ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1 Оборудование и аппаратура: осциллограф MOS-620FG (в дальнейшем осциллограф); ультразвуковой тестер УЗТ-РДМ (в дальнейшем тестер); дефектоскоп УД2-12 (в дальнейшем дефектоскоп), преобразователь: П121-2,5-50 (в дальнейшем ПЭП), ограничитель амплитуды (в дальнейшем ограничитель), СО-3Р.

При выполнении работы следует измерить основные параметры ПЭП (таблица 2.1) с использованием тестера, осциллографа и дефектоскопа. Все измерения выполняются по три раза и протоколируются в удобной форме для анализа данных.

4.2. Измерение основных параметров ПЭП с использованием тестера.

Собрать стенд (рис. 4.1).

Измерить (Приложение 1) рабочую частоту (f_UU), импульсный коэффициент двойного преобразования (К^и_uu), задержку в ПЭП (2tп).

Измерить (Приложение 2) угол ввода и ширину диаграммы направленности ПЭП. Выполняется только после измерения задержки в ПЭП - 2tп.

Измерить (Приложение 3) параметры реверберационно-шумовой характеристики (РШХ) и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ПЭП.

Сохранить (Приложение 4) измеренные параметры ПЭП.

4.3. Измерение основных параметров ПЭП с использованием дефектоскопа УД2-12 и осциллографа.

Собрать стенд (рис. 4.2). Измерить отклонение точки выхода луча, стрелу ПЭП, задержку в ПЭП, угол ввода луча, ширину диаграммы направленности с использованием дефектоскопа УД2-12 и стандартного образца СО-3Р.

4.3.1. Определение точки выхода луча, задержки в ПЭП (2tп) и стрелы ПЭП (n). Установить ПЭП на СО-3Р, СО-3 в положение максимума амплитуды эхо-сигнала от вогнутой цилиндрической поверхности (рис. 4.3).

Рисунок 4.1 Стенд для измерения основных параметров ПЭП

с использованием тестера

Рисунок 4.2 Стенд для измерения основных параметров ПЭП

с использованием дефектоскопа УД2-12

n

2t

Рисунок 4.3. Схема установки ПЭП на СО-3Р и изображение на экране УД2-12. n – стрела ПЭП. 2t - время между передним фронтом зондирующего импульса и передним фронтом эхо сигнала

Нанести риску на боковую поверхность ПЭП напротив центра полуокружности образца. Стрела ПЭП (n) - это расстояние между точкой выхода луча и передней гранью ПЭП. Измерить время между передним фронтом зондирующего импульса и передним фронтом эхо сигнала (2t). Рассчитать время распространения ультразвука в образце (2tобр) и определить время распространения ультразвука в призме ПЭП (2tп). 2tп = 2t - 2tобр.

4.3.2. Определение угла ввода луча, ширины диаграммы направленности.

Установить ПЭП на СО-3Р, СО-2 в положение максимума амплитуды эхо-сигнала от отверстия ø 6 мм на глубине 44 мм (рис. 4.4).

Рисунок 4.4. Схема установки ПЭП на СО-3Р и изображение на экране УД2-12

Считать угол ввода луча по шкале образца напротив точки выхода луча. Сместить ПЭП в обе стороны от положения максимума амплитуды эхо сигнала до уменьшения амплитуды эхо сигнала на 6 dB (в два раза). Считать значение угла по шкале образца против риски соответствующей точке выхода луча. Разница измеренных значений углов в крайних положениях ПЭП и будет шириной диаграммы направленности

4.3.3. Измерение параметров реверберационно-шумовой характеристики (РШХ) и амплитуды зондирующего импульса (ЗИ - полный размах).

Собрать стенд (рис. 4.5). Измерить амплитуду ЗИ полный размах и амплитуду напряжения в 10 точках в диапазоне от 0 до 30 мкс.

                                    Синхронизация осциллографа

ПЭП

Рисунок. 4.5 Стенд для измерения РШХ и амплитуды зондирующего импульса.

4.3.4. Измерение амплитуды эхо сигнала, частоты максимума преобразования и длительности эхо сигнала.

Собрать стенд (рис. 4.6). Измерить амплитуду эхо сигнала (на уровне 0,5) и частоту максимума преобразования ПЭП.

                                                     Синхронизация осциллографа

Рисунок 4.6 Стенд для измерения амплитуды эхо сигнала и частоты максимума преобразования.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе оформляется каждым студентом самостоятельно. В отчете должны быть представлены:

1. Эскизы рабочих панелей УЗТ-РДМ, УД2-12 и осциллографа с описанием органов управления.

2. Эскиз используемого преобразователя с описанием и геометрическими размерами основных элементов.

3. Таблицы и графики с результатами измерений.

По результатам измерений выполнить расчеты:

¾ Рассчитать двойной коэффициент преобразования ПЭП п.п. 4.3. и сравнить с измеренными значениями п.п. 4.2.

¾ Рассчитать задержку в ПЭП и сравнить с измеренными значениями задержки в ПЭП (2tп) п.п. 4.2, 4.3.

¾ Построить РШХ ПЭП по 10 точкам п.п. 4.3. и сравнить с измеренными значениями п.п. 4.2.

¾ Рассчитать ширину полосы пропускания ПЭП на уровне 0,5 (2Δf =2/τ). Построить АЧХ - ПЭП по расчетным значениям п.п. 4.3. и сравнить с измеренными значениями п.п. 4.2.

Сформулировать выводы на основании анализа измеренных и расчетных данных.

Приложение 1

Измерение рабочей частоты, импульсного коэффициента двойного преобразования, задержки в ПЭП 

Последовательность действий	Изображение на экране
Включить тестер. Вращением энкодера выбрать пункт меню «Параметры ПЭП». Активировать меню «Параметры ПЭП» нажатием энкодера.
Выбрать «Режим 1», активировать нажатием энкодера. Строка «Скорость УЗК, м/с» или «Образец» выбираются кнопками ▲▼. Энкодером установить «Скорость УЗК, м/с», - 3250 м/с - для наклонного ПЭП, а в строке «Образец» тип используемого образца - СО-ЗР
Установить ПЭП на образец в положение максимального эхо-сигнала от вогнутой цилиндрической поверхности. Нажать кнопку 1. Энкодером установить амплитуду сигнала 2/3 от высоты экрана. Кнопками ►◄ совместить маркер с эхо сигналом.
Нажать кнопку 0. Кнопками ►◄ установить маркер так, чтобы в нем находилось не менее трех периодов радиоимпульса. Нажать « », удерживая ПЭП на образце и обеспечивая максимум отраженного сигнала. Результаты измерения индицируются в левом верхнем углу. Нажать любую кнопку для выхода из текущего режима измерений. Разактивировать «Режим 1» кнопкой

Приложение 2

Измерение угла ввода и ширины диаграммы направленности

Последовательность действий	Изображение на экране
Выбрать «Режим 2», активировать нажатием энкодера. Строка «Скорость УЗК, м/с» или «Глубина отражателя» выбираются кнопками ▲▼. Энкодером установить «Скорость УЗК, м/с», - 3250м/с, а в строке «Глубина отражателя» - 44мм
Нажать кнопку 2. Установить ПЭП на СО-3Р в положение максимума амплитуды эхо-сигнала от отверстия ø 6 мм на глубине 44 мм. Энкодером установить амплитуду сигнала ~ 2/3 от высоты экрана. Кнопками ►◄ установить начало маркера ~ 30о. Кнопками ▲▼ установить окончание маркера ~ 60о.
Сформировать «огибающую» эхо-сигналов от отражателя перемещая ПЭП относительно отражателя. При необходимости, «огибающая» удаляется кнопкой . Нажать кнопку 0. Результаты измерения индицируются в правом верхнем углу: угол ввода - a max , ширина диаграммы направленности - θ на уровне минус 6 дБ. Для выхода из текущего режима измерений нажать кнопку 0. Разактивировать «Режим 2» кнопкой

Приложение 3

Измерение параметров реверберационно-шумовой характеристики (РШХ) и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)

Последовательность действий	Изображение на экране
Выбрать и активировать энкодером «Режим 3». Нажать кнопку 3.
На экран выводится РШХ в диапазоне от 0 до 30 мкс. Для выхода из текущего режима измерений нажать кнопку 0. Разактивировать «Режим 3» кнопкой
Установить ПЭП на образец в положение максимального эхо-сигнала от вогнутой цилиндрической поверхности. Выбрать и активировать энкодером «Маркер». Установить «Задержка развертки» - 42 мкс. «Усиление» = 50 дБ. Строка выбирается кнопками ▲▼, а численное значение энкодером.
Нажать кнопку 9. На экране отображается АЧХ, где по оси абсцисс значение частоты в МГц, по оси ординат – нормированное значение амплитуды в относительных единицах. Нажать

Приложение 4

Сохранение измеренных параметров ПЭП в Режимах 1, 2, 3

Последовательность действий	Изображение на экране
Выбрать и активизировать энкодером строку меню «Сохранить».
В меню номинальных параметров ПЭП строка выбирается кнопками ▲▼, а численное значение энкодером. Выбрав «Номер», нажать « ». Ввести номер ПЭП цифровыми кнопками и нажать « ». Введенный номер отобразится красным цветом.
Нажать кнопку «0» для сохранения в архиве результатов измерения параметров ПЭП. Нажать « », если нет необходимости в сохранении результатов измерений.
Передача данных на персональный компьютер (ПК) из «Архива ПЭП»
В основном Меню выбрать и активизировать энкодером меню «Архив ПЭП».
Вращая энкодер, выбрать протокол. В левом нижнем углу экрана выводится порядковый номер протокола и количество протоколов. Например - «1/4», где 1 -порядковый номер протокола, 4 - количество протоколов в архиве.
Выбрать из таблицы протоколов строку для просмотра и нажать « ». Для выбора пункта меню нажать соответствующую цифровую кнопку Нажать « »
Нажать кнопку 5. Нажать 1.  Нажать « »