Основные понятия

Колебания и их параметры

Колебание - отклонение точки среды относительно положения, в котором точка находилась в состоянии покоя.

Волны - колебательные движения, распространяющиеся в пространстве: колебания одной точки передаются соседней и т. д. В ультразвуковом контроле используют упругие колебания и волны.

Упругость - свойство точек среды возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения воздействия силы.

Колебательный процесс характеризуется двумя основными величинами: частотой и амплитудой колебаний.

Частота (ƒ) - количество колебаний в секунду (с).

Одно колебание в секунду - 1 герц (Гц).

При УЗ-контроле обычно частоту колебаний измеряют в мегагерцах (МГц) - миллионах колебаний в секунду.

Время одного колебания называют периодом (T).

Его измеряют в секундах:

Колебания от точки к точке среды передаются с определенной скоростью - скоростью распространения звука (С).

Расстояние, пробегаемое волной за один период колебаний, называют длиной волны (λ):

Скорость распространения ультразвуковых волн зависит от плотности и постоянных упругости материала объекта контроля (ОК).

Как показывает последнее уравнение, любое изменение частоты приводит к соответствующему изменению длины волны - когда увеличивается частота, длина волны уменьшается, и наоборот, когда уменьшается частота, длина волны увеличивается.

Амплитуда волны - это наибольшее отклонение частиц среды от положения равновесия. При ультразвуковом контроле амплитуду волны принято измерять в относительных логарифмических единицах - дБ (деци Белла):

где A - амплитуда измеряемого сигнала, А₀ амплитуда зондирующего импульса, Lg - десятичный логарифм.

Поскольку амплитуда зондирующего импульса всегда больше амплитуды любого сигнала, то отношение всегда будет меньше единицы, а значение дБ всегда будет отрицательным и при определении амплитуды сигнала в процессе проведения контроля знак «-» принято не записывать. Однако, если выполняется сравнение двух сигналов, знак «+» или «-» учитывают.

Как различают амплитуды двух сигналов в дБ, если амплитуда первого сигнала больше (меньше) второго в два раза.

Если выполняется сравнение двух сигналов, например, отраженных от двух различных дефектов или отраженных от дефекта и от эталонного отражателя, то полученный знак при расчете относительной амплитуды сигнала необходимо учитывать.

Если первый сигнал больше второго в два раза, то

и

Если первый сигнал меньше второго в два раза, то

и

Значения амплитуд импульсов N в дБ и соответствующие значения относительной амплитуды соотносятся: