Акустоголографическая и лазерная система диагностирования.
В акустической диагностике стала часто использоваться лазерная техника и различные акустические эффекты. С помощью лазеров удаётся визуализировать объёмные звуковые изображения.
В настоящее время имеются установки для промышленного использования акустической голографии, с помощью которых можно выявить трещины, пустоты, отслоения и другие аномалии внутри изделий из металлов, керамики, пластмасс и т.п. Манипулятором или вручную оператор может перемещать рассматриваемый предмет, создавая требуемые условия для фокусировки и наблюдения. Это даёт возможность осуществлять трёхмерный контроль и визуализацию внутренней структуры объекта в реальном времени. Оператор может, манипулируя объектом, наблюдать конфигурацию дефекта и получать о нём представление, которое другими УЗ методами получить крайне трудно.
Определённый интерес представляет когерентная установка, используемая для неразрушающего контроля и обнаружения резонансных частот . В отличие от обычных УЗ установок при её применении отпадает необходимость помещать образец непосредственно в ванну с водой, а в отличие от обычных голографических установок в её конструкции отсутствуют дефицитные оптические элементы, которые должны обладать исключительно высокой стабильностью размеров, исключается процесс проявления плёнки, т.к. контроль осуществляется в реальном масштабе времени. Установка работает следующим образом. Радиочастотные импульсы запускают генератор акустических импульсов, от которого электрический сигнал поступает на кварцевый резонатор и преобразуется в акустические волны. Далее пучок акустических волн направляется через ванну с водой, играющую роль ячейки Брэгга, на образец и отражается от него (образец отделён от ванны мембраной). Ячейка Брэгга обеспечивает резонансную дифракцию света на высокочастотном звуке при падении света на звуковой пучок под определённым углом.
Через ванну пропускается лазерный луч, который взаимодействует с отражённым акустическим пучком и рассеивается, изменяя при этом свои амплитудно-фазовые характеристики. По этим изменениям можно судить о состоянии исследуемого образца, для чего один из рассеянных лучей обрабатывается и преобразуется в видимое изображение на экране ВКУ.
Для синхронизации акустического и оптического сигналов радиочастотный импульс одновременно подаётся на генератор акустических импульсов и через блок задержки - на электронный затвор, стоящий на пути лазерного луча. Благодаря этому лазерный импульс пропускается через ванну в момент прохождения звуковой волны, отражённой от внутреннего слоя образца, расположенного на заранее выбранной глубине. Изменяя время задержки между моментом излучения акустического и оптического импульсов, можно послойно исследовать структуру образца.
Магнитные методы нк и дефектоскопии.(Принципы магнитной дефектоскопии.)
Магнитные методы используются для обнаружения внутренних дефектов в ферромагнитных изделиях, находящихся в намагниченном состоянии, для отбраковки изделий с аномальными магнитными характеристиками, для контроля качества различных ферромагнитных изделий радиоэлектроники.
Сущность магнитной дефектоскопии заключается в том, что дефект в ферро-магнитном материале представляет собой высокое магнитное сопротивление, которое большая часть магнитных линий стремится обойти.
Это приводит к их концентрации на краях дефектов и к созданию разности магнитных потенциалов на этих краях. Такое увеличение концентрации силовых линий поля соответствует увеличению эффективной напряжённости магнитного поля свыше исходной величины (На), имевшейся при начальном намагничивании деталей в отсутствии дефектов.
Одной из центральных задач магнитной дефектоскопии является определение зависимости магнитных полей дефектов (их формы и напряжённости) от геометрических размеров и расположения дефектов. Это необходимо для быстрого обнаружения дефектов и их распознавания. Анализ напряжённости магнитного поля внутри трещины и рассеянного поля вне её указывает на то, что по этому рассеиваемому полю можно не только обнаружить дефект на поверхности и залегаемый на некоторой глубине от неё, но и в некоторых случаях оценить его размеры. В зависимости от направления намагничивания детали по отношению к расположенному в ней дефекту (трещине) форма рассеянного дефектом поля различна.
При намагничивании детали в направлении, параллельном поверхности, кривые изменения напряжённости магнитного поля описываются выражением:
Hx = [arctg(2*sO *h(x+b)/ µO *(x+b)²+y(y+h)) - arctg (h(x-b)/ (x-b)² +y(y+h))]
и имеют форму, представленную на рис.б.
При намагничивании детали в направлении, перпендикулярном поверхности:
Hy = ln ((sO*[(x-b)²+y²][(x+b)²+(y+h)²])/ (µO * [(x+b)²+y²][(x-b)²+(y+h)²]))
и
имеет форму, показанную на рис.в, где sO
- плотность магнитных зарядов; µO
- магнитная проницаемость.
Форма магнитного поля, рассеянного дефектом типа «прямоугольная трещина»