4.9.1. Основные типы аппаратуры
4.9.1.1. Акустическая аппаратура (Acoustic test equipment) - аппаратура, включающая в себя электронный блок, преобразователи, кабели и другие устройства, подключаемые к электронному блоку при проведении акустического контроля. Аппаратура для механизированного или автоматизированного контроля содержит также сканирующее устройство, микропроцессор или компьютер, регистрирующее устройство и другие блоки, количество которых зависит от параметров объектов контроля и степени автоматизации контроля.
4.9.1.2. Акустический дефектоскоп, дефектоскоп:
В широком смысле (Acoustic flaw detector): акустическая аппаратура, предназначенная для обнаружения дефектов типа несплошностей, основанная на применении упругих колебаний и волн широкого диапазона частот от 0 до 1 ГГц.
В узком смысле (Sonic flaw detector): акустическая аппаратура, предназначенная для обнаружения дефектов типа несплошностей, использующая упругие колебания и волны звуковых (иногда и низких ультразвуковых) частот.
4.9.1.3. Ультразвуковой дефектоскоп (Ultrasonic flaw detector) - акустический дефектоскоп, основанный на применении ультразвуковых колебаний и волн.
4.9.1.4. Акустический толщиномер (Acoustic thickness gauge) - акустическая аппаратура, предназначенная для измерения толщины и (или) контроля ее отклонения от установленного значения [2].
Примечание. В США вместо gauge пишут gage.
4.9.1.5. Ультразвуковой толщиномер (Ultrasonic thickness gauge) - акустический толщиномер, работающий в ультразвуковом диапазоне частот.
4.9.1.6. Ультразвуковой твердомер (Ultrasonic hardness meter, UCI hardness meter) - акустическая аппаратура для оперативного измерения твердости, использующая метод контактного импеданса.
4.9.1.7. Акустический структуроскоп (Acoustic structure analyzer):
В широком смысле: акустическая аппаратура, предназначенная для исследования свойств материала.
В узком смысле: акустическая аппаратура, предназначенная для исследования структуры материала.
4.9.1.8. Ультразвуковой структуроскоп (Ultrasonic structure analyzer) - акустический структуроскоп, работающий в ультразвуковом диапазоне частот.
4.9.1.9. Эхо-дефектоскоп (Reflectoscope, pulse echo flaw detector)- дефектоскоп, излучающий и принимающий ультразвуковые импульсы. Предназначен в основном для контроля эхометодом, но может использоваться для работы методами прохождения и комбинированными методами.
4.9.1.10. Теневой дефектоскоп (Through transmission flaw detector) - дефектоскоп, предназначенный для контроля методом прохождения.
4.9.1.11. Импедансный дефектоскоп (Mechanical impedance analysis flaw detector, MIA flaw detector)- дефектоскоп, предназначенный для контроля акустическим импедансным методом.
4.9.1.12. Велосиметрический дефектоскоп (Velocimetric flaw detector)- дефектоскоп, предназначенный для контроля велосиметрическим методом.
4.9.1.13. МСК-дефектоскоп - дефектоскоп, предназначенный для контроля методом собственных колебаний.
4.9.1.14. MCeK-дефектоскоп- дефектоскоп, предназначенный для контроля методом свободных колебаний.
4.9.1.15. Резонансный толщиномер (Resonance thickness gauge) - толщиномер, использующий ультразвуковой резонансный метод (локальный метод собственных частот).
4.9.1.16. Аппаратура общего назначения (General purpose test equipment) - аппаратура (дефектоскоп, толщиномер и т.п.), в документации на которую не установлен конкретный тип объекта контроля или группы объектов контроля.
4.9.1.17. Аппаратура специализированная (Special purpose test equipment) - аппаратура (дефектоскоп, толщиномер и т.п.), в документации на которую установлен конкретный тип объекта контроля или группы объектов контроля.
Примечание. Термины 4.9.1.16 и 4.9.1.17 относятся ко всей аппаратуре неразрушающего контроля.
4.9.2. Узлы акустической аппаратуры
4.9.2.1. Сканирующее устройство (Scanning device) - механическое устройство для относительного перемещения преобразователей и объекта контроля.
4.9.2.2. Акустический блок (Acoustic block) - узел акустической аппаратуры, содержащий электроакустические преобразователи (часто несколько преобразователей разного типа) и предназначенный для преобразования электрических сигналов в акустические (при излучении) и принятых акустических сигналов в электрические (при приеме).
4.9.2.3. Электронный блок (Electronic block) - совокупность электронных узлов, предназначенных для возбуждения электроакустических преобразователей, а также обработки сигналов, поступающих из акустического блока.
4.9.2.4. Приемник (Receiver) - электронный узел, расположенный между выходом приемного электроакустического преобразователя и блоком цифровой обработки сигналов или входом индикатора, предназначенный для усиления сигналов, используемых в других узлах акустической аппаратуры. Между приемником и индикатором могут быть АЦП и другие не относящиеся к приемнику узлы.
4.9.2.5. Усилитель (Amplifier) - устройство в электронном блоке, усиливающее сигналы.
4.9.2.6. Предварительный усилитель, предусилитель (Pre-amplifier) - усилитель, расположенный вблизи приемного электроакустического преобразователя (например, пьезоэлемента) и служащий для улучшения согласования преобразователя с электронным блоком и увеличения отношения сигнал-помеха. Предусилитель обычно соединен кабелем с основным усилителем.
4.9.2.7. Усилитель радиоимпульсов (Radio-frequency amplifier, RF amplifier, HF amplifier) - усилитель недетектированных сигналов (радиоимпульсов).
4.9.2.8. Усилитель видеоимпульсов (Amplifier of rectified pulses) - усилитель детектированных сигналов (видеоимпульсов).
4.9.2.9. Логарифмический усилитель (Logarithmic amplifier) - усилитель, амплитуда выходного сигнала которого пропорциональна логарифму амплитуды входного сигнала. Применяется для усиления сигналов с большим динамическим диапазоном.
4.9.2.10. Детектор (Detector) - электронная схема, предназначенная для детектирования сигналов.
4.9.2.11. Отсечка шумов (Reject, noise suppression; «grass cutting»)
1. Электронная схема, предназначенная для устранения сигналов с амплитудами менее определенного уровня (уровня отсечки).
2. Устранение шумов («травы») путем исключения всех сигналов с амплитудами менее установленного порогового уровня [10].
4.9.2.12. Возбудитель излучающего преобразователя (Exciter of transmitting transducer) - узел электронного блока, предназначенный для возбуждения колебаний излучающего электроакустического преобразователя.
4.9.2.13. Генератор импульсов возбуждения (Pulse generator) - узел электронного блока, предназначенный для импульсного возбуждения излучающего электроакустического преобразователя.
4.9.2.14. Генератор развертки (Sweep generator) - узел электронного блока, формирующий сигналы горизонтальной или вертикалькой развертки для получения на дисплее (экране) изображения электрических сигналов (обычно импульсных).
4.9.2.15. Стробирующее устройство (Gate, time gate) - электронное устройство, выделяющее временной интервал для наблюдения и обработки попадающих в него сигналов [10].
4.9.2.16. Генератор стробирующих импульсов (Gate pulse generator) - генератор стробирующего устройства, вырабатывающий импульсы, отпирающие усилитель на время ожидаемого появления информативных сигналов.
4.9.2.17. Амплитудный дискриминатор (Amplitude discriminator) - электронное устройство, выделяющее сигналы с амплитудой большей (или меньшей) определенного уровня.
4.9.2.18. Индикатор, дисплей, экран (Indicator, display) - узел электронного блока, служащий для визуального (графического и текстового) представления информативных сигналов.
4.9.2.19. Электронно-лучевая трубка, ЭЛТ (Cathode ray tube, CRT) - индикатор в виде вакуумной трубки, аналогичной применяемой в осциллографах и других подобных приборах. В последние годы ЭЛТ обычно заменяют электролюминесцентными или жидкокристаллическими индикаторами.
4.9.2.20. Жидкокристаллический индикатор (Liquid crystal indicator, liquid crystal display, LCD) - индикатор, основанный на использовании жидких кристаллов. Обычно работает в отраженном свете. С подсветкой применим и в темных помещениях.
Примечание. Различают цифровые индикаторы, служащие для представления результатов измерения (например, толщины) в цифровой форме, и индикаторы типа дисплеев, позволяющие наблюдать графические изображения и информацию в буквенной и цифровой форме. В современных приборах заменяет электронно-лучевые индикаторы.
4.9.2.21. Электролюминесцентный индикатор (Electro-luminescent indicator, ELD) - индикатор, основанный на использовании явления электролюминесценции. Характеризуется ярким свечением. Работает как при слабом, так и при дневном освещении.
Примечание. См.примечание к п.10.2.20.
4.9.2.22. ПЗС-камера (Charge coupled device camera, CCD-camera) - камера для представления изображений, основанная на применении элементов с зарядовой связью.
4.9.2.23. Стрелочный индикатор (Needle instrument) - индикатор, представляющий результаты измерений и (или) контроля в виде отклонения стрелки.
4.9.2.24. Цифровой индикатор (Digital indicator) - индикатор, представляющий результаты измерений и (или) контроля в цифровой форме.
4.9.2.25. Синхронизатор (Sync generator) - узел электронного блока, задающий частоту следования импульсов возбуждения и согласующий по времени работу всех других электронных узлов.
4.9.2.26. Автоматический сигнализатор дефектов, АСД (Monitor) - узел электронного блока, служащий для выработки сигнала (например, звукового или светового) при выходе уровня информативного сигнала за установленные пределы.
4.9.2.27. Аттенюатор измерительный (Measuring attenuator) - узел ультразвукового дефектоскопа, служащий для измерения отношения амплитуд сигналов, выражаемого обычно в децибелах.
4.9.2.28. Глубиномер (Depth meter) - узел ультразвукового эхо-дефектоскопа, предназначенный для измерения расстояния до отражателя и его проекций.
4.9.2.29. Дефектоотметчик (Flaw marker) - устройство, отмечающее места расположения дефектов на поверхности объекта контроля.
4.9.2.30. Аналого-цифровой преобразователь, АЦП (Analog-to-digit converter, ADC) - электронное устройство, преобразующее аналоговый сигнал в дискретный цифровой код.
4.9.2.31. Цифроаналоговый преобразователь, ЦАП (Digit-to-analog converter, DAC) - электронное устройство, преобразующее дискретный цифровой код в аналоговый сигнал.
4.9.2.32. Фильтр (Filter) - электронный узел, пропускающий сигналы в определенной полосе частот и задерживающий остальные сигналы.
4.9.2.33. Фильтр нижних частот (Low frequency filter, low-pass filter) - фильтр, пропускающий сигналы с частотами ниже граничной частоты и задерживающий остальные сигналы.
4.9.2.34. Фильтр верхних частот (High frequency filter, high-pass filter) - фильтр, пропускающий сигналы с частотами выше граничной частоты и задерживающий остальные сигналы.
4.9.2.35. Полосовой фильтр (Band-pass filter, band filter) - фильтр, пропускающий сигналы с частотами, лежащими в пределах между нижней и верхней граничными частотами, и задерживающий остальные сигналы.
4.9.2.36. Спектроанализатор, анализатор спектра (Spectrum analyzer) - электронное устройство, служащее для анализа спектра исследуемого сигнала.
4.9.2.37. Разъем (Connector) - конструктивный элемент, состоящий из соединяемых частей, служащий для электрического соединения кабеля с электронным блоком, преобразователем или электронных блоков между собой.
4.9.2.38. Кабель (Cable) - экранированный проводник, соединяющий электронный блок с преобразователем или электронные блоки между собой.
4.9.2.39. Органы управления (Controls) - ручки, переключатели, потенциометры и другие органы, служащие для включения и регулировки аппаратуры. Термин относится преимущественно к аналоговым приборам.
4.9.2.40. Клавиатура (Key-board) - набор кнопок для управления параметрами компьютеризированных приборов и установок.
4.9.2.41. Программа компьютерная (Software) - программа, управляющая работой компьютеризированной системы контроля.
4.9.2.42. Блок цифровой обработки сигналов (БЦО) (Signal processing block) - блок цифровой обработки параметров сигналов, выполняемой в компьютере или микропроцессоре по определенной программе.
4.9.3. Параметры узлов акустической аппаратуры
4.9.3.1. Усиление (Gain, amplification) - увеличение амплитуды (мощности) сигналов.
4.9.3.2. Коэффициент усиления (Amplification factor, gain) - отношение амплитуды усиленного сигнала к амплитуде усиливаемого сигнала. Измеряется в линейных единицах или в децибелах.
4.9.3.3. Регулировка усиления (Gain control):
1. Изменение коэффициента усиления [ступенчатое и (или) плавное] органами управления контрольной акустической аппаратурой.
2. Регулировка в электронном блоке, позволяющая устанавливать требуемую амплитуду сигнала. В ультразвуковых эходефектоскопах обычно калибруется в децибелах [10].
4.9.3.4. Стандартный уровень сигнала (Standard signal level) - выбранный уровень амплитуды сигнала, обычно принимаемый равным 1/2 или 2/3 от вертикального размера экрана.
4.9.3.5. Чувствительность приемника (Receiver sensitivity)- значение амплитуды входного сигнала приемника дефектоскопа, обеспечивающее при установленных условиях амплитуду выходного сигнала на индикаторе дефектоскопа, равную стандартному уровню [8]. Единица измерения В (обычно мВ).
Примечания: 1. Установленные условия включают в себя, в частности, установленный коэффициент усиления приемника.
2. Чувствительность находится в обратном отношении к амплитуде входного сигнала приемника дефектоскопа: большей чувствительности соответствует меньшее значение амплитуды входного сигнала и наоборот.
4.9.3.6. Максимальная чувствительность приемника (Maximum sensitivity of receiver) - минимальная амплитуда входного сигнала приемника, для которого может быть установлен выходной сигнал на стандартном уровне при средней амплитуде электрических шумов не более половины стандартного уровня. Обычно определяется отдельно от преобразователя. Единица измерения В (обычно мВ).
4.9.3.7. Динамический диапазон (Dynamic range):
Без регулировки усиления: Отношение амплитуд максимального и минимального сигналов (дБ), которые может передавать аппаратура без чрезмерных искажений при постоянном усилении. При этом минимальный сигнал должен превышать уровень шумов в определенное число раз (например, на 6 дБ).
С регулировкой усиления: Отношение амплитуд максимального и минимального сигналов (дБ), которые может передавать аппаратура без чрезмерных искажений при изменении усиления в максимально возможных пределах. При этом минимальный сигнал должен превышать уровень шумов в определенное число раз (например, на 6 дБ).
Примечание. Специальные способы обработки информации, например использующие фазоманипулированные сигналы в сочетании с оптимальной фильтрацией, позволяют работать с сигналами, лежащими ниже уровня шума.
4.9.3.8. Амплитудная характеристика приемного тракта (Receiver frequency characteristic) - зависимость изменения амплитуды сигнала на индикаторе дефектоскопа от изменения амплитуды входного сигнала приемника [8].
4.9.3.9. Децибел, дБ (Decibel, dB) - логарифмическая единица измерения отношений величин. Отношения амплитуд А1/А2 представляют в децибелах в виде <А1/А2>=20 lg (А1/А2), отношение интенсивностей W1/W2-<W1/W2>=10 lg (W1/W2). Если измеряемое отношение меньше единицы, говорят об отрицательных децибелах. Значения B1 и В2, выраженные в децибелах относительно некоторой опорной величины (например, амплитуды донного сигнала), записывают в форме <B1> и <В2>.
Примечание. 1 дБ соответствует изменению (увеличению или ослаблению) амплитуды в 1,12 раза, 3 дБ - в 1,41 раза, 6 дБ - в 2 раза, 20 дБ - в 10 раз, 40 дБ - в 100 раз, 60 дБ - в 1000 раз, 120 дБ - в 106раз.
4.9.3.10. Непер (Neper) - единица измерения отношения величин B1 и В2, выраженная через натуральный логарифм их отношения. Отношения А1/A2 амплитуд в неперах представляют в виде ln (A1/A2), отношения W1/W2 интенсивностей - 0,5 ln(W1/W2). 1Нп=8,686 дБ.
4.9.3.11. Развертка (Sweep) - определенное и повторяющееся перемещение изображающей точки по одной из координат на дисплее. Для развертки типа А в ультразвуковом эходефектоскопе это перемещение прямо пропорционально времени от начала цикла.
4.9.3.12. Линия развертки (Baseline) - линия на дисплее (например, экране ЭЛТ), расположение точек которой находится в определенной зависимости от времени или иного параметра (например, частоты, фазы и т.п.). В ультразвуковом эходефектоскопе с разверткой типа А это горизонтальная прямая, точки которой отстоят от начала прямой на расстояние, прямо пропорциональное времени.
4.9.3.13. Задержанная развертка, лупа времени (Expended time-base sweep, scale expansion, delayed sweep):
1. Развертка, запуск которой задержан относительно посылки зондирующего импульса, а скорость увеличена, что позволяет рассмотреть слой объекта контроля в более крупном масштабе.
2. Увеличенная скорость развертки, позволяющая наблюдать более детально в укрупненном масштабе эхосигналы в выделенных по толщине или длине частях объекта контроля [10].
4.9.3.14. Диапазон развертки (Time base range) - максимальный путь ультразвукового импульса в объекте контроля, который может быть представлен при данной длительности развертки.
4.9.3.15. Регулировка длины развертки (Time base adjustment) - приведение длительности развертки в соответствие с длиной пути ультразвука.
4.9.3.16. Временная регулировка чувствительности, ВРЧ [Swept gain, time corrected gain, time variable gain, distance amplitude correction curve (DAC)] - автоматическая регулировка чувствительности приемника дефектоскопа по времени, предназначенная для выравнивания амплитуд эхосигналов от одинаковых отражателей, расположенных на разных глубинах [8].
4.9.3.17. Характеристика ВРЧ (Time variable gain characteristic, DAC characteristic) - зависимость приращения усиления приемника дефектоскопа от времени на интервале действия ВРЧ, выраженная в децибелах [8].
4.9.3.18. Динамический диапазон ВРЧ (Dynamic range of time variable gain):
1. Максимальная глубина регулировки усиления приемника эходефектоскопа, достигаемая с помощью ВРЧ. Обычно измеряется в децибелах.
2. Максимальное приращение чувствительности приемника дефектоскопа на характеристике ВРЧ [8]. Обычно измеряется в децибелах.
4.9.3.19. Чувствительность усилителя (Amplifier sensitivity) - минимальная амплитуда входного сигнала, при которой искажения амплитудной характеристики усилителя вследствие собственных шумов не превышают заданных значений.
4.9.3.20. Амплитуда напряжения (тока) возбуждения преобразователя [Voltage (current) used for probe excitation] - амплитуда напряжения (или тока), используемая для возбуждения преобразователя и измеренная при подключенном преобразователе.
4.9.3.21. Порог срабатывания АСД (Gate level, monitor level) - фиксированный уровень, сигналы с амплитудой выше или ниже которого вызывают срабатывание АСД.
4.9.3.22. Гистерезис АСД (Monitor hysteresis) - разность значений амплитуд, при которых происходит включение и отключение АСД.
4.9.3.23. Быстродействие АСД (Monitor speed) - время, необходимое для устойчивого срабатывания АСД.
Примечание.Для отстройки от шумов иногда применяют АСД, срабатывающий только при регулярном повторении информативных импульсов от нескольких циклов (периодов следования зондирующих импульсов). В этом случае быстродействие определяется числом этих периодов.
Представление информации
4.10.1.Развертка типа А, А-скан (A-scan presentation, A-scan):
1. Форма представления сигналов в прямоугольных координатах на дисплее, при которой амплитуда исследуемого сигнала представляется отклонением по оси ординат, а время от начала цикла - отклонением по оси абсцисс.
2. Представление ультразвуковых сигналов, в котором по оси абсцисс (оси X) откладывают время, по оси ординат (оси Y) - амплитуду сигнала [10].
Рис. 11.Развертка типа А:
1 - прямой преобразователь; 2 - ось времени; 3 – начальный импульс; 4 - эхосигнал от дефекта; 5 - донный сигнал; 6 - отражатель (дефект); 7 - объект контроля
4.10.2. Развертка типа В, В-скан (B-scan presentation, B-scan):
1. Изображение информативных сигналов в плоскости сечения объекта контроля, перпендикулярной поверхности ввода и параллельной плоскости падения волны. Для оценки амплитуды эхосигналов часто связывают эту амплитуду с яркостью или цветом изображения.
2. Представление результатов ультразвукового контроля в виде поперечного сечения объекта контроля, перпендикулярного поверхности ввода и параллельного направлению прозвучивания. Поперечное сечение обычно представляет собой объединение А-сканов [10].
4.10.3. Развертка типа С, С-скан (С-scan presentation, C-scan):
1. Изображение информативных сигналов в плоскости сечения объекта контроля, параллельной поверхности сканирования. Для оценки амплитуды эхосигналов часто связывают эту амплитуду с яркостью или цветом изображения.
2. Представление результатов ультразвукового контроля в виде поперечного сечения объекта контроля, параллельного поверхности сканирования [10].
Рис. 12.Развертки типа В, С, D, F.
В - развертка типа В; С - развертка типа С; D - развертка типа D; F - развертка типа F; q - поперечное перемещение преобразователя; l - продольное перемещение преобразователя; х - толщина стробируемой зоны
4.10.4. Развертка типа D, D-скан (D-scan presentation) - изображение информативных сигналов в плоскости сечения объекта контроля, перпендикулярной как к поверхности сканирования, так и к плоскости падения волны. Обычно изображение D-скан перпендикулярно изображению В-скан [10].
4.10.5. Развертка типа Р, Р-скан (P-scan presentation) - проекция нескольких B-сканов или С-сканов [10].
Рис. 13.Развертка типа Р:
1 - вид сверху; 2 - вид спереди; 3 - вид сбоку; 4 - эхосигналы
4.10.6. Развертка типа F, F-скан (F-scan presentation)- модификация развертки типа С. Вместо амплитуд сигналов представляются и регистрируются другие их параметры, например центральные частоты импульсов [10].
4.10.7. Пространственное представление, трехмерное представление (Volume scan presentation, 3D-presentation)- трехмерное пространственное изображение проконтролированного объема. В каждой точке на поверхности сканирования регистрируют полный набор A-сканов [10].
Рис. 14.Объемное представление
4.10.8. Дефектограмма (Defectogram) - изображение результатов контроля на дисплее или твердом носителе, позволяющее судить о наличии, расположении, размерах и других параметрах выявленных дефектов.
4.10.9. Метка на экране (Screen marker) - электронная метка, обычно в виде импульса определенной формы, отмечающая определенный момент времени, временной интервал стробирования или иные используемые для контроля данные.
4.10.10. Томографическое изображение, томограмма (Tomographic presentation) - изображение сечения объекта контроля.
Дата: 2016-10-02, просмотров: 185.
