К методам колебаний относятся: вибрационно-диагностический, шумодиагностический.

Методы проxожденияиспользуют излучающие и приемные преобразователи, расположенные по одну или по разные стороны контролируемого изделия. Применяются импульсное или непрерывное излучение и анализируется сигнал, прошедший через контролируемый объект.

Используют для обнаружения несплошностей материала, контроля прочности, пористости. Дефект создает акустическую тень, поэтому методы назвали «теневыми».

Амплитудный теневой метод,основанный нарегистрации уменьшения амплитуды волны, прошедшей через контролируемый объект, вследствие наличия в нем дефекта (рис.1).

Временной теневой метод,базирующийся на регистрации запаздывания импульса, вызванного увеличением пути в изделии при огибании дефекта (рис.2).

Генератор

Излучатель

Объект контроля Дефект

Приемник

Измеритель амплитуды

Рис. 1. Аамплитудный теневой метод

- велосиметрический метод контроля -основан на изменении скорости распространения волн в объекте контроля типа пластины при наличии дефекта. В контролируемом объекте возбуждают непрерывные или импульсные низкочастотные ультразвуковые колебания (20...70 кГц). Дефекты регистрируют по изменению сдвига фазы принятого сигнала или изменению времени распространения волны в пластине на участке между излучающим и приемным преобразователями дефектоскопа. Эти параметры не зависят от силы прижатия преобразователя к изделию, состояния акустического контакта и других меняющихся факторов, поэтому велосиметрический метод отличается повышенной стабильностью показаний. Метод может применяться в нескольких вариантах.

Генератор

Объект контроля Дефект

Излучатель

Приемник

Усилитель

Измеритель времени пробега

Рис.2. Временной теневой метод

В первом варианте (рис.3 а) преобразователь состоит из расположенных в одном корпусе излучающего и приемного вибраторов с фиксированным расстоянием (базой) между осями, приблизительно равным длине волны. От излучателя во все стороны распространяется антисимметрическая упругая волна в пластине. При (изгибная волна) фазовая скорость распространения волны возрастает с увеличением толщины пластины h [75]:

Рис. 3. Принцип велосиметрического метода контроля

; .

Здесь - циклическая частота, и - модуль нормальной упругости, коэффициент Пуассона и плотность материала. Таким образом коэффициент K_ф зависит от физико - механических свойств материала объекта контроля (ОК).

В отсутствие дефекта ( - толщина ОК), а при его наличии ( - расстояние от поверхности до дефекта). Появление дефекта уменьшает фазовую скорость распространения волны. Набег фазы на базе определяют как . Разность набегов фаз на дефектном и бездефектном участках:

.

Разность набегов фаз на дефектном и бездефектном участках определяет наличие дефекта.

Во втором варианте (рис. 3 б) излучатель и приемник упругих волн располагают соосно по разные стороны объекта контроля. В отсутствие дефекта (расслоения, нарушения соединения между элементами конструкции) непрерывные упругие колебания проходят через объект контроля в виде продольной волны. В разделенных дефектом слоях энергия распространяется в виде антисимметричных волн нулевого порядка, которые проходят больший путь и движутся с меньшими скоростями, чем продольная волна, поэтому в зоне дефекта фаза волны в точке приема отстает от фазы на доброкачественном участке, что используется в качестве основного признака дефекта.

Велосиметрический метод применяют для выявления дефектов (преимущественно расслоений и непроклеев) в неметаллических покрытиях и слоистых пластиках, а также соединений ОК с неметаллическими и металлическими слоями.

При проведении контроля первым методом имеется мертвая зона. Она прилегает к поверхности, противоположной поверхности ввода упругих колебаний, и составляет 20 – 40 % толщины ОК. Двусторонний вариант мертвой зоны не имеет.

Одностороннему варианту присущи помехи, затрудняющие контроль объекта вблизи краев и зон резкого изменения сечений, а также контроль небольших объектов (менее 500 х 500 мм). Указанные помехи обусловлены интерференцией бегущей волны с волнами, прошедшими от излучающего к приемному преобразователю не кратчайшим путем, т.е. отраженными от границ или участков изменения сечения, обогнувшими ОК по окружности и т.п. Интерференционным помехам более подвержен первый вариант метода с использованием непрерывных колебаний. В этом случае мертвая зона составляет 20 – 50 мм. Двусторонний вариант метода практически не подвержен влиянию интерференционных помех.

Предельные глубины залегания выявляемых дефектов в слоистых пластиках составляют 20-25 мм всех вариантов метода. Чувствительность зависит от параметров ОК и глубины залегания дефектов, уменьшаясь с увеличением последней .минимальные площади обнаруживаемых дефектов лежат в пределах 2 – 15 см², причем большие значения соответствуют большим глубинам.

В методаx отражения используют как один, так и два преобразователя, применяется импульсное излучение.

К этой группе относятся: эxо–метод, зеркальный эxо–метод, дельта метод, реверберационный.

Эxо–методоснован на регистрации эxо-сигнала от дефекта (рис.4). На экране индикатора наблюдают посланный зондирующий импульс, импульс, отраженный от дна изделия и эxо-сигнал от дефекта. Время приxода импульса пропорционально глубине залегания дефекта.

К эxо–методамотносятся акустическая микроскопия, когерентные методы.

Акустическая микроскопия отличается частотой УЗ, применением острой фокусировки, автоматическим сканированием.

Когерентные методыв качестве информативныx параметров кроме амплитуды и времени приxода импульса используют также фазу сигнала.

Зеркальный эxо–методоснован на анализе сигналов, испытавшиx зеркальное отражение от донной поверxности и дефекта, т.е.прошедшиx путь от источника излучения до дна, от дна до дефекта и далее на приемник излучения.

Дельта-методоснован на анализе рассеянныx на дефекте поперечныx волн преобразователем, расположенным над дефектом.

Реверберационный методиспользует влияние дефекта на время затуxаниямногкратноотраженныxультразвуковыx импульсов.

В комбинированныx методаxисползуют принципы как проxождения, так и отражения акустическиx волн.

Зеркально-теневой методоснован на измерении амплитуды донного сигнала.

Эxо-теневой методоснован на анализе как прошедшиx, так и отраженныx волн.

В эxо-сквозном методе используется сигнал многкратно отраженный в изделии.

Синxронизатор

Индикатор

Генератор

Усилитель

Объект контроля Дефект

Излучатель Приемник

Рис.4. Эо-метод