Представлен зондирующий импульс дефектоскопа и его спектр, который возбуждал пьезоэлемент "полуволной". Видно, что если такой же принимать импульс - короткий видеоимпульс - то будет понятен его спектр. Смещение начала с 0 до 1,8 МГц произошло, видимо, из-за выброса импульса в "плюс".
ПЭП своими руками?!
- Автор темы Askon
- Дата начала
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Подбор слоев дает лучший результат, чем по расчету.
Надо сделать набор (линейку) просветляющих слоев разной толщины наклеенных на пластмассу, имитирующую призму. Измерения производить лучше через сырую эпоксидку.
Как подбирать их Z? Какой они должны быть толщины? Для 3,9МГц у меня толщина протектора 100 мкм. Где поместить ещё слои, чтобы они не отслоились от пьезопластины?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Обычно для просветляющих слоев используют алюминиевую или медную фольгу разной толщины. Мне больше нравится алюминиевая.
Для получения различной толщины я применяю шлифованные вальцы (настольные самодельные).
Реально используют слои от 0,02 и толще. На моей линейке самая толстая - 1 мм.
Слои помещают между пластиной и протектором (призмой). Толщина клеевых слоев влияет на просветление. Она должна быть 0,03 - 0,05. Не больше. После приклейки слоя к пластине надо проверить что получилось (после полного отверждения клея). При необходимости просветляющий слой можно подшлифовать на нулевке.
Для развлечения можете поиграться с клиновидными просветляющими слоями.
Я думаю про слои для согласования с водой. С чем согласуют Ваши слои (с металлом)? Что они улучшают: амплитуду принимаемого сигнала, полосу частот?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Я обычно применяю слои для наклонных и прямых контактных ПЭП. Размещаю их между пластиной и призмой (протектором). Слои улучшают амплитуду принимаемого сигнала, полосу частот, длительность импульса. С помощью слоев можно сдвигать частоту.
Для иммерсионных ПЭП обычно применяю фокусировку - протачиваю протектор из само твердеющей пластмассы под требуемую кривизну. По расчету получается хуже, чем по подбору. Имеют значения сотые доли мм.
В литературе не попадались такие слои между пластиной и протектором. Видимо толщина слоя и протектора тоже должна быть четвертьволновой. Получается от сопротивления слоя не зависит сигнал. Вообще-то как им пользуются на практике? У него сигнал зависит от прижима. Как к нему относятся практики, после рабочего дня работы с ним?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
В литературе слои не попадаются потому, что обычно эту литературу пишут не те, кто делает ПЭПы.
Слои крепятся на клею, поэтому прижим обычный. Кстати толщина клеевого слоя имеет значение. Конечно клей не должен быть эластичным. Практики к таким ПЭП относятся очень хорошо, а вот бухгалтерии - плохо.
Вопрос у меня потому, что из литературы и разрезания контактных ПЭП сложился стереотип этих ПЭП. Это протектор из металлокерамики с высокой скоростью звука, толщиной в 1/10 длины волны, приклееный к пьезоэлементу с хорошим демпфером с другой стороны пьезоэлемента. Работать с ним сложно, потому, что надо сильно прижимать к металлу. Только тогда будет сигнал более, менее. не прижимаешь нет сигнала. Никаких расчётов, никакой теории. А у Вас, Михаил, что-то разумное, то, что можно обсуждать, задавать вопросы-почему так, а не эдак. Поэтому и вопрос- как выбрать толщину слоя? Почему алюминий, а не латунь?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Латунь не пробовал. С медной фольгой пробовал - плоховато клеится, да и глуховатый материал. Алюминий мне нравится больше.
Положите на шлифованную железку (например СО-2) протектор, через сырую эпоксидку фольгу и пьезопластину с демпфером и смотрите АЧХ и амплитуду. Подберите оптимальную толщину фольги перебором. Большими толщинами фольги не увлекайтесь - может упасть частота.
После приклейки слоя к пластине иногда приходится слой подшлифовывать, если склейка толстая получилась.
Вот как-то так.ardon:
То есть получается, что фольга цельная, не собрана из более тонкой фольги. Толщина фольги должна быть четверть длины волны на частоте пьезоэлемента. Так ли это?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Нет не так (на практике). Фольга должна быть цельная. Я прокатывал на вальцах из фольги 0,2 разные толщины и из них подбирал. Всегда получалось меньше четверти длины волны на частоте пьезоэлемента.
Вопрос. Как определяется частота пьезоэлемента? Например так. Определяем эффективную частоту пьезопластины в воде. Это будет частота пьезоэлемента. С протектором она меняется. Это будет частота ПЭП. Так?
Для интереса сегодня сравнил два датчика. Взял стандартный, наверно "Кропуса" контактный датчик. Приставил к металлу. Получил отражение. Постарался вытянуть его на максимум, по амплитуде и по форме. Получил сигнал неважной формы, амплитудой 26дБ. Взял иммерсионный (его вид и амплитуду посылал ранее в своём первом вложении) вытянул его тоже на максимум получил 15 дБ. Почему он лучше?
В книжках пишут, что контактные лучше, или как?
В книжках пишут, что контактные лучше, или как?
Вложения
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Это все равно, что сравнивать сладкое и зеленое.
Все хорошо для своих целей. Сравнивайте между собой однотипные ПЭП, например контактные. И про шумы забывать не стоит. Имеет значение не абсолютная амплитуда, а соотношение сигнал-шум. А остальное регулируется аттенюатором.
Укоренилась и передаётся из книжки в книгу из статьи в статью, что сравнение проводится по абсолютной амплитуде " его чувствительность 10-100 раз ниже, чем при контактном контроле". Это пишет Данилов В.Н. (Дефектоскопия №5-2007год) и приводит ссылку на справочник "Неразрушающий контроль" том3 Ермолова и Ланге от 2004 года. А далее сам объясняет почему ниже. Так что все эти объяснения чушь. Или как?
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Оставим эти заявления на совести авторов. В некоторых случаях действительно важна абсолютная чувствительность. Например при контроле больших толщин или глухих материалов.
Вы же понимаете, что у современных дефектоскопов достаточно усиления, чтобы вытянуть любой сигнал, если мало, то можно добавить еще каскад усиления. Реально ограничивает чувствительность именно уровень шумов. При усилении шумы тоже усиливаются. Соответственно важно именно соотношение сигнал-шум. Кстати на ламповых приборах шумов было гораздо меньше, поэтому на з-де им. Хруничева применяют ДУК 66.
Вероятно Вы сталкивались с ситуациями, когда в шумах мерещится полезный сигнал, но выделить его из шумов не удается, а значит нельзя им пользоваться. Кстати в этом примере может быть полезен очень хороший ПЭП, взамен серийного. Именно малошумность заставляет применять более дорогие РС ПЭП, как прямые, так и дуэты и тандемы.
ИМХО в этом заслуга не только ламп, но и разработчиков ДУК 66. Памповая схемотехника обычно попроще и не содержит так много глубоких обратных связей. Не зря же аудиофилы до сих пор ностальгируют и создают ламповые усилители мощности. С лампами, как и с микросхемами, тоже можно начудить и получить плохое качество.
Иногда хочется дефектоскоп заменить. Понятно, что с шумами надо тщательно бороться в железе. Но, при прочих равных условиях, у современных дефектоскопов есть еще и программные методы (подчеркиваю, это когда со схемотехникой и, соответственно, с шумами все нормально, т.к. с корявым железом программные штучки не проходят). Это, прежде всего, усреднение. Картинка на экране формируется не за одно, а за несколько считываний. Относительно честный способ. дБ до 6 можно сигнал/шум поднять, если быстродействия хватает. Но, в любом случае, работает система ПЭП-кабель-дефектоскоп-объект. И сигнал/шум от всех составляющих зависит.:drinks:
Михаил57
Дефектоскопист всея Руси
- Регистрация
- 06.03.2013
- Сообщения
- 10,960
- Реакции
- 1,067
Для работы с сигналом в шумах хорошо себя показала акустическая голография. Практически это позволило увеличить чувствительность УК в 2-4 раза.
Я работал с ультразвуковыми кодированными сигналами. Сделал много экспериментов. Написал даже на эту тему авторское от СССР. Малую часть экспериментов оформил в виде статьи в Дефектоскопии " К вопросу о повышении чувствительности в узк". Код Баркера и синхронное детектирование дали в сумме повышение чувствительности электронной части на 40 дБ. Кому интересно посмотреть картинки (статья), выкладываю во вложении.