinspektionen fandt ud af, at der er en defekt på Φ2 mm i diameter fladt bundhul i en bestemt position, hvilket betyder, at ekkoamplituden af defekten er Φ2 mm diameter fladt bundhul på samme position i arbejdsemnet (bundoverfladen af det flade bundhul er ekkostråleaksen er vinkelret, og den faktiske defekte størrelse er dog den samme ekkostørrelse. er ofte større end det nederste overfladeareal af det flade bundhul med en diameter på Φ2 mm. Ifølge resultaterne af ultralydstestning for at bestemme arten af defekten (kvalitativt) er problemet i øjeblikket hovedsageligt afhængigt af testerens praktiske erfaring, tekniske niveau og materialeegenskaber for det emne, der skal inspiceres, bearbejdningsegenskaber, betingelser osv ultralydspulsreflektionsmetode til at detektere angrebet:

(1) Valg af ultralydsdetekteringsoverflade - Når ultralydsstrålen er vinkelret på den retning, hvori defekten strækker sig i emnet, eller vinkelret på defektoverfladen, kan den bedste refleksion opnås, og defektdetekteringshastigheden er den højeste. På det emne, der skal inspiceres, vælges derfor den overflade af emnet, der kan gøre ultralydsstrålen så vinkelret som muligt på den retning, hvori defekten kan eksistere, som detekteringsflade. Den højre figur viser ultralydsinspektionsoverfladen af ​​det fælles emne.

Metode til at detektere overfladekrav

Kontaktmetode til detektering af langsgående bølge ≤3,2μm
Detektering af langsgående bølge ved vandnedsænkning ≤6,3μm
Kontaktmetode til detektering af tværgående bølger ≤3,2μm
Detektering af kontaktfarleigh-bølge (overfladebølge) ≤0,8μm Kontaktflangebølge. μm
Kontaktflangebølge) (detektionsplade bølge)

Hvis overfladen af ​​prøveemnet ikke opfylder prøvningskravene, bør der udføres speciel overfladeforberedelse, eller der bør træffes særlige afhjælpende foranstaltninger (såsom speciel koblingsmetode eller følsomhedskompensation).

Bestemmelse af koblingsmetoden - Når der er luft mellem ultralydssonden og emnet, der skal inspiceres, vil ultralydsbølgerne blive reflekteret og kan ikke trænge ind i emnet, der skal inspiceres. Derfor kræves der et koblingsmedium mellem dem, og afhængigt af koblingsmetoden kan det opdeles i kontaktmetode, ultralydssonden er i direkte kontakt med emnedetekteringsoverfladen, hvori olie, transformerolie, fedt, glycerin, vandglas (natriumsilikat Na2SiO3) eller industriel lim, kemisk pasta, som bruges som koblingsmidler eller kommercielle midler. specielt koblingsmiddel til ultralydstestning. Vandnedsænkningsmetode - Der er en vis tykkelse på piezoelektrisk keramikring mellem ultralydssonden og emnedetekteringsoverfladen. Tykkelsen af ​​vandlaget varierer afhængigt af emnets tykkelse, materialets lydhastighed og inspektionskravene, men vandkvaliteten skal være ren, fra bobler og urenheder, de har en befugtningsevne på emnet. 

Temperaturen skal være den samme som det emne, der skal inspiceres, ellers vil det forårsage større interferens med ultralydsinspektionen. Kontaktmetode og vandnedsænkningsmetode er de to vigtigste koblingsmetoder, der bruges i ultralydstestning. Derudover er der forskellige specielle koblingsmetoder såsom vandspaltemetode, vandstrålesøjlemetode, overløbsmetode, tæppemetode og rullemetode. (4) Forberedelse af testbetingelser, valg af passende ultralydsfejldetektor, ultralydssonde, referencestandardtestblok (eller beregningsprogram ved brug af beregningsmetode eller afstandsamplitudekurve, AVG- eller DGS-kurve osv., og instrumentet før testkalibreringen (tidsbaselinjekorrektion, indledende følsomhedsindstilling osv.) inspiceres, og sørg for, at ultralydsstrålen dækker alle områder, der skal inspiceres (6) Fejlvurdering - lokaliser og marker de fundne defekter (defektens dybde og vandrette position), den kvantitative (defektstørrelse, areal, længde), og om nødvendigt bestemme defektens art eller type, dvs er kvalificeret eller ej i henhold til de tekniske betingelser og acceptkriterier, drag testkonklusionen og udsend testrapporten (8) Bearbejdning - Marker de emner, der har fundet problemet, isoler dem til bearbejdning, og bestå de kvalificerede karakterer til den næste produktionsproces eller omsætningsprogram. procedurer Ultralydspulsrefleksionsdetektion er den mest udbredte metode i ultralydstestning, ikke kun inden for industriel ultralydstykkelsesmåler, men også inden for andre områder såsom tykkelsesmåling, fiskedetektion, undervands-ekkolod, havsondering, strukturel detektering og medicinsk ultralydsdiagnose i vid udstrækning.