ПЭП своими руками?!

Ответить

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522
демпфер это то, что поглощает в себе звуковые волны, отражая их по минимуму. для пластины демпфером может служить среда, на которую нагружена пластина с противоположенной стороны, с волновым сопротивлением близким сопротивлению пластины и с очень большим коэффициентом затухания.
ИМХО, не совсем так Одинаковый импеданс и большой коэффициент затухания - это условия для поглощающих слоев, чтобы обеспечить минимум отраженного сигнала, (напр. покрытие корпуса подводной лодки). Тут большого затухания можно вспениванием достичь. А демпфер - для уменьшения длительности свободных колебаний излучателя. Тут, как правило, хотят импеданс побольше. Вот и мудрят с основой- полимером с импедансом, близким к пластине, и наполнителем с большой плотностью, но мелкодисперсным. Смешивают, подбирают, секретничают. Кожа сама по себе - не демпфер. Но в сочетании с усилием сжатия какие-то демпфирующие свойства появляются. И "борода" РШХ все-таки немного уменьшается. Конечно же, это не оптимально, почему от кожи и отказались. А в электроакустических экранах в РС она еще и гигроскопична. Напитается со временем маслом и акустическое КЗ. Пробовал очищать его от масла, применяя очиститель и проявитель от капиллярки. Помогает, но не на долго. Второй раз напитывается быстрее.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522
в отношении жизни пластины, мне думается, заблуждаетесь. в отношении гармонических колебаний вопрос более сложный, в нашем случае они, как правило, гармонические.
Скорее, не на жизни пластины, а на жизни склейки. Пластина многое стерпит, а склейка - более нежная штука. Ну какие же они гармонические, если возбуждение ударное. Спектр там. Вэйвлет, если хотите. И чем сильнее демпфирование - тем шире спектр. Но, чем больше демпфирование, тем меньше амплитуда и, соответственно, механические напряжения, вызванные возбуждением. Там, правда, других напряжений хватает. В частности, от неодинаковых коэффициентов расширения склеиваемых деталей. Помнится, старые прямые ПЭП Призовской эпохи или приходили мертвыми, или резко умирали от этого. Подключаешь, вроде "борода" появилась, а чувства ноль.
 

Колян2

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
25.12.2012
Сообщения
5,165
Реакции
1,112
Возраст
61
Адрес
"Три шурупа" (Уфа, однако..)
ну действительно люди настраивают DAC (ВРЧ) по двум точкам и работают всю жизнь без проблем, например, Колян2 был удивлен предложением настраивать ВРЧ по нескольким точкам и потребовал от меня подтверждений в НТД, а получив их усомнился в их целесообразности, опираясь на свой долгий опыт работы в УЗК и он в этом был не одинок. при таком подходе качественно правильно построенная АРД не внесет большую погрешность. правильно? если правильно, то о какой метрологии мы с вами говорим. зачем она нам?
В карты с Вами играть,уважаемый dea135, точно не сяду!:D Вашим предложением настроек ВРЧ по нескольким точкам удивлён не был-более того, повторюсь, считаю подобную настройку более точной и правильной, удивлён же был Вашим требованием наличия СОП промежуточных толщин с "предельными" отражателями и в приведённых Вами НТД ничего подобного не увидел:mad:
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Истоки вопроса- работаю с РД 22-205-88 (контроль сварных соединений ГП кранов - у нас в Украине действует он). В данном документе есть приложение (в файле только приложение) где описан состав ПЭПа и процедура сборки. Появился интерес попробовать выполнить. (понимаю что возможно есть книги в которых это тоже описано, но в данном случае это нормативный документ с которым я работаю, и если завязываться с этим делом, и чтото получиться, то лучше чтоб изделие соответствие этому НД)

На сколько осуществимо это? - Вопрос в первую очередь касается составных частей - все ли легко достается? Может у кого опыт есть?? (ну кроме представителей фирм по НК, присутствующих на форуме- но их мнение тоже интересно)
Изготовление ПЭП, особенно специализированных - весьма увлекательное дело и ему можно посвятить всю жизнь. Многие решенные задачи ставят больше вопросов, чем дают ответов. Если Вы займетесь этим серьезно, то Вас ждет бесконечный поиск новых подходящих материалов и комплектующих, новых технологий. Так наракрил 100 уже много лет не производится, но появились новые пластмассы. Для приклейки пластин есть современные клеи, плексиглас, традиционный материал, но есть и получше, форма призмы - огромная область для конструирования, керамика появилась новая и т. д.
Чтобы этим заниматься, понадобится опытное производство, токарный и фрезерный станки, центрифуги, вибраторы, ультразвуковые ванны, специальная оснастка и много чего еще. Ну и главное - светлая голова и золотые руки.
Некоторые операции при изготовлении специализированных ПЭП такие тонкие, что "ювелиры отдыхают".
Серьезной литературы на эту тему я не встречал - технология и конструкции, в основном, являются секретами производителей. Так что Вам придется многое находить самому, повторяя чужие ошибки, и находя, новые решения.
Желаю удачи на этом нелегком пути. :)
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Все-таки больше согласен с astrut. В разборных кожа-войлок играли роль демпфера. Вместе с устройством для прижатия. А в данной конструкции? Что кожа некий акустический экран, понятно. Она приклеена. Сверху чего-то налито. Это что-то с пластиной не связано. Болтайся, как хочешь. А поскольку одной стороной к призме приклеена, то и с резонансом нехорошо. Меня просто заинтересовала методика данного изготовления. Насколько разумна?
Кожа или войлок - просто акустические изоляторы и демпфером не являются.
Прижатие играет существенную роль. Попробуйте положить на СО-2 (или другую шлифованную железку) пластинку и зажать ее большим пальцем. Увидите, как укорачивается эхо-сигнал.
Хороший механический демпфер сделать не просто - это целая технология, причем с многими переменными параметрами. Демпфером можно задавить пластину так, что останется половина периода, но при этом частота может сдвинуться на гармоники. Для разных частот демпферы разные. Для прямых и наклонных ПЭП демпферы разные. В идеале нужно подбирать сочетание керамики, просветляющих слоев, механического и электрического демпфирования. Вот тогда получится "то, что надо" :)
 
  • Нравится
Реакции: Nady

swc

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.03.2013
Сообщения
4,953
Реакции
573
Спасибо уважаемые коллеги. Все прочитал с удовольствием. Насчет долговечности пластины я сильно погорячился. Призма раньше сотрется. А она же не разборная. С остальным, скорее остался при своем мнении. Меня же интересовала не изготовление вообще, а конкретная метода в приведенном авторе документе. Я сам неразборных конструкций не собирал, но какая-то несуразность на интуитивном уровне. С одной стороны приклеена. Края тоже смолой вклеяться, т.е. защемлены. Середина практически свободна. Может, конечно, в этом и есть сермяжная правда изготовления ПЭП? Но, похоже, пока не изготовишь, не поймешь.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Спасибо уважаемые коллеги. Все прочитал с удовольствием. Насчет долговечности пластины я сильно погорячился. Призма раньше сотрется. А она же не разборная. С остальным, скорее остался при своем мнении. Меня же интересовала не изготовление вообще, а конкретная метода в приведенном авторе документе. Я сам неразборных конструкций не собирал, но какая-то несуразность на интуитивном уровне. С одной стороны приклеена. Края тоже смолой вклеяться, т.е. защемлены. Середина практически свободна. Может, конечно, в этом и есть сермяжная правда изготовления ПЭП? Но, похоже, пока не изготовишь, не поймешь.
В документе пластину клеят циакрином. Края практически свободны, спина изолирована кожей. Расчет на то, что шумы в призме дольше, ревербераций в пластине. Это дешевый и низкокачественный вариант. Для себя так не делают.
 

swc

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.03.2013
Сообщения
4,953
Реакции
573
В документе пластину клеят циакрином. Края практически свободны, спина изолирована кожей. Расчет на то, что шумы в призме дольше, ревербераций в пластине. Это дешевый и низкокачественный вариант. Для себя так не делают.

Вот-вот. Такое же чувство, Михаил57, и возникло. Спасибо, что успокоили.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706
Вашим предложением настроек ВРЧ по нескольким точкам удивлён не был-более того, повторюсь, считаю подобную настройку более точной и правильной, удивлён же был Вашим требованием наличия СОП промежуточных толщин с "предельными" отражателями и в приведённых Вами НТД ничего подобного не увидел:mad:


и в приведённых Вами НТД ничего подобного не увидел
-Колян2, читайте внимательно, там это изложено ясно и недвусмысленно и, кроме того, я сделал цитаты. В противном случае смешная дискуссия получается.
Вашим предложением настроек ВРЧ по нескольким точкам удивлён не был-более того, повторюсь, считаю подобную настройку более точной и правильной, удивлён же был Вашим требованием наличия СОП промежуточных толщин с "предельными" отражателями
- вы как то можете настроится на промежуточные точки без отражателей, расположенных на промежуточных глубинах? Ну расскажите как это? И требование это не мое, а НТД.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706

ИМХО, не совсем так Одинаковый импеданс и большой коэффициент затухания - это условия для поглощающих слоев, чтобы обеспечить минимум отраженного сигнала, (напр. покрытие корпуса подводной лодки). Тут большого затухания можно вспениванием достичь. А демпфер - для уменьшения длительности свободных колебаний излучателя. Тут, как правило, хотят импеданс побольше.

astrut, тут дело такое, идеальный демпфер это тот, что я описал и служит он исключительно для уменьшения длительности импульса: в идеале половина периода. Если импеданс побольше, то он ничем не отличается от поменьше, с точки зрения, длительности импульса. Разве, что фаза отраженной волны будет инвертироваться.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
astrut, тут дело такое, идеальный демпфер это тот, что я описал и служит он исключительно для уменьшения длительности импульса: в идеале половина периода. Если импеданс побольше, то он ничем не отличается от поменьше, с точки зрения, длительности импульса. Разве, что фаза отраженной волны будет инвертироваться.
Мне кажется спутали два понятия "импеданс" и "характеристический импеданс". В идеале характеристический импеданс демпфера должен быть равен характеристическому импедансу пластины.
 

swc

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.03.2013
Сообщения
4,953
Реакции
573
astrut, тут дело такое, идеальный демпфер это тот, что я описал и служит он исключительно для уменьшения длительности импульса: в идеале половина периода. Если импеданс побольше, то он ничем не отличается от поменьше, с точки зрения, длительности импульса. Разве, что фаза отраженной волны будет инвертироваться.

Прошу прощения, встряну. Все таки у идеального демпфера много гитик. И одна из них недопущение многократного переотражения. Защемить пластину намертво легко. Но это будет твердый материал, прекрасно проводящий УЗК. А ПЭП маленький. Колебания будут гулять долго. Отсюда и проблема гашения или отвода этих колебаний.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706

Ну какие же они гармонические, если возбуждение ударное. Спектр там. Вэйвлет, если хотите. И чем сильнее демпфирование - тем шире спектр.
Да, действительно, Вы, правы там сумма этих гармонических колебаний.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Прошу прощения, встряну. Все таки у идеального демпфера много гитик. И одна из них недопущение многократного переотражения. Защемить пластину намертво легко. Но это будет твердый материал, прекрасно проводящий УЗК. А ПЭП маленький. Колебания будут гулять долго. Отсюда и проблема гашения или отвода этих колебаний.
Эти проблемы решаются применением "глухой" самотвердеющей пластмассы, переменной плотностью наполнителя, иногда даже несколькими наполнителями с разными свойствами и геометрией тыльной части демпфера.
Надо, чтобы волна не болталась в пластине, а без отражения вошла в демпфер и в нем затухла (в идеале). Еще демпфер должен выполнять роль присоединенной массы (как приклад у ружья).
 

swc

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.03.2013
Сообщения
4,953
Реакции
573
Эти проблемы решаются применением "глухой" самотвердеющей пластмассы, переменной плотностью наполнителя, иногда даже несколькими наполнителями с разными свойствами и геометрией тыльной части демпфера.
Надо, чтобы волна не болталась в пластине, а без отражения вошла в демпфер и в нем затухла (в идеале). Еще демпфер должен выполнять роль присоединенной массы (как приклад у ружья).

Я бы даже сказал не приклад, а лафет у пушки. (плечо жалко:D). За конструкцию не скажу, а по функциям полностью согласен.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706
Мне кажется спутали два понятия "импеданс" и "характеристический импеданс". В идеале характеристический импеданс демпфера должен быть равен характеристическому импедансу пластины.

мне кажется, что все имели ввиду произведение плотности на величину скорости распространения звука, которое называется акустическим импедансом или волновым сопротивлением среды. а некоторые наиболее продвинутые знали, что импеданс волны для наклонного падения учитывает косинус угла падения на границу раздела сред. вот два равноценных определения:
1.Удельное акустическое сопротивление, называемое иногда также волновым, определяется отношением величины звукового давления в определенной точке среды к величине колебательной скорости в этой же точке
2. Удельное акустическое сопротивление безграничной среды определяется произведением плотности на величину скорости распространения звука в среде (при наклонном падении нужно учесть косинусы углов падения для волн)
что есть характеристический импеданс? я полагаю тоже, что и импеданс или акустический импеданс. однако, это почетное право- разъяснить тонкости этого термина я попросил бы выполнить вас, Михаил57, как затейника и зачинщика.
и уж если у нас пошел такой предметный разговор про импедансы, то попробую разъяснить позицию с идеальным демпфером. фраза о том, что импедансы пластины и идеального демпфера должны быть одинаковыми формальна верна, но лукава. дело в том, что такое равенство может быть при каком то одном угле (не всегда вещественном), а реально пластина излучает в демпфер под разными углами (хотя, преимущественно нормально к границе раздела). поэтому как не крутись, а часть энергии все одно отразится в пластину. когда будет идеально? когда скорость и плотность сред (и у демпфера, и у пластины) одинаковы. вот так. на практике излучение из пластины преимущественно падает под нулевым углом к границе раздела поэтому коэффициент отражения будет определяться в основном только величинами произведения плотности на скорость (но в основном, а не полностью!). трудность подбора хорошего демпфера имеет место быть.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706
Прошу прощения, встряну. Все таки у идеального демпфера много гитик. И одна из них недопущение многократного переотражения. Защемить пластину намертво легко. Но это будет твердый материал, прекрасно проводящий УЗК. А ПЭП маленький. Колебания будут гулять долго. Отсюда и проблема гашения или отвода этих колебаний.

уважаемый swc, у идеального демпфера никаких "гитик" нет- на то он и идеальный, по определению. а у реальных действительно много чего есть.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,925
Реакции
1,706
Еще демпфер должен выполнять роль присоединенной массы (как приклад у ружья).

Михаил57, у меня, очевидно, пробел в понимании функций демпфера. я считал, что роль присоединенной массы он исполняет в нагрузку т.е. всегда. и наша задача состоит только в том, чтобы грамотно этим управлять. фактически речь идет о возбуждении паразитной моды колебаний "масса – пружина" – эффект, возникающий в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер", в котором пьезоэлемент действует как концентрированная масса, а демпфирующий слой как пружина.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
мне кажется, что все имели ввиду произведение плотности на величину скорости распространения звука, которое называется акустическим импедансом или волновым сопротивлением среды. а некоторые наиболее продвинутые знали, что импеданс волны для наклонного падения учитывает косинус угла падения на границу раздела сред. вот два равноценных определения:
1.Удельное акустическое сопротивление, называемое иногда также волновым, определяется отношением величины звукового давления в определенной точке среды к величине колебательной скорости в этой же точке
2. Удельное акустическое сопротивление безграничной среды определяется произведением плотности на величину скорости распространения звука в среде (при наклонном падении нужно учесть косинусы углов падения для волн)
Удельное акустическое сопротивление - это и есть характеристический импеданс.
Разница между импедансом и характеристическим импедансом (если на пальцах) такая же, как между "давлением" и "удельным давлением"
При расчете демпфера пьезопластина рассматривается как поршень, генерирующий плоскую волну. Изгибные колебания пластины не учитываются. Кстати эти колебания заметны на ЦТС-19, а на ТКС-21 их нет (не обнаружены). При хорошем демпфировании изгибные колебания практически исчезают.

".... реально пластина излучает в демпфер под разными углами..."

Если рассматривать пластину, как суперпозицию излучающих точек, как для расчета ближней зоны, то можно сказать, что есть волны, падающие под углами к границе пластина - демпфер, но при расчете демпферов это не учитывается, так как никакого влияния не оказывает.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Михаил57, у меня, очевидно, пробел в понимании функций демпфера. я считал, что роль присоединенной массы он исполняет в нагрузку т.е. всегда. и наша задача состоит только в том, чтобы грамотно этим управлять. фактически речь идет о возбуждении паразитной моды колебаний "масса – пружина" – эффект, возникающий в колебательной системе "пьезоэлемент – демпфер", в котором пьезоэлемент действует как концентрированная масса, а демпфирующий слой как пружина.
Паразитная мода колебаний "масса – пружина" - не обнаружена :).
Любое, даже абсолютно твердое тело, можно рассматривать как пружину, но зачем? Что это дает? :)
 
Сверху