Ultrahelivigade tuvastamisel kasutatavate sondide klassifitseerimine, funktsioon ja valiku põhimõtted
1. Ultraheli sondide klassifikatsioon:
Ultraheli defektide tuvastamisel on testitud toorikute erineva kuju, materjalide, vigade avastamise eesmärkide ja vigade tuvastamise tingimuste tõttu vaja erinevat tüüpi sonde. Ultraheliandureid saab klassifitseerida erinevate induktsioonimeetodite järgi, üldiselt on neid järgmisi tüüpe.
1) Vastavalt tuvastatud toorikus genereeritud lainetüübile saab selle jagada pikilaine sondiks, põiklaine sondiks, plaatlaine (Lamblaine) sondiks, hiiliva laine sondiks ja pinnalaine sondiks.
2) Vastavalt langeva helikiire suunale võib selle jagada sirgeks sondiks ja kaldus sondiks.
3) Vastavalt sondi sidestusrežiimile ja testitud tooriku pinnale võib selle jagada kontaktanduriks ja vedeliku sukeldamise sondiks.
4) Vastavalt sondis oleva piesoelektrilise vahvli materjalile võib selle jagada tavaliseks piesoelektriliseks vahvlikondiks ja komposiit piesoelektriliseks vahvlikondiks.
5) Vastavalt sondi piesoelektriliste vahvlite arvule võib selle jagada ühekristall-sondiks, kahekristall-sondiks ja polükristalliliseks sondiks.
6) Vastavalt sellele, kas ultraheli helikiirt saab fokuseerida, jaguneb see fokusseeritud sondiks ja fookustamata sondiks.
7) Vastavalt ultraheli sagedusspektrile saab selle jagada lairiba- ja kitsariba sondideks.
8) Vastava detekteerimise tooriku kumeruse järgi saab selle jagada lamedaks sondiks ja kõveraks sondiks.
9) spetsiaalne sond. Lisaks üldistele sondidele on mõned sondid eritingimustel ja eriotstarbel.
2. Levinud tüüpiliste sondide roll
1) Pikilaine sonde nimetatakse tavaliselt sirgeteks sondideks, mida kasutatakse peamiselt tuvastuspinnaga paralleelsete defektide avastamiseks, näiteks plaat, valamine, sepistamine jne.
2) Nihkelaine kaldus sondid kasutavad nihkelaine tuvastamist. Langev nurk on esimese kriitilise nurga ja teise kriitilise nurga vahel ning murdunud laine on puhas nihkelaine. Seda kasutatakse peamiselt tuvastuspinnaga risti või teatud nurga all olevate defektide tuvastamiseks. Kasutatakse keevisõmbluste, torude ja sepiste kontrollimiseks.
3) Pikilaine kaldus sond on sond, mille langemisnurk on väiksem kui esimene kriitiline nurk. Selle eesmärk on defektide kontrollimiseks kasutada väikese nurga all olevaid pikilaineid või kui põiklaine sumbumine on liiga suur, kasutage pikilaine kaldus intsidentide kontrollimiseks tugeva pikisuunalise laine läbitungimise omadusi. Kasutamisel pöörake tähelepanu põiki laine interferentsi esinemisele proovis.
4) hiiliva laine sond. Kuna roomava laine nurk on vahemikus 75 ～ 83 º, mis on peaaegu risti kontrollitava tooriku paksuse suunaga, ja tooriku vertikaalse praguga on see 90 ° lähedal, on sellel vertikaalsete pragude tuvastamise tundlikkus ja sellel on tooriku suhtes hea tuvastustundlikkus. Pinna karedusnõue pole kõrge ning see sobib pinna ja pinnalähedaste pragude tuvastamiseks.
5) Pinna laine (Rayleigh laine) sondi langemisnurk peaks olema Rayleighi laine tekitamise kriitilise nurga lähedal, tavaliselt veidi suurem kui teine kriitiline nurk. Kuna pinnalaine energia on koondunud 2 lainepikkusse pinna alla, on pinnapragude kontrollimise tundlikkus äärmiselt kõrge ning kontroll toimub peamiselt pinna- või pinnalähedaste defektide osas.
6) kahekordse kristalliga sond. Kahekristall-sondil on kaks piesoelektrilist vahvlit, ühte kasutatakse ultraheli lainete edastamiseks ja teist ultrahelilainete vastuvõtmiseks. Vastavalt langeva nurga αL jaguneb see pikilaine kahekristallse sirgeks sondiks ja ristlaine kahekristallilise kaldus sondiks. Kahekristallsondil on järgmised eelised: kõrge tundlikkus, vähem segadust, väike pimeala, tooriku lähivälja väike pikkus ja reguleeritav tuvastusala. Kahekristallilist sondi kasutatakse peamiselt pinnalähedaste defektide tuvastamiseks.
3. Sondi valimispõhimõte ultrahelivigade tuvastamisel
Erineva jõudlusega ultraheli sonde on palju. Seetõttu on ultraheli defektide tuvastamise objekti kuju, ultraheli sumbumise ja tehniliste nõuete kohaselt aluseks sondi mõistlik valik õigete ja usaldusväärsete vigade tuvastamise tulemuste tagamiseks. Ultraheli sondi valik kajastub peamiselt: sondi tüüp, sondi sagedus, sondi kiibi suurus ja sondi nurk jne.
3.1 Sondi tüüp
Üldiselt tuleks sondi kuju valida vastavalt tooriku kujule ning tekkida võiva defekti asukohale ja suunale ning proovida ultrahelikiire telg defektiga risti teha. Lisateavet leiate ülalnimetatud tavaliste tüüpiliste sondide funktsiooniosast.
3.2 Sondi sagedus
Ultraheli defektide tuvastamise sagedus on vahemikus 0,5 kuni 15 MHz ja valikuulatus on suhteliselt suur. Üldiselt tuleks sageduse valimisel arvestada järgmiste teguritega.
1) Ultrahelilainete difraktsiooni tõttu on ultrahelivigade tuvastamise tundlikkus umbes pool lainepikkust. Samas materjalis on ultraheli laine kiirus ühtlane, nii et sageduse suurendamine lühendab ultraheli lainepikkust ja parandab tuvastamise tundlikkust, mis on abiks väiksemate defektide leidmisel.
2) Sagedus on kõrge, impulsi laius on väike ja eraldusvõime on kõrge, mis on kasulik külgnevate defektide eristamiseks ja lahutuse parandamiseks.
3) Difusioonivalemilt võib näha, et kui sagedus on kõrge, on ultraheli pikkus lühike, pooldifusiooninurk on väike, helikiirel on hea suunavus ja ultraheli energia on kontsentreeritud, mis soodustab leidmist ja defektide leidmine suure kvantitatiivse täpsusega.
4) Lähivälja tsooni pikkuse valemist on teada, et kõrge sagedus, ultraheli laine pikkus ja lähivälja tsooni suur pikkus on vigade tuvastamiseks ebasoodsad.
5) Summutus- ja neeldumisvalemilt võib näha, et ultrahelilainete sumbumine suureneb järsult ultraheli sageduse ja keskmise suuruse suurenemisega.
Ülaltoodud analüüsi kaudu on näha, et sagedusel on suurem mõju ultraheli defektide tuvastamisel, sagedus on kõrge, vigade tuvastamise tundlikkus ja eraldusvõime on kõrge ning valgusvihu suunavus on hea, mis on kasulik vigade avastamiseks. Kõrgsagedus, pikk lähivälja pind ja suur keskmine sumbumine pole aga vigade tuvastamiseks hea. Seetõttu tuleks sondi sageduse valimisel arvestada põhjalikult erinevate tegurite põhjalikku analüüsi ja mõistlikku valikut. Üldiselt tuleks defektide tundlikkuse nõuete täitmise eeldusel valida võimalikult madalama sagedusega sond; sepiste, valtsitud osade ja peenemate teradega keevitatud osade jaoks valitakse tavaliselt kõrgema sagedusega sondid, tavaliselt 2,5–5,0 MHz. Jäme tera, austeniitse terase ja muude toorikutega valude jaoks tuleks kasutada pehmet madalsagedusandurit, tavaliselt 0,5 ~ 2,5 MHz, vastasel juhul, kui sagedus on liiga kõrge, summutatakse ultraheli energiat tõsiselt.
3.3 Sondi kiibi suurus
Sondivahvli kuju on üldiselt ümmargune ja ruudukujuline. Sondi kiibi suurus mõjutab ultraheli defektide avastamise tulemusi teatud määral. Valimisel tuleks arvesse võtta järgmisi tegureid
1) pooldifusiooninurk. Difusiooninurga valemist on näha, et vahvli suuruse suurenemine, pooldifusiooninurga vähenemine, kiire kiire suunavus ja kontsentreeritud ultrahelienergia on vigade tuvastamiseks kasulikud.
2) Vigade tuvastamine põllu läheduses. Lähivälja tsooni pikkuse valemist võib näha, et vahvli suuruse suurenemine ja lähivälja tsooni pikkuse suurenemine ei ole vigade tuvastamiseks hea.
3) Kiibi suurus on suur, kiiratud ultraheli energia on tugev ja sondi' difusioonivälja skaneerimisvahemik on suur ning võimekus leida kaugedefekte on paranenud.
Suure vigade tuvastamise alaga toorikute puhul tuleks vigade avastamise tõhususe parandamiseks kasutada suurt kiibi sondi; Suure paksusega tooriku tuvastamisel tuleks pikamaa defektide tõhusaks leidmiseks kasutada suurt kiibi sondi; väikeste toorikute jaoks, et parandada defektide asukohta. Kvantitatiivse täpsuse huvides tuleks kasutada väikeste kiibidega sonde; ebaühtlase pinna ja suure kumerusega toorikute puhul tuleks sidurikadude vähendamiseks kasutada väikesi kiipe.
3.4 Nurk
Kontrollimisel peaks ultrahelikiire telg olema defektiga võimalikult risti. Seetõttu peaks nurga valimisel lähtuma kontrollobjektis esineda võiva defekti tüübist ja asukohast ning tooriku lubatavatest tuvastamistingimustest. Sobiva nurga valimiseks kasutage peegeldus- ja murdumisseadusi ning nendega seotud geomeetrilisi teadmisi. Sond. Võttes näiteks sondi K väärtuse põiklaine tuvastamisel, on murdumisnurgal suurem mõju detektsiooni tundlikkusele, helikiire telje suunale ja primaarlaine heliteele (kaugus langemispunktist) alumise peegelpunktini). Pleksiklaasist viltusanduritega terasdetailide tuvastamiseks, kui β=40 ° (K=0,84), on helirõhku edasi liikuv läbilaskvus suurim, see tähendab, et tuvastustundlikkus on suurim. On näha, et K väärtus on suur, β väärtus on suur ja primaarlaine helitee on suur. Seetõttu tuleks tegeliku tuvastamise korral, kui tooriku paksus on väike, valida suurem K väärtus, et suurendada primaarlaine helitee ja vältida tuvastamist lähivälja piirkonnas. Kui tooriku paksus on suur, tuleks valida väike K väärtus, et vähendada ülemäärase helitee põhjustatud sumbumist, ja defekte on mugav leida suurel sügavusel. Keevisõmbluse kontrollimisel on vaja tagada ka see, et põhiline helikiir suudaks skaneerida kogu keevisosa. Ühepoolsete sissetungimata keevitusjuurte puhul tuleks kaaluda lõppnurga peegeldumise probleemi. K=0,7 ～ 1,5, kuna K&<0,7 või="" k="">="" 1,5,="" on="" lõpunurga="" peegelduvus="" väga="" madal,="" mis="" on="" hõlpsasti="" põhjustatud="" kontrollimata="" jätmise="">
