Исследование частотного преобразования акустического сигнала
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ических процессов изготовления изделий аэрокосмической техники.
Одна из причин широкого распространения акустических методов заключается в том, что свойства контролируемых материалов и изделий, определяющих возбуждение и распространение механических (ультразвуковых) колебаний, тесно связаны с физико-механическими характеристиками последних.
В основе всех разработанных на сегодняшний день ультразвуковых методов контроля качества изделий и материалов лежит теория ультразвуковых колебаний. В соответствии с ГОСТ 23829-79 Контроль неразрушающий акустический.
Термины и определения" акустические методы делятся на две основные группы:
. Активные методы, использующие излучение и прием акустических колебаний и волн.
. Пассивные методы, основанные только на приеме колебаний и волн от ОК.
Активные методы подразделяются на две подгруппы, использующие, соответственно, прохождение и отражение ультразвуковых волн. В методах, использующих прохождение волн, применяются два пьезопреобразователя: излучающий и приемный, располагаемые по разные стороны ОК, или контролируемого его участка. При работе на отражение применяется один пьезопреобразователь, который и излучает зондирующий сигнал, и принимает отраженный от дефекта ОК акустический сигнал.
В обоих случаях возможно использование как непрерывного, так и импульсного излучения, а также модуляция основной ультразвуковой частоты низкими частотами.
Рассмотрим основные активные ультразвуковые методы.
акустический сигнал ультразвуковой программа
Рисунок 1.3 - Методы активные, ультразвуковые
Теневой метод основан на уменьшении амплитуды (мощности или энергии) прошедшей волны под влиянием дефекта. Как видно из рис.1.3 А, наличие дефекта в ОК в зоне излучения уменьшает сигнал, попадающий в приемник. При этом уменьшение принимаемой энергии (т.е. образование тени" от дефекта) может происходить по двум причинам: как за счет отражений от дефекта, так и за счет поглощения части энергии акустического излучения самим дефектом.
Временной теневой метод основан на измерении времени запаздывания зондирующего импульса при его огибании или прохождении дефекта; дефект при этом не должен иметь значительных акустических потерь.
Структура используемой при этом аппаратуры та же, что и при классическом
теневом методе (рис.1.3 А), но отличие - в необходимости измерения приборной частью разности времени прохождения зондирующим импульсом бездефектной области и области ОК с дефектом.
В активных методах работы на отражение используется как один, так и два пьезопреобразователя, и импульсный режим работы. Имеются следующие активные методы работы на отражение.
Эхо-метод регистрирует эхо-сигналы, отраженные от дефекта. Это простейший вариант работы на отражение, но регистрирующая эхо-сигналы электронная аппаратура, должна быть способна разделять эхо-сигналы, отраженные от дефекта и от донной поверхности ОК (рис.1.3 В).
Эхо-зеркальный метод используется для обнаружения дефектов, ориентированных вертикально к поверхности, на которой ведется контроль. В отличие от эхо-метода этот метод более сложен технически: необходимо иметь устройства ввода в ОК и съема ультразвуковых колебаний под постоянным углом к поверхностям ОК (рис.6), а также устройство синхронного перемещения обоих пьезопреобразователей А и Б по поверхностям ОК.
Рисунок 1.4 - Эхо-зеркальный метод
Заметим, что в эхо-зеркальном методе пьезопреобразователи размещаются по разные стороны от ОК (рис.1.4). Отраженный сигнал, но более слабый, будет приниматься преобразователем Б, размещенным рядом с излучающим преобразователем А.
Реверберационный метод предназначен для контроля сложных конструкций изделий, состоящих из различных материалов, имеющих неодинаковые значения акустических сопротивлений, а главное - неодинаковые коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний. Это активный метод контроля качества, физическая сущность которого состоит в определении длительности и интенсивности многократного переотраженных в ОК ультразвуковых колебаний.
Например, длительность и интенсивность реверберации будет возрастать, если в ОК имеется дефект в виде воздушного зазора (расслоения), и реверберация будет гаситься в бездефектном изделии, состоящем из слоев материала со значительными акустическими потерями.
Существует ряд активных методов, в которых одновременно используются принципы, как прохождения, так и отражения ультразвука. К ним относятся следующие методы.
Зеркально-теневой метод, основанный на измерении донного сигнала, отраженного от противоположной поверхности ОК. Он позволяет фиксировать относительное ослабление сигнала, дважды прошедшего в прямом и обратном направлении дефектную и бездефектную области ОК.
Эхо-теневой метод основан на измерении и сравнительном анализе, как прошедших дефекты, так и отраженных от дефектов ультразвуковых сигналов.
В эхо-сквозном методе фиксируется сквозной сигнал, однократно прошедший ОК и многократно отраженный от противоположной поверхности. Метод обладает повышенной чувствительностью, так как многократно прошедший дефект сигнал, ощутимо изменяется по своей интенсивности, что и упрощает его сравнение со сквозным сигналом. Техническая реализация этого метода весьма сложна.
Среди всех активных методов ультразвуковой дефектоскопии оригинальным