Акустическое поле и диаграмма направленности наклонного преобразователя.

Для прямого преобразователя акустическое поле представляет собой поле продольных волн. Для наклонного поле – поперечных, релеевских, Лэмба, головных. В наклонных преобразователях между пьезопластиной и ОК помещают призму из материала со скоростью звука мень­шей, чем в материале ОК. Призму также называют акустической задержкой, имея в виду то, что благодаря ей прохождение фронта волны задерживается на одинаковые (плоскопараллельные за­держки) или разные промежутки времени. В последнем (чаще все­го применяемом) варианте призма обеспечивает наклонный ввод различных типов волн в ОК.(Рис.8.1)

Рис.8.1 Акустическое поле наклонного преобразователя

Ближняя зона для наклонного преобразователя с круглым пьезоэлементом:

Nбл =

(8.1)

Где α – угол ввода в объект контроля

β – угол призмы преобразователя

Ширина диаграммы направленности зависит от диаметра преобразователя d, частоты f и угла ввода α в объект контроля. Чем больше d и f, тем уже диаграмма направленности. Чем больше α, тем шире диаграмма направленности. Диаграмма направленности наклонного ПЭП не симметрична. Вводят понятие двух плоскостей ДН:

I. Плоскость сканирования (ширина ДН зависит от α)

II. Плоскость перпендикулярная плоскости сканирования (ширина ДН не зависит от α)

Q1 min = 1,22·

(8.2)

α (истинный) может отличаться от рассчитанного по закону Снеллиуса.

Угол ввода α – это угол между нормалью к поверхности, на который установлен преобразователь и линией, соединяющей центр искусственного цилиндрического отражателя с точкой выхода преобразователя при установке в положение максимума амплитуды от отражателя в данном объекте контроля.

Угол ввода α - угол преломления центрального луча.

СО₂

α = 45⁰

Отклонение угла ввода может происходить по нескольким причинам:

1) В процессе эксплуатации происходит истирание призмы преобразователя.

Если Δβ изменился на 1⁰, то Δα изменится: Δα = 2,2· Δβ.

Допуски на изменение угла ввода:

Если α < 65⁰, то отклонение Δα ± 1,5⁰

Если α > 65⁰ , то отклонение Δα ± 2⁰

2) Изменение температуры окружающей среды (меняется скорость)

Скорость изменения в металле не существенна. Для оргстекла:

C_oc = C_o ·(1-3t),С₀ – при нормально Т =20⁰C

3 – температурный коэффициент скорости

ΔТ на 1⁰ С, скорость уменьшается на 3 м/c

ΔТ на 10⁰ С, скорость уменьшается на 30 м/c

Δα = 0,5⁰ ÷ 0,7⁰

3) Угол ввода уменьшается в средах с высоким затуханием и при контроле на больших расстояниях (Рис.8.2)

Рис.8.2 Сканирование поверхности изделия наклонным ПЭП

Затухание УЗ волн так же зависит от расстояния. Угол ввода уменьшается в средах с большим затуханием.

4) В области больших углов α возможно уменьшение угла вследствие уменьшения коэффициента прозрачности.

Дата добавления: 2015-09-05