/—акустический бассейн; 2—устройство фиксации стандартного образца; 3—стандартный образец; 4— проверяемый ПЭП: 5—устройство фиксации ПЭП; 6—координатный механизм; 7—электронный блок УПНК
Черт. 32
При калибровке электроакустического тракта по данному эхо- сигналу размеры акустических нагрузок (Н и R) по черт. 2 и 3 выбирают минимально возможными, для которых погрешностью, вызванной наличием шумов в области данного эхо-сигнала при положении аттенюатора УПНК, соответствующем стандартному уровню эхо-сигнала, можно пренебречь. Если при максимальном ослаблении аттенюатора УПНК (при отсутствии регулировки выходного напряжения генератора и некалиброванной регулировки усиления) не устанавливается стандартный уровень донного эхо- сигнала, допускается использовать внешний аттенюатор, входное и выходное сопротивления которого равны входному сопротивлению УПНК с отклонением в пределах допуска на входное сопротивление УПНК.
При калибровке электроакустического тракта по эхо-сигналу от искусственного дефекта выбирают стандартный образец, обеспечивающий получение уровня эхо-сигнала от дефекта С2.
Устанавливают проверяемый ПЭП на стандартный образец с искусственным дефектом и добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от этого отражателя. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора, глубину залегания или расстояния до искусственного дефекта и его диаметр. Измерения повторяют для других глубин залегания или расстояний до искусственных дефектов. Полученная зависимость показания аттенюатора от глубины залегания искусственного дефекта (расстояния до него) является функцией эхо-сигнала от дефекта С (z).
Уровни эхо-сигналов CltС2, С3 определяют по измеренной функции эхо-сигналов от дефектов одного диаметра или непосредственно по п. 2.10.2.2 для дефекта с заданными диаметром и глубиной залегания (расстоянием до него).
Устанавливают проверяемый ПЭП на акустические нагрузки и стандартные образцы согласно черт. 4, 5 и добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от дна (угла, поверхности), как указано в п. 2.1.2. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора и значения Н (или R, L). Полученная зависимость показания аттенюатора от значения Н (или R, L) является функцией эхо-сигнала от дна D (г).
Графическое изображение измеренных функций С (z) для различных диаметров искусственного отражателя и D (z) является АРД-диаграммой.
На черт. 33 показан пример хода функций С (z) и D (z) АРД- диаграммы.
Если ПЭП предназначен для обнаружения дефектов с отражающей способностью, эквивалентной отражению от дна, то функция эхо-сигнала от дна D (z) равна функции эхо-сигнала от дефекта С (г).
Измерения на установке по черт. 32 выполняют следующим образом. Устанавливают в иммерсионной ванне стандартный образец с искусственным дефектом таким образом, чтобы рабочая плоскость стандартного образца была перпендикулярна оси Х3. Устанавливают проверяемый ПЭП над стандартным образцом на расстоянии, указанном в технических условиях на ПЭП конкретного типа, и, изменяя координаты Xi, Х2 и ориентацию ПЭП относительно стандартного образца, добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от искусственного дефекта. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала, равный стандартному, и записывают показания атенюатора, диаметр искусственного дефекта и глубину его залегания. Сохраняя неизменным расстояние между проверяемым ПЭП и верхней плоскостью стандартных образцов, измерения повторяют для других глубин залегания искусственных дефектов данного диаметра.
Полученная зависимость показаний аттенюатора от глубины залегания искусственного отражателя является функцией эхо- сигнала от дефекта С (z).
Уровни эхо-сигналов Ci, С2, С3 определяют по измеренной функции эхо-сигналов от дефектов одного диаметра или непосредственно по п. 2.10.2.5 для дефектов с заданными дамет- ром и глубиной залегания.
Устанавливают согласно п. 2.10.2.5 проверяемый ПЭП над стандартным образцом и, изменяя координаты XitХ2 и ориентацию ПЭП относительно стандартного образца, добиваются повторения максимального значения эхо-сигнала от дна. При этом необходимо обеспечить условия свободной поверхности дна стандартного образца созданием между ним и водой воздушного зазора. Аттенюатором УПНК устанавливают уровень эхо-сигнала от дна, равный стандартному, и записывают показания аттенюатора и высоту стандартного образца.
Сохраняя неизменным расстояние между проверяемым ПЭП и верхней поверхностью стандартного образца, измерения повторяют для других значений // стандартного образца. Полученная зависимость показания аттенюатора от высоты стандартного образца является функцией эхо-сигнала от дна D (z).
Для повышения точности измерения АРД-диаграммы, функции эхо-сигнала от дефекта, уровня эхо-сигнала от дефекта и функции эхо-сигнала от дна используют осцилолграф, на вход которого подают видеосигнал с УПНК. В этом случае на экране осциллографа определяют уровень, равный стандартному, и на этом уровне измеряют значения перечисленных параметров.
В дефектоскопах с цифровым индикатором амплитуды ее отсчет проводят в пределах диапазона измерения отношения амплитуд входных сигналов по цифровому индикатору.
Метод измерения функции шума A (z) (А (т)), длительности шумов та, уровня шумов АЛти Аг
Аппаратура
Измерения следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 31. Допускается проводить измерения функции шума и ее параметров акустически ненагруженных ПЭП, если это приводит к увеличению уровней и длительности шума.
Электронный блок УПНК, акустические нагрузки и стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. 1, осциллограф — п. 2.1.
Подготовка и проведение измерений
Выставляют стандартный уровень эхо-сигнала согласно п. 2.10.2.1 и, установив проверяемый ПЭП на стандартный образец по п. 2.11.1, добиваются устойчивого повторения максимального значения эхо-сигнала, как указано в п. 2.1.2. Используемые при измерениях стандартные образцы должны исключать наличие эхо-сигнала во временной области, для которой измеряют функцию шума.
Устанавливают аттенюатором УПНК на требуемом расстоянии от начала переднего фронта импульса возбуждения УПНК уровень шума, равный 1/2 стандартного, и записывают показания аттенюатора и расстояние (или длительность) от начала переднего фронта импульса возбуждения УПНК, на котором установлен измеряемый уровень шума. Измерения повторяют для других расстояний (длительностей). Полученная зависимость показаний аттенюатора от расстояния z (длительности т) является функцией шума А (г) [или А (т)].
На черт. 33 показан пример хода функции A (z).
Допускается и обратная последовательность измерения, при которой длительность шумов при различных положениях аттенюатора УПНК отсчитывают на уровне 1/2 стандартного. Считывания длительности шумов проводят по экрану УПНК после его предварительной калибровки. Для повышения точности отсчета длительности шумов может быть использован осциллограф, на вход которого подают видеосигнал с УПНК. В этом случае на экране осциллографа определяют уровень, равный 1/2 стандартного, и на этом уровне определяют длительность шумов при различных положениях аттенюатора УПНК.
Длительность шумов та (черт. 33), соответствующую заданному уровню шумов, определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным в п. 2.11.2.2 методом для заданного уровня шумов.
Уровень шумов Лдт и уровень шумов Ах (черт. 33) определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным в п. 2.11.2.2 методом для заданного временного интервала Ат и заданного момента времени та.
Если из-за нелинейных явлений в УПНК во временной области,^прилегающей к импульсу возбуждения, погрешность измеренной функции шума и ее параметров превышает допустимую, измерения прямых совмещенных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 34.
Импульсы синхронизации
1, 3—генераторы импульсов; 2— осциллограф; 4, 8—электронные блоки УПНК; 5—проверяемый ПЭП; 6—стандартный образец;
7—вспомогательный ПЭП
Черт. 34
Генератор импульсов должен иметь следующие параметры: диапазон амплитуд выходного напряжения на нагрузке 500 Ом не менее 1,0—20,0 В; диапазон длительностей импульсов не менее 0,4—100,0 мкс; диапазон задержки основного импульса относительно синхроимпульса не менее 0,1—10,03 мкс; диапазон частот следования импульсов не менее 10,0—20-Ю3 Гц.
Вспомогательный ПЭП — прямой совмещенный ПЭП с номинальной частотой /ии, равной номинальной частоте fuu проверяемого ПЭП.
Электронный блок УПНК 8 — того же типа, что и основной электронный блок УПНК 4 проверяемого ПЭП. Допускается вместо электронного блока УПНК 8 использовать только его генератор импульсов возбуждения ПЭП.
Электронный блок УПНК, акустические нагрузки и стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. 1, осциллограф— п. 2.1. Используемые при измерениях стандартные образцы должны исключать наличие эхо-сигнала во временной области, для которой измеряют функцию шума.
Подготовка и проведение измерений
Выставляют стандартный уровень эхо-сигнала проверяемого ПЭП согласно п. 2.10.2.1 и, установив проверяемый и вспомогательный ПЭП на стандартный образец согласно черт. 34, добиваются максимального значения амплитуды контрольного импульса (контрольный импульс — импульс, прошедший через акус
тическую нагрузку от вспомогательного ПЭП), перемещая ПЭП относительно друг друга по поверхности стандартного образца.
Устанавливают электронным блоком УПНК 8 амплитуду контрольного импульса, равную стандартному уровню. Устанавливают задержку генератора импульсов 3, равную нулю, и, регулируя задержку генератора импульсов 1, совмещают по экрану осциллографа начало контрольного импульса с началом переднего фронта импульса возбуждения УПНК. Длительность задержки генератора импульсов 1 должна оставаться неизменной до окончания измерения. Перемещают с помощью генератора импульсов 3 контрольный импульс в положение, где его амплитуда изменяется на ±2 дБ по отношению к первоначальной (черт. 35). Если контрольный импульс, «сливаясь» с шумами, не изменяет амплитуду на ±2 дБ, его устанавливают в положение, где «провал» между контрольным импульсом и импульсом шумов составляют 6 дБ (черт. 36).
/—импульс шума; 2—первоначальное положение контрольного импульса; 3—положение контрольного импульса в режиме отсчета; 4— донный эхо-сигнал
/—импульс шума; 2—первоначальное положение контрольного импульса; 3—положение контрольного импульса в режиме отсчета; 4-- донный эхо-сигнал
Черт. 35
Черт. 36
Длительность задержки генератора импульсов 3, определяющая положение контрольного импульса согласно черт. 35 и 36, является длительностью шумов для данного уровня шума, который в исходном положении аттенюатора электронного блока УПНК 4 принимают за нуль. Измерения повторяют для других положений аттенюатора электронного блока УПНК 4, поддерживая амплитуду контрольного импульса равной стандартному уровню. Полученная зависимость показаний аттенюатора от расстояния (длительности), измеренного от начала переднего фронта импульса возбуждения УПНК, является функцией А (г) или А (т).
Длительность шумов тд, соответствующую заданному уровню шумов, определяют по измеренной функции шума или непосредственно описанным методом для заданного уровня шумов.
Уровень шумов ЛДт и уровень шумов Ах определяют по измеренной функции шума.
Последовательность действий и используемые органы управления при измерении параметров ПЭП, приведенные в пп. 2.10, 2.11, соответствуют случаю, когда индикатором в УПНК является электронно-лучевая трубка. При других индикаторах в УПНК последовательность действий и используемые органы управления при измерениях параметров ПЭП по пп. 2.10, 2.11 должны быть указаны в технических условиях на ПЭП конкретного типа. При этом допускается использовать осциллограф в качестве индикатора и измерителя параметров. Измерение параметров Ах, и та для ПЭП, предназначенных для работы в непрерывном режиме, выполняют с генератором, тип которого устанавливают в технических условиях на ПЭП или УПНК, в состав которого входит ПЭП.
Метод измерения отношения сигнал/шум Ас
Измерения контактных ПЭП следует проводить на установке, схема которой приведена на черт. 1, иммерсионных—■ на черт. 32.
Раздельно-совмещенные ПЭП допускается подключать к осциллографу через пассивный четырехполюсник с полосой пропускания не уже полосы пропускания приемника УПНК и значением модуля входного электрического сопротивления не менее 10 Zn.3, где Zn.3 — максимальное значение Zn.3 (со) в рабочей области частот.
Электронный блок УПНК, стандартные образцы должны соответствовать пп. 1.7, 1.9 и табл. 1, осциллограф — п. 2.1. Если уровень эхо-сигнала недостаточен для непосредственного измерения осциллографом, то его необходимо предварительно усилить полосовым усилителем-ограничителем.
