УЗД с непрерывным излучением

ультразвуковая дефектоскопия частота излучение

При значительных скоростях взаимного перемещения преобразователя и контролируемого объекта от дефекта поступает серия эхо-сигналов (пачка), число импульсов в которой резко уменьшается с возрастанием скорости сканирования. При этом в ряде случаев существенно снижается помехозащищенность контроля.

При больших скоростях сканирования перспективным, сточки зрения помехозащищенности, может оказаться эхо-метод ультразвуковой дефектоскопии, основанный на непрерывном излучении упругих колебаний наклонным преобразователем с выделением допплеровского сдвига частоты в эхо-сигнале от дефекта. Метод может быть реализован в широком диапазоне скоростей сканирования, охватывающем как ручной контроль, так и контроль посредством высокоскоростных автоматизированных систем, например вагонов-дефектоскопов для контроля рельсов.

В дефектоскопах, работающих по данному методу, признаком обнаружения дефекта является прием эхо-сигналов с допплеровским сдвигом частоты. При этом на выходе дефектоскопа формируется радиоимпульс длительностью τ с низкой частотой заполнения, равной разности частот принятых и излученных колебаний:

где — скорость перемещения преобразователя по контролируемому объекту; с — скорость распространения УЗ-колебаний в объекте; α — угол, под которым озвучивается дефект; ΔХ — условная ширина выявляемого дефекта.

Из анализа приведенных выражений следует, что, несмотря на непрерывное излучение УЗ-колебаний, отраженные сигналы имеют вид импульсов. Длительность τ импульсов на два-три порядка превышает длительность отдельных эхо-сигналов при эхо-импульсном методе. Поэтому при непрерывном излучении, если , оказывается возможным использовать узкополосные приемники, что повышает помехозащищенность системы скоростного контроля.

Обобщенная структурная схема дефектоскопа, реализующего метод отражений при непрерывном излучении упругих колебаний, приведена на рис. 2. При перемещении раздельно-совмещенного преобразователя 3 по контролируемому объекту 8 со скоростью эхо-сигнал, отраженный от дефекта, имеет частоту , отличную от частоты на значение

В приемном устройстве осуществляется подавление (компенсация) сигналов с частотой генератора, усиление и выделение сигналов с допплеровской частотой . При изменении скорости сканирования необходима корректировка частоты фильтра с помощью регулятора

Рисунок 2. Обобщенная структурная схема УЗД с непрерывным излучением

На рисунке: 1 — генератор непрерывных колебаний; 2 — усилитель мощности; 3 — электроакустический преобразователь; 4 — усилитель высокой частоты; 5 — преобразователь частоты; 6 — фильтр допплеровских частот; 7 — регистратор; 8 — контролируемый объект; 9 — дефект.

При реализуемых на практике скоростях сканирования (до 25 м/с) допплеровская частота выходного сигнала дефектоскопа не превышает 30 кГц, что существенно упрощает требования к регистраторам эхо-сигналов от дефектов.