Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний

Обязательное

ГОСТ 23702—90 С. 45

СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ ТИПОВ АКУСТИЧЕСКИХ
НАГРУЗОК, ОТРАЖАТЕЛЕЙ И УСЛОВИЙ ИЗМЕРЕНИЯ

Структура условного обозначения типа акустической
нагрузки и взаимного расположения НЭП и отражателя

X XX XX

Буква, обозначающая название нагрузки: К — нагрузка, предназначенная для изме­рения параметров передаточной функции, эхо-импульса, импульсной характеристики и импульсного коэффициента преобразования; Э — нагрузка, предназначенная для изме­рения электрического сопротивления ПЭП; Р — нагрузка, предназначенная для изме­рения параметров диаграммы направлен ности контактного ПЭП; В — нагрузка, предназначенная для измерения параметров иммерсионного ПЭП

Буква Н или R для нагрузок типа К, обо значающая высоту или радиус нагрузки со­ответственно; цифра 1 или 2 для нагрузок, предназначенных для измерения диаграмм направленности Pt или Р₂, соответственно. Для нагрузок типов Э, В этот символ от­сутствует

Буквы, обозначающие материал, из кото рого изготовлена нагрузка; С — сталь 45; А — алюминиевый сплав; К — кварцевое стекло; О — органическое стекло; В — вода. Для материалов, отличных от вышеперечис ленных, буквы устанавливают в документа­ции на ПЭП конкретных типов Цифры, обозначающие значение Н или R для нагрузок типов К, Э; расстояние от рабочей поверхности ПЭП до отражателя в нагрузках типов Р и В, мм. Для нагрузок типа Р_ь предназначенных для измерения Д/, следует указывать расстояние в милли­метрах от рабочей поверхности ПЭП до обоих отражателей в виде ХХ/Х

ХСтруктура условного обозначения отражателя

X XXX

' ! Буква, обозначающая тип отражателя; П — плоский; С — сфе­

рический; Ц — цилиндрический; Н — нитевой; Р — отражатель в нагрузке, предназначенный для измерения диаграммы нап­равленности.

Цифры, обозначающие диаметр отражателя или размер мень­шей стороны плоского отражателя в миллиметрах.

Пример обозначения условий измерения Д/ с помощью нагруз­ки для измерения диаграммы направленности Pi из стали 45 с двумя от­ражателями диаметром 5 мм, находящимися на расстоянии 50 и 75 мм от рабочей поверхности ПЭП:

PiC-50175, Р-5

Пример обозначения условий измерения передаточных функций ПЭП с помощью акустической нагрузки из алюминия толщиной 50 мм

К_лА-50

Пример обозначения условий измерения диаграммы направленнос­ти иммерсионных ПЭП с помощью сферического отражателя диаметром 5 мм, расположенного на расстоянии 100 мм от рабочей поверхности ПЭП:

В В-100, С-5ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Осциллограф универсальный С1—120¹.

2. Электронно-счетный частотомер 43—63*.

3. Генераторы прямоугольных импульсов Г5—78, Г5—72*.

4. Генераторы синусоидальных сигналов Г4-154, Г4—158*.

5. Приборы для исследования АЧХ XI—48, XI—54*.

6. Анализатор спектра СК4—58*.

7. Аттенюатор М3—50—2*.

8. Прибор для оценки структуры УС—13И по ТУ 25—06.2538—84.

9. Графопостроитель зависимостей Н—306.

10. Ультразвуковые дефектоскопы УД2—16 по ТУ 25—7761.005, УД2—12 по ТУ 25—7761.001, УД2—17 по ТУ 25—7761.034.

11. Стандартные образцы по ГОСТ 14782, ГОСТ 21397.

12. Комплект ультразвуковых стандартных образцов толщин КУСОТ— 180*.

13. Измеритель временных интервалов акустический ИВА—180*.

14. Комплект устройств КИД— 1 по ТУ 25—7761.002.

15. Иммерсионная ванна ИВ—1Д по ТУ 25—7761.012.

16. Иммерсионная ванна ИВ—1Ф по ТУ 25—7761.0040.

17. Измеритель параметров передаточных функций УП—ЦПУ по ТУ 25—7761.023.

18. Стандартные образцы КМД4—0—40X13, КМД6—0—оргстекло, КМД7— 0—оргстекло*.

Ограничитель по ГОСТ 23667.ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ МАКСИМУМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ f_u<J(oU), ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ Af_Uo(oU)H НЕРАВНОМЕРНОСТИ АЧХ В _Uo(oU)

1. Аппаратура. Измерение параметров f_aU, следует

проводить на установке, схема которой приведена на черт. 40а; параметров f Ua ' ^fua > #ua — ^на установке по черт. 406.

/—усилитель мощности; 2—усилитель напряжения (черт. 40а), усилитель тока (черт. 406);
5—измеритель АЧХ; 4—графопостроитель; 5—проверяемый ПЭП; 6—диэлектрический преоб-
разователь; 7—акустическая нагрузка; 8—источник напряжения; 9—частотомер

Черт. 40

Усилитель мощности должен усилить синусоидальный сигнал, поступаю­щий от генератора качающейся частоты измерителя АЧХ в диапазоне 0,16—6,0 МГц и обеспечить возбуждение проверяемого ПЭП на­пряжением 5—30 В; диэлектрического преобразователя—10—100 В. Усили­тель напряжения должен иметь входное сопротивление не менее 50 кОм, усилитель тока — не более 0,1 Z_a,₃(Z_a,₃— электрическое сопротивление диэле­ктрического преобразователя в рабочей области частот ПЭП); коэффициент усиления — не менее 400.

Суммарная неравномерность АЧХ усилителя мощности и усилителя нап­ряжения (тока) в рабочей области частот ПЭП должна быть не более 1 дБ.

Диэлектрический преобразователь должен соответствовать черт. 41.

Схемы диэлектрических преобразователей

/—проверяемый ПЭП; 2—акустическая нагрузка; 3—конденсаторная бумага СКОН-ОВН толщиной 4—15 мкм или целлофановая пленка толщиной не более 22 мкм; 4—алюминиевая фольга толщиной 5—12 мкм; 5—лавсановая пленка ПЭТФ толщиной 10—15 мкм; 6фаэоинвертор; R—резистор МЛТ-0,25—1 МОм; С—конден­сатор К73—400 В-0,1 мкФ

Черт. 41

Источник напряжения должен иметь плавную регулировку выходного нап­ряжения от 0 до 500 В. Измеритель АЧХ, частотомер, графопостроитель и акустические нагрузки должны соответствовать п. 2.4.1.

2. Подготовка и выполнение измерений

   1. Собирают диэлектрический преобразователь по черт. 41а, когда ма­териал акустической нагрузки — органическое стекло, и по черт. 416 или черт. 41в — когда сталь или алюминиевый сплав. Подключают вывод А к источнику напряжения, вывод Б — к усилителю мощности или усилителю тока. Рабочую поверхность акустической нагрузки и внутренний диэлектрический слой пре­образователя на. черт. 41 в смазывают тонким слоем масла (трансформаторного, конденсаторного, веретенного). Тщательно разглаживая, укладывают осталь­ные слои. Не допускается в слоях наличие морщин, изломов, вмятин. Если рабочая поверхность ПЭП нетокопроводящая, то ее следует также смазать маслом и притереть к ней слой алюминиевой фольги. Допускается вместо слоев алюминиевой фольги металлизировать поверхность акустической наг­рузки и использовать лавсановую пленку с односторонней металлизацией толщиной 3—5 мкм.

   2. Определяют для каждого типа используемых диэлектрических пленок значение напряжения поляризации. С этой целью увеличивают напряжение поляризации до появления мелких электрических пробоев пленки, которые наблюдаются в виде всплесков на экране измерителя АЧХ. За напряжение по­ляризации принимают максимальное напряжение, при котором не появляются мелкие электрические пробои. Для дальнейшей работы заменяют диэлектричес­кие пленки на новые.

   3. Определяют тщательность выполнения экранировки цепей. Для этого измеряют наибольшие значения изображения кривой на экране измерителя АЧХ при включенном и выключенном напряжениях поляризации. При выклю­ченном напряжении поляризации наибольшее значение сигнала должно умень­шиться не менее чем на 20 дБ.

   4. Устанавливают регулировками измерителя АЧХ диапазон частот, рав­ный рабочей области частот ПЭП. Устанавливают проверяемый ПЭП на систему слоев и обеспечивают его прижатие к акустической нагрузке с диапазоном 100— 500 кПа.Регулировками источника напряжения плавно устанавливают напряже­ние поляризации.

График изображения кривой на экране измерителя АЧХ является ам­плитудно-частотной характеристикой АЧХ_ои и АЧХ_ист при измерении по схеме черт. 40а и черт. 406 соответственно. Значения f_oU(_UO). Af aU(Ua) > ^aU(Ua) ^МОГУ^Т быть определены по экрану измерителя АЧХ или по графику, записанному графопостроителем

.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ МАСШТАБА ЗАПИСИ

Измерение масштаба записи координаты отражателя в режиме автомати­ческого перемещения проводят с использованием многоэлементного отражате­ля (МО). МО представляет собой устройство, содержащее несколько ненаправ­ленных сферических или нитевидных отражателей, предназначенных для из­мерения в иммерсионном варианте или в виде цилиндрическх отверстий в наг­рузках для измерений в контактном варианте.

При установке МО на место одиночного отражателя должны быть вы­полнены следующие условия:

центр одного из ненаправленных отражателей МО (основного) должен сов­падать с центром отражателя, используемого для измерения диаграммы нап­равленности, остальные отражатели МО (дополнительные) должны быть рас­положены таким образом, чтобы углы между лучами, соединяющими центры дополнительных ненаправленных отражателей с осью поворота МО, были равны углам настройки масштаба записи;

центры ненаправленных отражателей у МО, используемого в контактном варианте записи, должны находиться в плоскости, параллельной рабочей по­верхности А, и располагаться симметрично относительно линии, перпендику­лярной к поверхности А и проходящей через центр основного отражателя (см. черт. 42—44). Вид ненаправленного сферического отражателя приведен на черт. 45.

При измерении масштаба записи в автоматическом режиме проводят за­пись огибающей эхо-импульсов от ненаправленных отражателей на диаграм­мной бумаге графопостроителя (черт. 46).

Схема взаимного перемещения ПЭП и многоэлементного отражателя

Черт. 42

Черт. 43

Черт. 44

Изображение огибающей эхо-импульсов

Сферический отражатель

Ч

Черт. 46

Измеряют на графике расстояние между экстремумами. Расчет масштаба записи проводят по формуле

Li т=~, i=l, 2,3 (30)

где Li — расстояние между экстремумами; <р — угловое или линейное расстояние между соответствующими ненаправленными отражателями.

Погрешность измерения масштаба записи S_m в процентах рассчитывают по формуле

₍Д/д Дчр

—

(31)

где AZ-i — абсолютная погрешность определения по графику на диаг­раммной бумаге; Д<р— отклонение углового или линейного положения ненап­равленного отражателя от принятого в расчете (<р).

Для уменьшения AZ-i рекомендуется использовать ПЭП с малой шири­ной диаграммы направленности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

ПРЕДЕЛЫ ДОПУСКАЕМОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЭП

Таблица 3

Продолжение табл. 3