Практикум / Э. Г. Бабенко [и др.]. Хабаровск : Изд-во двгупс

79
 
 
Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на свойстве ультразву-
ковых  колебаний  (от  20  кГц  до  10  ГГц)  проникать  в  толщу  тела  и  отра-
жаться от границ раздела двух сред. 
При переходе из одной среды в другую, при прохождении через неодно-
родности,  разрывы  сплошностей  данной  среды  ультразвуковые  волны  пре-
терпевают  изменения  (наблюдаются  явления  преломления  и  отражения). 
Следовательно, при наличии воздушного зазора между излучателем ультра-
звуковых  волн  и  испытуемым  образцом  имеет  место  большое  отражение. 
Поэтому во время дефектоскопии между ультразвуковым искателем и образ-
цом необходимо помещать связующую среду (масло, воду, эмульсии и др.). 
Чаще всего при ультразвуковой дефектоскопии в качестве источников 
ультразвуковых  волн  (УЗВ)  используются  пьезоэлектрические  преобра-
зователи. 
Многие  кристаллы  (кварц,  сульфат  лития,  титанат  бария,  метаниобат 
свинца  и  др.)  обладают  пьезоэлектрическим  эффектом,  который  выража-
ется  в  том,  что  при  действии  сжимающих  или  растягивающих  усилий  на 
поверхностях  пластин,  вырезанных  из  кристаллов,  появляются  электриче-
ские заряды пропорциональные механической нагрузке. Знаки зарядов ме-
няются при изменении усилий, т. е. при переходе от растяжения к сжатию. 
Такой  пьезоэлектрический  эффект  называется  прямым  и  служит  для 
обнаружения ультразвуковых волн. 
Обратный  пьезоэлектрический  эффект  используется  для  получения 
УЗВ.  Заключается  он  в  том,  что  при  прило-
жении  переменного  электрического  напря-
жения  к  пластине,  последняя  начинает  коле-
баться. 
Пьезоэлектрическая пластина монтируется 
в  блоке,  который  называется  искателем.  На 
рис. 13.1 приведена схема простейшего иска-
теля. Напряжение в виде коротких импульсов 
подаётся  к  поверхности  пьезопластины,  ко-
торая начинает колебаться. Упругие волны от 
пьезопластины, с одной стороны, попадают в 
поглощающий материал, а с другой – в деталь 
через протектор и связующую среду. 
5
2
4
3
1
 
 
Рис.  13.1.  Схема  нормаль-
ной  искательной  головки:  
1 – связующая среда; 2 – из-
лучатель; 3 – корпус; 4 – пог-
лощающий материал; 5 – вы-
воды пьезопластины 

 
80 
Если  УЗВ  в  деталь  необходимо  вводить  под  некоторым  углом  к  по-
верхности, то используют наклонные (или призматические) искатели (рис. 
13.2). 
Таким  образом,  ультразвуковые  искатели  служат  для  формирования, 
посылки в деталь и приёма УЗВ. Подачу же электрического напряжения на 
пластину,  усиление  принятых  колебаний,  их  индикацию  выполняют  де-
фектоскопы. 
На рис. 13.3 приведена принципиальная 
схема  ультразвукового  дефектоскопа.  Ге-
нератор импульсов 1 через равные проме-
жутки  времени  посылает  короткие  элек-
трические импульсы на пьезопластину ис-
кателя 4. Одновременно вступает в работу 
генератор  развёртки  2  и  индикатор  рас-
стояния  3.  Если  в  детали  дефект  отсутст-
вует,  то  УЗВ,  отразившись  от  противопо-
ложной поверхности, попадает на такую же 
(или  ту  же)  пьезопластину  приёмного  ис-
кателя  5,  где  преобразуется  в  электриче-
ский сигнал. Этот сигнал поступает в уси-
литель  7,  а  затем  на  вертикально-отклоняющие  пластины  электрон-
но-лучевой трубки 8. В результате на её экране появляется донный сигнал. 
1
2
3
7
6
5
4
8
 
 
1
2
3
 
Рис. 13.2.  Схема  угловой 
искательной  головки: 1 – из-
лучатель; 2 – корпус; 3 – пог-
лощающий материал 

81
 
Рис. 13.3. Схема ультразвукового дефектоскопа: 1 – генератор 
импульсов;  2  – генератор  развёртки;  3  – индикатор  расстоя-
ния;  4  – передающий  искатель;  5  – приёмный  искатель;  
6 – деталь; 7 – усилитель; 8 – электронно-лучевая трубка 
В случае наличия в детали дефекта часть УЗВ отразится от него (эхо-
сигнал), а остальная часть от противоположной стороны (донный сигнал). 
Усиленный  эхосигнал  попадает  на  пластины  электронно-лучевой 
трубки  раньше  донного.  Поэтому  на  экране  левее  донного  появляется 
сигнал от дефекта. 
Дефектоскоп  позволяет  измерить  расстояние  до  дефекта  и  оценивать 
его размеры. 

жүктеу/скачать 4,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: