Радиочастотный дефектоскоп

         Двадцять перше столття - столття | атома, пдкорення космосу, радоелектронки льтразвуку. Наука про льтразвук порвняно молода. Перш лабораторн роботи по дослдженню льтразвука були проведен великим росйським ченим-фзиком П. Н. Лебедевим в кнц|у кнц,наприкнц| XIX, потм льтразвуком займалися багато видних|показних| чених.

Ультразвук

коливальним рухом частинок|часток,часточок| середовища|середи|, що хвилеподбно розповсюджу

ться|поширю

ться|. льтразвук ма

деяк особливост в порвнянн з звуками звукового дапазону. В льтразвуковому дапазон порвняно легко одержати|отримати| направлене|спрямоване| випромнювання; вн добре пдда

ться фокусуванню, внаслдок чого пдвищу

ться нтенсивнсть льтразвукових коливань. При розповсюдженн|поширенн| в газах, рдинах твердих тлах льтразвук породжу

цкав явища, багато з|з| яких знайшли практичне застосування|вживання| в рзних областях науки технки.

Так, льтразвуков коливання застосовують в неруйнуючому контрол. Професор С. Я. Соколов використав властивсть розповсюдження|поширення| льтразвука у ряд|в ряд| матералв запропонував в 1928 роц новий метод виявлення дефектв, що залягають в товщ металу. льтразвуковий метод скоро|швидко| одержав|отримав| визнання|ззнання| в нашй кра

 

 

         Згдно ДСТ 23829-79 акустичн методи длять на дв велик групи: що використовують випромнювання прийом акустичних хвиль (активн методи) заснован тльки|лише| на прийом (пасивн методи). У кожнй з груп можна видлити методи, заснован на виникненн в об'

кт контролю бжучих стоячих хвиль, або коливань.

ктивн акустичн методи, в яких застосовують бжуч хвил, длять на дв пдгрупи, що використовують проходження вддзеркалення|вдображення,вдбиття| хвиль. Застосовують як безперервне, так мпульсне випромнювання.

До методв проходження вдносяться наступн|слдуюч|:

1.  Тньовий метод, заснований на зменшенн амплтуди пройдено

2.  Часовий тньовий метод, заснований на запзнюванн мпульсу, викликаному|спричиненому| огинанням дефекту.

3.  Дзеркально-тньовий метод, заснований на ослабленн|ослабнн| сигналу, вдбитого вд протилежно

4.  Велосиметричний метод, заснований на змн швидкост пружних хвиль за наявност дефекту.

У методах вддзеркалення|вдображення,вдбиття| застосовують, як правило, мпульсне випромнювання. До ц㺿 пдгрупи вдносяться наступн|так| методи дефектоскопÿ.

   

Рисунок 1.1 – Класифкаця  акустичних метод<в контролю 

 

1.     Ехо-метод. Ре

стру

сигнали луни вд дефектв. (рисунок 1.1)

2.   Дзеркальний ехо-метод заснований на дзеркальному вдбиванн мпульсв вд дефектв, орúнтованих вертикально до поверхн, за якою ведеться контроль.

3.  Реверберацйний метод призначений для контролю шаруватих конструкцй типу метал-пластик. Вн заснований на аналз тривалост реверберацÿ льтразвукових мпульсв в одному з шарв.

Вд розглянутих акустичних методв неруйнуючого контролю стотно вдрзня

ться мпедансний метод, (рисунок 1.1) заснований на аналз змни механчного мпедансу длянки поверхн контрольованого об'

кту, з яким вза

модú перетворювач. На використанн стоячих хвиль заснован наступн методи:

 1. Локальний метод вльних коливань. Вн заснований на аналз спектру збуджених в частин контрольованого об'

кту за допомогою дарв молоточка-вбратора.  

 2.

нтегральний метод вльних коливань. Механчним даром збуджуються вбрацÿ у всьому вироб або в значнй його частин.

 3. Локальний резонансний метод. Застосову

ться в товщинометрÿ.

 4.

нтегральний резонансний метод. Застосовують для визначення модулв пружност матералу по резонансних частотах поздовжнх, вигинистих або крутильних коливань виробв просто

 

         1.1.  Ехо-мпульсний| метод льтразвуково

 

         Як видно|показно|, сну

величезна кльксть методв льтразвуково

У ехо-мпульсному метод льтразвуково

Сучасний ехо-метод ЗД|вузд| заснований на випромнюванн в контрольований вирб коротких мпульсв пружних коливань (тривалстю 0,5 – 10 мксек|) ре

страцÿ нтенсивност (амплтуди) часу приходу|прибутку| сигналв луни, вдбитих вд дефектв вдбивачв.

мпульсний ехо-метод дозволя

виршувати наступн|слдуюч| задач дефектоскопÿ:

1.  Виявлення визначення координат дефектв, що

порушеннями суцльност| розташованих|схильних| як на поверхн, так всередин|усередин| металевих неметалчних виробв в зварних з'

днаннях.

2.  Визначення розмрв дефектв виробв.

3.  Виявлення зон крупнозернистост в металевих виробах заготовках.

паратура, що реалзову

даний метод, дозволя

визначити характер|вдачу| дефектв, дентифкувати

 

         1.2. Характеристики ехо-методу

 

         До основних характеристик методу вдносяться: чутливсть, максимальна глибина проникання<|, мнмальна глибина ("мертва" зона), розрзнювальна здатнсть|здбнсть|, точнсть вимрювання|вимру| вдстан, продуктивнсть контролю.

         Пд чутливстю розумють мнмальний розмр дефекту, що знаходиться|перебува

| на максимальнй глибин чтко ре

стрований приладом. Кльксно ? визначають порогом чутливост. Для методу луни – це мнмальна площа|майдан| штучного дефекту типу плоскодонного отвору, який виявля

ться при контрол. п

         Максимальна глибина проникання| визнача

ться максимальною вдстанню вд дефекту (вдбивача) заданого розмру, на якому вн певнено виявля

ться. Вона обмежу

ться умовою, щоб сигнал вд дефекту був бльше мнмального сигналу, ре

строваного приладом рвня перешкод. Вона також визнача

ться параметрами апаратури. У технчних характеристиках приладу як максимальну глибину проникання| вказують|вказують| максимальну тривалсть розгортки дефектоскопа. Досягнення максимально

         Мнмальна глибина або "мертва" зона <- мнмальна вдстань вд перетворювача або вд поверхн виробу до дефекту, на якому вн чтко виявля

ться не зливаючись з|з| зондуючим мпульсом або мпульсом вд поверхн введення льтразвуку.

         Розрзнювальна здатнсть|здбнсть| - мнмальна вдстань мж двома однаковими дефектами, при якому вони ре

струються роздльно. Розрзняють променеву фронтальну розрзнювальну здатност методу.

         Променева роздльна здатнсть|здбнсть| <- мнмальна вдстань в променевому напрям|направленн|, при якому сигнали вд дефектв видно на екран як два роздльн мпульси.

         Фронтальна роздльна здатнсть по перемщенню <- мнмальна вдстань мж дефектами в напрям|направленн| перпендикулярному променевому.

Точнсть вимрювання|вимру| вдстан до дефекту визнача

ться погршнстю в % вд вимрювано

         Продуктивнсть контролю визнача

ться кроком швидкстю сканування (перемщення) перетворювача. При оцнц часу контролю врахову

ться час на дослдження дефекту.

 

         1.3. Умови отримання|здобуття| максимального сигналу вд дефекту

 

Для оптимального виконання першо

                                                                                       (1.1)

 

де    - коефцúнти, не залежн вд частоти.

         Перший член пов'язаний з поглинанням, другий – з|з| розсянням льтразвуку дрбними|млкими| зернами (кристалтами) металу.

         При малих вдстанях вд перетворювача до дефекту вплив загасання|затухання| льтразвуку невеликий, тому в ближнй|близькй| зон доцльно застосування|вживання| високих частот. У дальнй|далекй| зон загасання|затухання| ма

дуже велике значення для рацонального вибору частоти.

         Оптимальна частота льтразвукових коливань визнача

ться формулою:

 

                                                          (1.2)

 

де: С₁ – коефцúнт, пов'язаний з поглинанням льтразвуку для дрбнозернистих матералв;

r – вдстань вд перетворювача льтразвукових хвиль до дефекту

для грубозернистих|крупнозернистих| оптимальна частота знаходиться|перебува

| по формул:

                                                                                           (1.3)

де С₂ залежно вд спввдношення  ;

r – вдстань вд перетворювача льтразвукових хвиль до дефекту

         Таким чином, в обох випадках з|з| збльшенням товщини виробу слд знижувати частоту.

`

         1.4. льтразвуковий эхо-мпульсний| дефектоскоп

 

         льтразвуковий ехо-дефектоскоп – це прилад, призначений для виявлення несуцльност та неоднордностей| у вироб, визначення

         На рисунку приведена принципова схема мпульсного льтразвукового дефектоскопа. Генератор радомпульсв 3 збуджу

|збуджу

|, п’

зопластину | передавально

         Перемщаючи передавальну приймальну|усиновлену| пошуков<| головки|голвки| по поверхн контрольовано

 

Рисунок 1.2. – Блок схема мпульсного льтразвукового дефектоскопа

1- передавальна пошукова| головка;

2- приймальна|усиновлено

3- генератор радомпульсв;

4- пдсилювач;

5- електронна трубка (ЕПТ);

6- генератор горизонтально

 

         Перемщаючи передавальну приймальну|усиновлену| пошуков<| головки|голвки| по поверхн контрольовано

 

        

1.5.  Рейковий дефектоскоп ДС 2-73 - три прилади в одному

 

         Сьогодн сну

величезна кльксть рзних льтразвукових дефектоскопв. Вони застосовуються практично у всх галузях промисловост, оскльки практичн дозволяють яксно виршувати задач дефектоскопÿ габаритометрÿ<|. Одним з мсць, де застосовують ц дефектоскопи – залзничне полотно. Часто|частенько| рейки

|з'являються,являються| основним елементом залзнично

         При контрол стану рейок застосовують льтразвуков дефектоскопн| взки, що дозволяють сво

часно виявляти дефекти, оцнити ступнь|мру|

         При розробц враховувався свтовий досвд|дослд|, накопичений при експлуатацÿ даного виду статкування|обладнання|. Основними вимогами, що пред'являються до системи, були наступн|слдуюч|:

         1)  висока достоврнсть контролю з|з| можливстю|спроможнстю| документування результатв;

         2)  використання максимально

         3)  забезпечення високо

Дефектоскоп призначений для виявлення дефектв в обох нитках залзнично

         Контролю пдлягають вс типи залзничних рейок, при цьому передбачене автоматичне коректування настройок при переход на нший тип рейок по вказвц оператора. Схеми прозвучування| дозволяють виявляти вс види критичних дефектв згдно класифкатору НДТ/ЦП-1-93. При цьому реалзован эхо-|, дзеркальний дзеркально-тньовий методи ЗК|, з використанням контактного способу введення льтразвука. У дефектоскоп передбачений алгоритм розпзнавання типу дефекту, але|та| остаточне ршення|розв'язання,виршення,розв'язування| повинен хвалювати оператор, використовуючи додатково ручний контроль взуальний огляд дефектно

         У ДС2-73 для суцльного контролю використову

ться 18 каналв, по 9 на кожну рейкову нитку. Так само дефектоскоп ма

додатково 5 окремих каналв для контролю одн㺿 рейково

Вдмтними особливостями дефектоскопа

|з'являються,являються|:

         1)  наявнсть вбудованих типових настройок роботи каналв, можливсть|спроможнсть| створення|створння| робочих настройок оператора на основ типових, також що вдрзняються вд типових, при використанн ншо

         2)  наявнсть вбудовано

         3) можливсть|спроможнсть| визначення пройденого|минути,спливти| шляху|колÿ,дороги| швидкост руху при суцльному контрол за допомогою датчика шляху|колÿ,дороги|;

         4)  наявнсть великого кольорового екрану з|з| високою роздльнстю;

         5)  рзн режими представлення нформацÿ на екран дефектоскопа;

         6)  взуальна звукова система автоматично

         7)  можливсть|спроможнсть| роботи в режим збору|збирання| нформацÿ без част оператора, з|з| подальшим|наступним| аналзом результатв на ЕОМ в лабораторÿ;

         8)  одночасне використання рзних схем ЗК| для пдвищення достоврност контролю виявлення дефектв на раннй стадÿ розвитку;

         9)  наявнсть всх функцй нверсальних дефектоскопв при робот в одноканальному режим;

         Одним з чинникв|факторв| достоврного виявлення дефектв, крм|крм| можливостей|спроможностей| апаратури,

|з'явля

ться,явля

ться| суб'

ктивна оцнка при вза

модÿ системи: оператор - дефектоскоп. У снуючих системах ЗК| використову

ться взуально-звуковий аналз оператором нформацÿ по всх каналах, що, звичайно ж, не може не привести до пропуску дефектв, особливо на раннй стадÿ розвитку. Тому виника

необхднсть збереження|збергання| результатв контролю або електронного документування.

         Важливу|поважну| роль ма

створення|створння| нформацйних баз даних на ЕОМ, куди заноситимуться результати ЗК| всх операторв.

         Також важливу|поважну| роль гра

реальне розташування дефекту. У ДС2-73 на екран приведено схематичне зображення рейки, розташування на ньому всх ПЭП хд льтразвукових променв. При перевищенн сигналом рвня, бракування, на екран спалаху

вдповдна ня льтразвукового променя. Таким чином оператор дзна

ться|упзна

,взна

,пзна

| приблизне розташування дефекту в рейц.

         Для контролю головки|голвки| рейки використову

ться:

         1)  Ехо-метод з використанням ПЭП 580 розгорненого на 34° щодо|вдносно| поздовжньо

         2)  Дзеркальний метод, реалзований тими ж ПЭП. Цей метод ЗК| ефективно доповню

ехо-метод. Недолком|нестачею| методу луни

|з'явля

ться,явля

ться| дзеркальне вдбивання|вдображення,вдбиття| льтразвукового променя вд площини|плоскост| дефекту, що може привести до його пропуску при сильному розвитку. Застосування|вживання| дзеркального методу дозволя

позбавитися цього недолку|нестач| забезпечу

певнене виявлення поперечних трщин в головц|голвц| рейки на будь-якй стадÿ розвитку.

            3)  Ехо-метод з використанням ПЭП 700, розгорнено

         Для контролю шийки пдошви рейки (окрм|крм| пр'я пдошви), також болтових отворв використову

ться:

         1)  Ехо-метод. Дозволя

визначити глибину залягання дефектв

         2)  Ехо<-метод з використанням ПЭП 450, розгорнено

         Як вже наголошувалося, схеми ЗК| постйно досконалюються, тому в ДС2-73 передбачена можливсть|спроможнсть| побудови|шикування| нших схем проникання<| на баз наявних каналв. Оператор ма

можливсть|спроможнсть| створювати робоч настройки на баз типових, з|з| потрбними йому змнами. При цьому типов настройки захищен вд стирання або змни недосвдченим оператором.

         Таким чином, розроблено новий сучасний втчизняний багатоканальний дефектоскоп ДС2-73 для суцльного льтразвукового контролю обох рейкових ниток, який сумща

в соб можливост дефектоскопних взкв автоматизованих швидксних засобв ЗК, також може використовуватися як 5-ти канальний ручний дефектоскоп для контролю окремих длянок шляху. Дефектоскоп задовольня

всм сучасним вимогам ма

багато переваг в порвнянн з снуючими аналогами:

         1) Використання рзних схем ЗК, доповнюючих один одного, з можливстю

2) Одночасний контроль робочо

3) Застосування висококонтрастного кольорового екрану для повноцнного вдображення нформацÿ рзних режимах;

4) Можливсть рзного вдображення нформацÿ по вибору оператора;

5) Ре

страця результатв контролю по всх каналах;

6) Попереднй аналз нформацÿ з можливстю розпзнавання типу дефекту формування по ньому звту;

7) Можливсть передач нформацÿ на ЕОМ для подальшо

 

         1.6. льтразвуковий дефектоскоп EPOCH 4

 

Epoch 4 - мкропроцесорний льтразвуковий дефектоскоп четвертого поколння з росйськомовним меню.

 Генератор прямокутних мпульсв регульована смуга пропускання по частот.

 Генератор мпульсв дарного збудження.

 Автоматична настройка перетворювачв.

 Широкий електролюмнсцентний або рдкокристалчний екран з високим роздленням регульованою яскравстю або контрастнстю, велика пам'ять з функцúю редагування дентифкаторв. Виклик з пам'ят будь-якого збереженого зображення, включаючи вс параметри настройки режими роботи дефектоскопа.

 Три варанти АСД: по амплтуд (+/-) мнмальнй глибин

 Обчислення реальних координат дефекту з урахуванням стрли ПЭП: глибини залягання, вдстан здовж поверхн введення по ходу променя; запам'ятовування мнмально

 Вимрювання амплтуди эхо_сигнала в % вд висоти екрану, запам'ятовування максимально

 Режим вимрювання "ехо-ехо" для контролю мерсйним способом, через ню затримки, покриття, наплавлення

 Запам'ятовування криво

 Режим "електронна лупа"

 Форма вдображення сигналв: двонапвперодне випрямляння, однонапвперодне (+/-) випрямляння, недетектований радосигнал.

 NiMH акумулятор на 7 годин безперервно

 Нарощуване програмне забезпечення

       <-Крива DAC з сигналзацúю

       <-ВРЧ

       <-АРД-даграми

       <-Контроль точково

       <-В-скан

       <-Врахування кривизни поверхн

       <-Шаблон звту

       <-зверхнизька частота проходження зондуючих мпульсв -30 Гц

       <-Плаваючий строб-мпульс

       <-Интерфейсний строб-мпульс

       <-Аналз акустичного сигналу

       <-Высокая частота повторення зондуючого мпульсу -1 кГц

 RS-232, Високошвидксний паралельний порт, VGA. аналоговий вихд.

 

         1.7.  льтразвуковий дефектоскоп А1212 MАСТЕР ЛАЙТ

 

Ультразвуковий дефектоскоп А1212 Мастер Лайт - повнстю цифровий, малогабаритний льтразвуковий дефектоскоп загального призначення. Забезпечу

реалзацю типових спецалзованих методик льтразвукового контролю, високу продуктивнсть точнсть вимрювань.

 Основн вдмнност версÿ МАЙСТЕР ЛАЙТ вд МАЙСТЕР ПРОФ

:

 нема

функцÿ АРД

          <-батарейне живлення: комплект батарей (6 шт.) Alkaline 2,6 Агод (у версÿ МАЙСТЕР ПРОФ

акумуляторне живлення)

         <- дапазон робочих температур ( вд -10 до 50 С)

         <- вдсутнй режим В-скан

         <- спрощена комплектаця базового комплекту

 Особливост:

         <- невелика вага габарити приладу дозволяють працювати з дефектоскопом в складних обмежених умовах, також роблять його зручним при по

         <- найлегший дефектоскоп - вага 650 грам разом з акумулятором

         <- максимальний час безперервно

         <- ергономчний корпус з даромцного пластика - прилад зручно тримати однúю рукою

         <- рдкокристалчний дисплей з високою роздльною здатнстю (320*240 точок) пдсвчуванням

         <- повнстю цифровий тракт

         <- нту

         <- даромцний корпус, ступнь захисту по IP65

         <- велика бблотека настройок (100 конфгурацй)

         <- незалежна пам'ять на 500 зображень екрану (розгортки типу А з вдповдними параметрами)

         <- традицйна розгортка типу А з можливстю вдображення сигналв як у детектованому вигляд,  так у недетектованому вигляд, (радосигнал)

         <- запам'ятовування на екран огинаючо

         <- автоматичне визначення рвня сигналв координат дефекту при робот з АСД (два тимчасов строби)

         <- можливсть ручного вимрювання рвня координат прийнятих сигналв за допомогою екранного курсора

         <- програмована форма зондуючого мпульсу

         <- регульована частота посилки зондуючих мпульсв (до 200 Гц)

         <- побудова функцÿ ВРЧ по вльному закону (32-х точкова нтерполяця)

         <- додатков режими: "стоп - кадр", "електронна тимчасова лупа"

         <- наявнсть режиму товщиномра

         <- зв'язок з комп'ютером по високошвидксному USB-порту

         <- сумснсть з широким спектром перетворювачв рзних виробникв

 

 Можливост.  Дефектоскоп А1212 Мастер Лайт ма

повнстю цифровий тракт, тому вн ма

ряд вдмтних функцй, властивих тльки приладам даного типу.

Цифрова ВРЧ забезпечу

регулювання рвня сигналу по довльнй функцÿ, що зада

ться 32 вузловими точками. Видалення, становка змна вузлових точок проводиться вельми просто в спецальному режим редагування ВРЧ, при цьому можна оперативно спостергати вплив змн на ехо-сигнал. Це дозволя

швидко точно настроювати ВРЧ навть недосвдченому дефектоськопсту.

          Сигнал типу RF (радосигнал) - можливсть представлення сигналу у недетектованому вигляд, в реальному масштаб часу, що дозволя

детально вивчити фази сигналв, проводити контроль на фон великих структурних перешкод роздляти сигнали вд близько розташованих вдбивачв.

         <

нту

 У будь-якому режим роботи дефектоскопа в нижнй частин екрану знаходитися асоцативне  меню пктограм, завдяки якому користувач дста

швидкий доступ до змни настройок функцй. Малюнки, пояснень, поряд з параметрами, назви схематичн позначення клавш дозволяють швидко осво

         Велика бблотека конфгурацй (100 варантв) Настройку пд рзн ситуацÿ об'

кти контролю можна здйснювати в умовах лабораторÿ, на об'

кт просто вибирати з меню потрбну конфгурацю з вдповдним м'ям. Вс настройки збергаються при виключенн приладу зберганн його без батаре

 

 

Рисунок 1.3 ­­­­–Екран приладу пд час роботи в режим пошуку дефектв

 

         Напвавтоматична процедура коректування кута введення затримки в призм похилого перетворювача наслдок його зносу.  Робота з зовншнм комп'ютером.

         Зв'язок з зовншнм комп'ютером здйсню

ться через високошвидксний USB-порт. Програмне забезпечення ADM 3, що поставля

ться з приладом в базовй комплектацÿ, дозволя

реалзовувати наступн можливост:

 <- складати рзн форми протоколв про роботу, редагувати, збергати, роздруковувати

- настроювати конфгурацÿ контролю в режим on-line на персональному комп'ютер завантажувати

Таблиця 1– Характеристики приладу

Параметр	Значення
Максимальна товщина об' кту контролю (по стал)	3500 мм
Робоч частоти	0,5-15,0 Мгц
Динамчний дапазон дефектоскопа не менше	100 дБ
Дапазон змн нтервалв часу дефектоскопа	1-1200 мкс
Дапазон настройок швидкост льтразвука	1-15 м/с
Смуга частот приймального тракту	0,14-21 Гц
Дапазон перебудови аттенюатора	0….90 дБ
Динамчний дапазон ВРЧ не менше	30 дБ
Параметри зондуючого мпульсу:
число перодв	0,5-5
мплтуда (половина розмаху)	20, 100, 200 В
тривалсть фронтв не бльше	20 нс
частота повторення зондуючих мпульсв	5-200 Гц
Тип дисплея	LCD
Кльксть точок екрану	320х240
Розмри екрану, що вдобража поля	77х58 мм
Живлення6 батарей
Час безперервно	15 год (12 год)
Дапазон робочих температур	-10°C…..+50°С
Габаритн розмри	245 х 120 х 40 мм
Маса електронного блоку	650 г

 

Комплект постачання:

 електронний блок дефектоскопа

-        комплект батарей Alkaline 2,6 Ач

-        кабель lemo-lemo 1,2 м

-        ПЭП S3568 (П-2,5-10; дефектоскопчний)

-        ПЭП S5182 2.5-65

-        ПЭП S5096 5,0-70

-        чохол для А1212

-        Кабель USB-Lemo

 

         1.8. Технологя Bluetooth

 

         1.8.1. Що таке Bluetooth

Bluetooth - технологя бездротового з'

днання мобльних пристро

         1.8.2. Технологя  < принцип роботи Bluetooth
        

Технологя використову

невелик приймач-передавач малого радусу дÿ, що або безпосередньо вбудован в пристрй, або пдключаються через вльний порт або PC-карту. Адаптери працюють в радус 10 метрв, на вдмну вд IrDA, не обов'язково в зон прямо

Технологя використову

FHSS - стрибкоподбну перебудову частоти (1600 стрибкв /с) з розширенням спектру. При робот передавач переходить з одн㺿 робочо

 

1.8.3.

сторя Bluetooth

         На початку 1998 року Ericsson, IBM, Intel, Toshiba Nokia - найбльш компанÿ комп'ютерного телекомункацйного ринку - об'

дналися для сумсно

         Основною де

ю ново