Тепловизоры
Охранные тепловизоры
Медицинские тепловизоры
Ультразвуковые дефектоскопы, толщиномеры
Ультразвуковой анализатор дефектов
Ультразвуковые расходомеры
Прибор для контроля и анализа вибрации проводов линий электропередачи
Измерители физических величин
Гелиевые и галогенные течеискатели
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Георадар для поиска и идентификации подземных объектов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
Пирометры
Черные тела (АЧТ)
ультрафиолетовый дефектоскоп филин
Электроизмерительные приборы
Прибор для контроля элегазовых выключателей
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Твердомеры
Трубо-кабелеискатели
Газоанализаторы дымовых газов
Beta Laser Mike
Тепловизоры
Пирометры, линейные сканеры и ИК-камеры
Толщинометрия и дефектоскопия
Ультрафиолетовый дефектоскоп Филин
Электроизмерительные приборы
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
MIKRON (США)
PANAMETRICS-NDT™, США
FUJI TECOM (Япония)
CHAUVIN ARNOUX (Франция)
L. H. Testing Instruments Co., Ltd.
НОВОСТИ КОМПАНИИ
НОВОСТИ NDT
новые пирометры серии MI-N500
Новые тепловизоры от фирмы GUIDE
тепловизоры модели IR913
новые модели одно- и 3- фазных цифровых TRMS ваттметров
????????, ???????????
Печать

  КОНТРОЛЬ ЦЕЛОСТНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПО ИНВЕРСИИ ЭХОСИГНАЛОВ


Область применения:

Неразрушающий контроль целостности соединения двух различных материалов, один из которых имеет низкий акустический импеданс (пластмасса, стекловолокно, резина или эпоксидная смола), а другой – высокий акустический импеданс (металл, стекло или керамика).

Проблема:

Часто используемым приемом ультразвукового контроля целостности соединения или сварки двух материалов является наблюдение за амплитудой эхосигнала, отраженного от границы между ними. Этот прием очень хорошо срабатывает в случаях, когда два соединенных материала имеют примерно одинаковый акустический импеданс, например металл-металл или пластмасса-пластмасса. В случаях же, когда акустический импеданс двух соединенных материалов значительно различается, например, в соединениях пластмасса-металл, изменения амплитуды отраженных сигналов от границы материалов с отсутствием и наличием нарушений целостности соединения являются недостаточно различимыми. В этих случаях наиболее наглядно это различие может быть представлено при инверсии или изменении полярности эхосигналов от границы между двумя материалами.

Специфическая область применения, о которой идет речь в этой статье, касается производителей автомобильных блоков сцепления. Качество этих блоков зависит от целостности соединения дисков сцепления, которые состоят из диска из графита/волокна/резины, соединенного со стальной поддерживающей пластиной. Другие области применения могут включать контроль прилегания пластмассовых втулок в металлических трубах и емкостях, пластмассовых защитных покрытий на стекле, резиновых покрытий на металлических валиках и эпоксидного покрытия на металлических деталях. Описанный в данной статье способ используется также для контроля качества металлических подшипников, где мягкий металл с низким акустическим импедансом (баббит) граничит с твердым металлом с высоким акустическим импедансом (сталь).

Такой контроль может быть проведен при помощи ультразвукового прибора, который позволяет отображать недетектированные эхосигналы. Режим отображения недетектированных сигналов, отвечающий этим требованиям, обеспечивают ультразвуковые толщиномеры 36DL PLUS, 25DL PLUS, 25MULTI PLUS, 25DLHP, переносные цифровые дефектоскопы EPOCH 4В, EPOCH 4, EPOCH III и EPOCH IIIB производства компании Panametrics. Если портативность не требуется, может быть использован генератор импульсов/приемник любой модели (5072PR, 5073PR, 500PR, 5900PR, 5058PR, 5800PR), подключенный к осциллографу. Тип и частота преобразователя выбираются соответственно условиям контроля. Но во всех случаях для максимизации эффекта рекомендуются широкополосные преобразователи.

Порядок работы:

Как фаза (или полярность), так и амплитуда эхосигнала от границы между двумя материалами определяется относительным акустическим импедансом этих материалов. Эхосигнал от границы двух соединенных материалов будет инвертирован при изменении порядка относительных акустических импедансов (низкий к высокому/высокий к низкому).

На рис. 1 изображен эхосигнал от противоположной поверхности плоского стандартного образца из органического стекла толщиной 5 мм, полученный при использовании широкополосного преобразователя с частотой 5 МГц, который подключен к дефектоскопу EPOCH III, работающему в режиме отображения недетектированных эхосигналов. В этом случае ультразвук отражается от границы между материалом с относительно высоким импедансом (пластмасса) и материалом с очень низким импедансом (воздух), и мы наблюдаем отраженный эхосигнал как эхосигнал с отрицательной полярностью.

На рис. 2 тот же самый образец из органического стекла граничит с образцом из алюминия. Ультразвук теперь отражается от границы между материалом с относительно низким импедансом (пластмасса) и материалом с относительно высоким импедансом (алюминий). Как мы знаем, акустический импеданс пластмассы больше акустического импеданса воздуха, но меньше акустического импеданса стали или других материалов. Мы не принимаем во внимание абсолютные значения акустического импеданса, а только лишь соотношение высокий/низкий или низкий/высокий импеданс на границе между двумя материалами. Таким образом, мы теперь видим положительный эхосигнал, инвертированный относительно сигнала, который мы наблюдали от границы пластмасса/воздух.

В целом, при использовании стандартных образцов можно увидеть четкое различие по фазе или полярности эхосигналов от границы между соединенными материалами и материалами, граничащими с воздухом. Лучше всего сначала получить четкие эхосигналы, используя соединенные образцы, а затем посмотреть изменения по фазе эхосигналов от отдельных образцов. Для демонстрации этого принципа может быть использован стандартный образец F214 производства компании Panametrics, состоящий из пластмассы/алюминия.

Ту же самую картину мы можем наблюдать и при использовании генератора импульсов/приемника модели 5800PR или подобных приборов, подключенных к аналоговым или цифровым осциллографам. Нарушение целостности соединения создает границу пластмасса/воздух, которая образует отрицательный эхосигнал, в то время как соединение без нарушения целостности вызывает инверсию эхосигнала в положительный.

Следует отметить, что полярность отображаемого эхосигнала носит произвольный характер в зависимости от обработки сигнала прибором. В то время как дефектоскопы и генераторы импульсов/приемники производства компании Panametrics отображают эхосигналы, подобные изображенным на рисунках, некоторые приборы других производителей будет отображать эти эхосигналы, как инвертированные. Вид эхосигналов может быть быстро определен с помощью стандартного образца. В любом случае основный принцип инверсии эхосигнала от границы материалов с низким/высоким импедансом остается неизменным.

Для получения более подробной информации о проведении данного типа контроля или о любом упомянутом оборудовании обратитесь к представителю компании Panametrics.

Рисунок 1 Рисунок 2


На рисунках 1 и 2 изображены эхосигналы от границы пластмасса/воздух и пластмасса/металл соответственно, демонстрирующие инверсию эхосигнала. Эти рисунки представляют собой изображения на дисплее толщиномера EPOCH III, полученные при помощи широкополосного преобразователя с частотой 5МГц. При этом был использован стандартный образец F214.