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非破壊検査技術とその応用(2)

ビュー: 3     著者: サイト編集者 公開時間: 2019-09-20 起源: サイト

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センサーロッドは機械的共振器として機能し、励起アンプのフィードバック回路に挿入されます。励起コイルの作用により、センサーロッドは縦方向の超音波振動を生成します。信号は圧電ウェハーによって検出され、励起アンプの入力端に正にフィードバックされます。試験片の硬さを反映したセンサーロッドの共振周波数を発振周波数とする自励発振器を構成しています。ドライバーアンプから信号が出力され、パルス回路に入力されて上記発振周波数の1/2の方形波パルスとなる繰り返し周波数が形成され、パルスパワーアンプで増幅されて弁別器が動作します。ディスクリミネーターでは、硬度の違いを反映する周波数の変化が直流電流の変化に変換され、硬度単位で直接スケールされた直流マイクロアンペアメーターによって表示されます。硬度スケールが標準テストブロックで事前に校正された後、その硬度値は 圧電リング圧電トランスデューサーは インジケーターから直接読み取ることができます。


超音波硬さ試験機と同様に、充電装置を使用してバッテリパックを交流220Vで直接充電し、電圧レギュレータを使用して、作業プロセス中のバッテリパックの電圧降下による指示の安定性への影響を排除します。現在の電子技術の発展によれば、超音波硬度計はデジタル化され、測定の精度、安定性、信頼性がさらに向上する必要があります。超音波検査技術はさまざまな形で応用されており、今回開発された超音波反射エコーのスペクトル特性に基づく超音波スペクトル解析手法など、常に新たな応用手法の探索・開発や新たな応用分野の開拓が行われています。評価材料の微細構造を検査し、欠陥の形状、種類、性質を評価し、接着接合部の品質を評価します。さらに、超音波断層撮影走査技術があり、特にコンピュータ技術の急速な発展に伴い、超音波検出信号のデジタル処理、分析、表示が超音波検出技術の応用と拡張のためのより多くのスペースを提供し、開発の大きな可能性を秘めていることを指摘する必要があります。


(3) 表面波 - 工業用超音波試験に適用される表面波は、主にレイリー波 (レイ波) を指します。レイリー波は、音響伝達媒体の粒子が楕円軌道に沿って振動する際に、媒体の表面に沿って伝達されます。左に示すように、媒質上のレイリー波の有効侵入深さは 1 つの波長範囲のみです。したがって、メディア表面の欠陥の確認のみに使用できます。縦波や横波のように媒質の内部を透過することができないため検査が可能です。メディア内部の欠陥。また、水平偏波横波(SH波、別名ラブ波)も表層を伝播する表面波であり、実際の地震波の振動モードですが、工業用の超音波試験ではまだ実用化されていません。


(4) ラム波 - これは、縦波と横波の重ね合わせによって生成され、特定の周波数で特定の有限空間に閉じ込められる誘導波です。ラム波は工業用の超音波検査において、主に波長相当の厚さの金属薄板を検出するために使用されるため、板波(P波)とも呼ばれます。ラム波が薄板内を伝播すると、薄板の下表層が楕円軌道に沿って振動し、薄板の中層の粒子が縦波成分または横波成分の形で振動し、全板振動が形成されます。これがラム波検出の大きな特徴です。薄板の中層の振動は縦波成分または横波成分であり、Sモード(対称型)とAモード(非対称型)の2つのモードに分けることができます。ラム波は、細いロッドや薄壁のチューブでも励起され、ねじれ波、拡張波などと呼ばれます。


上で説明した 4 つの主要なアプリケーション波形に加えて、ヘッド波と縦波 (クリーピング縦波とも呼ばれる) が開発されており、特に後者ではその傾向が顕著です。表面下転写。特に粗い表面や表面のステンレス鋼の表面層を検出する場合の、表面近くの欠陥の検出に適しています。伝播速度は 媒質内の圧電セラミックスのリング (媒質、波の種類などに関連)、振動周波数 f(単位時間あたりの完全な振動の数、1 秒あたり 1 ヘルツ Hz)、および超音波の波長 λ(超音波の完了)。 1 回の完全な振動によって伝達される距離には次の関係があります。 C = λ · f 異なる媒質および異なる超音波モードでの伝播速度の違いに注意する必要があります。超音波は波長が短く、直線に沿って伝わり (多くの場合、幾何学的関係や音響関係を解析に適用できます)、指向性が良く、固体内を伝播し、波を変換できます。それらの伝播特性には、反射と屈折、回折が含まれます。散乱、減衰、共鳴、音速などの様々な変化を持ち、金属、非金属、鍛造品、鋳物、溶接部品、形材、接合構造体や複合材、ファスナーなどに幅広く使用されています。超音波検査の利点は、強力な透過力、軽い装置、低い検出コスト、高い検出効率、検査結果の即時検出 (リアルタイム検出)、自動検出と永続的な記録、および欠陥検出の危険性の高さです。クラック状の欠陥は特に敏感です。超音波検査の欠点は、通常、音響エネルギーを検査対象に浸透させるために結合媒体が必要であり、参考となる評価基準が必要であること、特に検出結果の表示が直感的ではないため、オペレータの技術レベルが高く要求されること、小型、薄肉、複雑な形状であること、粗粒材料などのワーク検査には依然として困難があることである。超音波の伝播特性を手がかりとして応用する例を以下に説明します。


超音波の反射・屈折特性は、弾性媒質中を伝播する超音波がヘテロ界面に遭遇すると、反射と屈折が起こり、波型変換が起こります。超音波検出では、主に界面における超音波の屈折特性を波形変換の目的に利用します。たとえば、次のような縦波です。 一般的な圧電結晶で生成されるPzt4材料の圧電円板を、 ワークに合わせて横波、レイリー波、ラム波に変換します。検出の場合、変換条件は界面両側の音速比(屈折率)と入射角、屈折角(正弦関数)に関係します:sinα/C1=sinβ/C2(右図参照:α)は入射角、C1は第1の媒質における入射超音波の速度、βは反射角または屈折角、C2は第1の媒質における反射または第2の媒質における超音波の速度であるため、L逆数の反射角βはLの入射角αと同じであり、同じ媒質における横波の速度は縦波速度よりも小さい。したがって、反射横波 S の反射角 β は、L の入射角 α よりも小さくなります。 同様に、同じ媒質内の横波の速度は縦波速度よりも小さいため、屈折横波 S 倍の屈折角は、屈折縦波 L 倍の屈折角よりも小さくなります。上記の数式は、スニークとも呼ばれます。超音波検査における超音波の反射特性は、主に材料の欠陥の検出に使用されます。以下は、最も一般的に使用されるタイプAディスプレイ(波形表示)の超音波パルス反射検出と、超音波の反射と屈折の波形変換の例です。


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