Ультразвуковая аппаратура в неразрушающем контроле

На основе методов, рассмотренных выше параграфах, разработана аппаратура. Перечисленные методы дефектоскопии были признаны пригодными для контроля стеклопластика, однако, создание соответствующей аппаратуры потребовало значительных усилий не только со стороны предприятий судостроительной промышленности, но и со стороны различных специализированных предприятий и лабораторий. В настоящее время разработаны такие ультразвуковые приборы: ДУК-12; ДУК-17; ДУК-21; УК-10П;УД-22УМ; УД2-12; УД2-16, для определения скорости распространения звука в материале: БЕТОН-2; УК-14, УКБ-1М.

На рисунке 5.3.1 показана структурная схема импульсного ультразвукового дефектоскопа для ручного контроля.

Рис. 5.3.1. Импульсный ультразвуковой прибор

Генератор зондирующих импульсов 7 вырабатывает импульс электрического напряжения, возбуждающий ультразвуковые колебания в пьезоэлектрическом преобразователи (ПЭП) 3, который излучает в объекте контроля (ОК). Отраженные от дефекта ультразвуковые сигналы принимаются тем же (совмещенная схема) или другим (раздельная схема) ПЭП, трансформируются в электрические импульсы и поступают на вход усилителя 1. Коэффициент усиления его регулируется во времени с помощью системы временной регулировки чувствительности (ВРЧ) 4, благодаря чему компенсируется ослабление ультразвукового импульса в ОК. Усиленный до требуемой величины сигнал поступает на индикатор 6 - электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и на автоматический сигнализатор неоднородностей (АСН) 2.

Синхронизатор8 обеспечивает требуемую временную последовательность работы всех узлов дефектоскопа. Одновременно с запуском генераторов импульсов (или с некоторой заданной задержкой) он приводит в действие генератор развертки 9 ЭЛТ. Развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от объектов отражения ультразвука, расположенных на разном расстоянии от ПЭП, например сигналы от дефектов отличить от донного сигнала. Синхронизатор также управляет работой блоков ВРЧ и АСН.

Современные приборы снабжены устройствами для измерения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала. На рисунке 4 показана одна из возможных структурных схем измерения времени. Здесь измерительное устройство 5 обрабатывает сигналы, поступившие от усилителя, с учетом времени поступления сигнала от синхронизатора и выдает цифровую информацию на ЭЛТ или на отдельное табло.

Генератор зондирующих импульсов содержит два основных элемента: колебательный контур, включающий в себя излучающий ПЭП, и электронную схему, обеспечивающую генерацию коротких радиоимпульсов той или иной формы.

Приемно-усилительный тракт прибора содержит предусилитель, измеритель амплитуд сигналов, усилитель высокой частоты (УВЧ), детектор и видео усилитель. Предусилитель обеспечивает согласование усилительного тракта с приемным преобразователем. В предусилитель входит ограничитель амплитуды, предохраняющий усилитель от перегрузок.

Амплитуды сигналов измеряют с помощью калиброванного делителя напряжения - аттенюатора. В последнее время применяют автоматические измерители амплитуды с цифровой индикацией.

Усилитель высокой частоты имеет коэффициент усиления 60...1000дБ. Различают узкополосные и широкополосные усилители.

Система временной регулировки чувствительности (ВРЧ) (ее правильнее назвать временной автоматической регулировкой усиления) предназначена для генерирования регулирующего сигнала определенной формы, с помощью которого изменяется во времени усиление УВЧ.

Индикатором принятых сигналов, как правило, служит электронно-лучевая трубка. Чаще всего на вертикально отклоняющие пластины подают усиленный до необходимой величины полезный сигнал, а на горизонтально отклоняющие - напряжение развертки.

Система автоматической сигнализации неоднородностей (АСН) предназначена для автоматической фиксации момента обнаружения неоднородности.

Синхронизатор представляет собой автоколебательную импульсную систему.

Устройство для измерения расстояния до неоднородности, дно ОК или другого отражателя - глубиномер измеряет время пробега импульса до отражателя. Время пересчитывают в расстояние с учетом скорости ультразвука. Корректировку на скорость звука вводят, измеряя какое-либо известное расстояние, например толщину ОК.