Направленность поля преобразователя.

Понятие диаграммы направленности было рассмотрено раннее. Это изменение амплитуды излучения в зависимости от угла между осью преобразователя и направлением луча q (рис. 2.22). В практике контроля чаще используют не диаграмму направленности по излучению f(q), а диаграмму по излучению – приему f²(q), определяемую как изменение амплитуды эхо-сигнала от направленного отражателя (т.е. одинаково отражающего при любом направлении падающей волны) в зависимости от угла между лучом, направленным на отражатель, и осью преобразователя при постоянном расстоянии до отражателя. Диаграмма направленности формируется в дальней зоне преобразователя, в ближней зоне это понятие не применяется.

Для прямого преобразователя с дискообразным пьезоэлементом диаграмма направленности одинакова во всех плоскостях. Для наклонного преобразователя диаграммы направленности разные для плоскости падения (основной) и плоскости перпендикулярной плоскости падения, проходящей через преломленную ось симметрии пьезоэлемента (дополнительной). В основной плоскости диаграмма направленности расширяется при увеличении угла призмы, а в дополнительной – не зависит от угла призмы.

Числовые характеристики диаграммы направленности это углы ее раскрытия на каком-то определенном уровне. Чаще всего для диаграммы, измеренной по отражению от искусственного дефекта, угол раскрытия измеряют на уровне 6 или 20 дБ от максимума.

Чем больше отношение размера пьезоэлемента преобразователя к длине волны, тем меньше угол раскрытия и тем выше направленность преобразователя. При постоянной скорости звука в материале изделия диаграмму направленности характеризует произведение размера пьезоэлемента (для круглой пластины – радиуса а в мм) на частоту f в МГц.