АРД (DGS) - диаграмма

speaky · 21.03.2016

Подскажите, когда в АРД алгоритмах дефектоскопов за опорный уровень учитывается дуговые отражатели, как правило V1, V2, может СО-3, но мне вариант еще не встречался, как такие отражатели соотносятся к АРД диаграммам? Каким образом рассчитывается их эквивалентная площадь? Бесконечная плоскость (донный сигнал, эквивалентную площадь которого можно достаточно просто рассчитать, считается линией бесконечности. А с полуцилиндрическими поверхностями как дело обстоит?
B все-таки, что за поправка дельта Vk для них учитывается?

speaky написал(а):
Существует некая поправка дельта Vk для АРД, которая должна учитываться для наклонных ПЭП, если за опорный отражатель устанавливается "дуга" V1 (100 мм) или V2 (25 мм). Обычно она указывается в паспорте к ПЭП (Крауткремер, Olympus) на АРД. Так вот, откуда она берется, как ее рассчитывают, в чем ее суть? Следует отметить, что для 2-х МГц-х ПЭП она указывается, как правило, для "дуги" образца К1, а для 4-х МГц-х - для "дуги" К2 (25 мм). Почему указываются (рекомендуются) конкретные "дуги" для конкретных частот ПЭП?

Допустим, если взять дуговой отражатель СО-3 за опорный или переотраженный сигнал (т. е. увеличенное расстояние), то как дельта Vk рассчитать? Или как рассчитать ее используя ПЭПы, для которых данная поправка не указана?

Irina.Smirnova · 21.03.2016

speaky написал(а):
Подскажите, когда в АРД алгоритмах дефектоскопов за опорный уровень учитывается дуговые отражатели, как правило V1, V2, может СО-3, но мне вариант еще не встречался, как такие отражатели соотносятся к АРД диаграммам? Каким образом рассчитывается их эквивалентная площадь? Бесконечная плоскость (донный сигнал, эквивалентную площадь которого можно достаточно просто рассчитать, считается линией бесконечности. А с полуцилиндрическими поверхностями как дело обстоит?
B все-таки, что за поправка дельта Vk для них учитывается?

Допустим, если взять дуговой отражатель СО-3 за опорный или переотраженный сигнал (т. е. увеличенное расстояние), то как дельта Vk рассчитать? Или как рассчитать ее используя ПЭПы, для которых данная поправка не указана?

Могу посоветовать использовать уравнения акустического тракта.

Nady · 21.03.2016

speaky написал(а):
как дельта Vk рассчитать?

Ну, скажем, для Вашего 45-градусного ПЭП это не так уж сложно. Просто взять и измерить. Например, поправка на дугу СО3.

1. Измеряем амплитуду А(С03) от цилиндрической поверхности СО3 (R=55 mm).
2. Измеряем амплитуду А(СО2) от двугранного угла СО2 с глубины 59 мм (R=59/cos45=83 мм).
3. Смотрим на нашей замечательной АРД по донной кривой амплитуды для этих расстояний А(55)=3,5дБ и А(83)=6,0дБ.

4. Считаем разность амплитуд dА(СО) по факту измерений
dА(СО)=А(СО2)-А(СО3)
5. Считаем разность амплитуд dА(АРД) по диаграмме
dА(АРД)=А(83)-А(59)=6,0-3,5=2,5дБ
7. Искомая Вами величина поправки Vk при настройке опорного на дугу образца СО3 будет равна
Vk=dА(АРД)-dA(СО)=2,5-dA(СО).

Для углов 60 и 70 градусов 2-гранный угол не прокатит. Тут лучше сделать клиновидный образец с косыми плоскостями 30 и 20 град. соответственно. Здесь еще проще, измеряете опорный от цилиндрической поверхности (СО3, V2/25(50), V1/100) и сравниваете с донным с того же расстояния на клине. Разница - и будет искомая поправка.

Поправка может быть получена рассчетным путем. По уравнениям акустического тракта. Но в каноническом случае расстояния должны быть больше 3 ближних зон. Универсальный рассчет вне зависимости от расстояний производится методом компьютерного моделирования.

Alexander · 21.03.2016

speaky написал(а):
B все-таки, что за поправка дельта Vk для них учитывается?

Speaky, вы подошли вплотную. Поправка дельта Vk вводит поправку при переходе от бесконечности, т.е. плоскости к радиусу 25 или 100 мм. У вас в паспорте указано Vk2=-2 Дб. В случае 100 мм радиуса будет указано Vk1.

dea135 · 21.03.2016

speaky написал(а):
B все-таки, что за поправка дельта Vk для них учитывается?

в общем Alexander уже ответил по существу.
попробую ответить чуть проще. вот у вас есть отражение от плоскости, которая перпендикулярна оси ПЭП, фактически это сигнал от радиуса бесконечной длинны на АРД (самая верхняя кривая с меньшим углом наклона). получается, чтобы вам настроиться (как именно мы подробно обсуждали выше) необходимо иметь такую плоскость или точнее такой образец, а углов много, значит необходимо иметь их несколько- в общем заморочливо. плюс к этому нужно учитывать затухание в этом образце. поэтому производители ПЭП решили облегчить нам жизнь. они предлагают вам настраиваться по V-1 точно также, как если бы вы использовали настройку по плоскости, которая удалена от ПЭП на 100 мм. при этом реальная амплитуда отражения от вогнутой плоскости образца будет отличаться от амплитуды отражения плоскости. вот эта разница и есть поправка Vk. обычно эта поправка положительная (но не обязательно), что объясняется фокусировкой вогнутой поверхности.
при настройке все достаточно просто. наложили на экран АРД шкалу (я пишу это фигурально, а как что технически делается в конкретном приборе это уже по месту). получили сигнал от V-1. этот сигнал должен быть выше на 10 дБ (для определенности положим здесь, что Vk=10 дБ) чем точка верхней кривой АРД (бесконечный радиус) с координатой 100 мм. фактически вы должны подогнать усиление дефектоскопа таким образом, чтобы сигнал от поверхности V-1 был на 10 дБ выше указанной кривой (при этом прибор должен быть настроен и согласован с АРД шкалой- т.е. сигнал этот будет превышать кривую АРД в нужном месте- 100 мм).
и это все. чувствительность настроена, прибор готов к адекватной интерпретации амплитуд несплошностей в эквивалентных площадях. единственное что остается ввести затухание объекта контроля, но объекты контроля могут быть разными, а настройка АРД от этого не зависит (различие физических характеристик объектов компенсируем нужным затуханием, конечно, скорость тоже имеет значение, но она настраивается отдельно).
теперь по поводу формул акустических трактов и прочего моделирования. мой совет вам, в эту сторону даже не смотреть. не ваше дело откуда и как производители преобразователей получают эту поправку, это их дело и они за это отвечают. если вы, действительно, захотите что-то посчитать или промоделировать (а это не прибор настроить, для этого нужна квалификация соответствующая), то тогда и поговорим о несовершенствах расчетных моделей (там есть о чем поговорить, но к контролю, тем более, практическому почти никакого отношения).

speaky · 22.03.2016

Irina.Smirnova написал(а):
Могу посоветовать использовать уравнения акустического тракта

Я знаком с этими уравнениями. В сокращенном (математически) виде изложены в одной методичке, выложенной здесь на форуме, для распространенных отражателей. Но для дуговых отражателей не встречал даже в Клюееве (могу ошибаться).
Если подскажите конкретную формулу для "дуговых" отражателей или таблицу ее содержащую, буду признателен.

dea135 написал(а):
не ваше дело откуда и как производители преобразователей получают эту
поправку

dea135 написал(а):
практическому почти никакого отношения

Почему я интересуюсь? Хорошие ПЭП жалко использовать налево-направо, стираются быстро. Считаю, для менее ответственных работ можно использовать ПЭПы типа П121. Но нормирование чувствительности надо выдержать. И вот мне представляется достаточно удобным отстроиться от дуги СО-3 или V1 (для крупногабаритного изделия) и работать по бумажной АРД диаграмме (как по старинке). Потому что клиновидный образец никто не будет делать, искать металл, фрезеровать для каждого угла ввода и т. д. (изготовление не от меня зависит). Но тут поперек горла

встала эта поправка.

Alexander написал(а):
Speaky, вы подошли вплотную. Поправка дельта Vk вводит поправку при переходе от бесконечности, т.е. плоскости к радиусу 25 или 100 мм. У вас в паспорте указано Vk2=-2 Дб. В случае 100 мм радиуса будет указано Vk1.

Спасибо. Это я приметил, также приметил, что для V1(100) она обычно указывается для 2-х МГц, а для 4-х - для V1(25).

P. S. Пользуясь моментом, есть ли у кого-то АРД диаграммы для таких ПЭПов:
П121-40-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-45-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-50-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-60-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
Если не затруднительно можете поделиться?

Nady · 22.03.2016

speaky написал(а):
подскажите конкретную формулу для "дуговых" отражателей

Клюев для расстояний от 3-х бл.зон и далее:

1. Бесконечная плоскость:
А=S*cos(альфа)/[2*лямбда*(R+dR)*cos(бетта)]

2. Цилиндрическая поверхность:
А={S/[2*лямбда*(R+dR)]}^(1/2)

speaky написал(а):
АРД диаграммы для таких ПЭПов:
П121-40-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-45-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-50-2.5-003-М (ПЭ 8*12)
П121-60-2.5-003-М (ПЭ 8*12)

Так диаграммы для указанных ПЭП - близнецы и братья! Поскольку для построения АРД необходимы эффективный диаметр п/элемента и частота (+скорость в материале), а это все у Вас одинаково. За исключением только задержки в призме, и то незначительно.

speaky · 22.03.2016

В таком случае, хоть одну "бумажку" бы

Nady · 22.03.2016

speaky написал(а):
В таком случае, хоть одну "бумажку" бы

Да пожалуйста!

Одна картинка без учета задержки в призме, вторая - с задержкой 5,5 мкс, примерно такая (5...7 мкс) задержка у большинства ПЭП подобных габаритов. Для низких углов - поменьше, для 70 гр. побольше.

sever · 04.04.2016

Nady написал(а):
Клюев для расстояний от 3-х бл.зон и далее:

1. Бесконечная плоскость:
А=S*cos(альфа)/[2*лямбда*(R+dR)*cos(бетта)]

2. Цилиндрическая поверхность:
А={S/[2*лямбда*(R+dR)]}^(1/2)

Так диаграммы для указанных ПЭП - близнецы и братья! Поскольку для построения АРД необходимы эффективный диаметр п/элемента и частота (+скорость в материале), а это все у Вас одинаково. За исключением только задержки в призме, и то незначительно.

Где источник данных формул. Клюев он как Кришна - он везде. Конкретная книга, страница?
Формулировка "эффективный диаметр" так и осталась для меня загадкой - ни братья Крауткрамер не помогли в своем эпохальном труде, ни Ермолов - вещь в себе.:

(1):

Усугубляется это обстоятельство тем, что формула ближней зоны(была в другой ветке) почему то из размерности в мм превратилась в безразмерную величину.
Тут явно какая то тайна.:drinks:

sever · 04.04.2016

Кстати, что за програмуллина АРД - калькулятор? Судя по стандартным цветам кто то в Delphi пошалил из местных Кулибиных?

dea135 · 04.04.2016

АРД-калькулятор не знаю (хотя, мне кажется, здесь на форуме что-то похожее выкладывали, может тот у кого под рукой подобная программка выложит для вас), есть EN583-2 и там приведен расчет АРД. калькулятор калькулятором, а это официальный стандарт.

speaky · 04.04.2016

Nady написал(а):
Да пожалуйста!
Одна картинка без учета задержки в призме, вторая - с задержкой 5,5 мкс, примерно такая (5...7 мкс) задержка у большинства ПЭП подобных габаритов. Для низких углов - поменьше, для 70 гр. побольше.
Миниатюры

Че-то по этим АРД завышены значения экв. диаметров. Но это скорее ПЭПы типа 121 корявые

. После автокалибровки задержка составила около 7,7 мкс для 45-градусного ПЭПа.

dea135 написал(а):
есть EN583-2 и там приведен расчет АРД. калькулятор калькулятором, а это официальный стандарт.

Надо будет глянуть, что в EN 583 о построение АРД сказано. Возможно можно, как-то в EXCEL замутить...

dea135 · 04.04.2016

speaky написал(а):
Возможно можно, как-то в EXCEL замутить...

без проблем

speaky · 05.04.2016

dea135 написал(а):
без проблем

С проблемами. В Еn 583-2 представлены 5 формул для расчета общей АРД. И если с первыми тремя об расстоянии А до отражателя мне еще более-мене понятны, то про логарифмическое исчисление отношения амплитуд по высоте экрана тяжеловато дается без примера. Не совсем ясно, что дает отношение G размера пьезоэлемента (который бывает и прямоугольным) к диаметру ПДО. На практике требуется измерять диаметры ПДО. Как в этом стандарте, так и в спец. литературе говорится, что из общей АРД выводят под конкретные ПЭП, но как именно?

Эх! Увидеть бы один конкретный практический пример расчета одной кривой или ее фрагмента для общей АРД и ее преобразования для АРД конкретного ПЭП.

Nady · 05.04.2016

speaky написал(а):
Эх! Увидеть бы один конкретный практический пример расчета одной кривой или ее фрагмента для общей АРД и ее преобразования для АРД конкретного ПЭП.

Чего ж проще?
Возьмем Ваш любимый ПЭП AM4R-8x9-45.

Все, что нам надо для работы с обобщенной АРД, это:
-- эффективный диаметр пьзоэлемента Dэфф=9,8 мм;
-- частота f=4,0 МГц;
-- время задержки в призме t=7,7 мкс;
-- скорость звука в металле Смет=3,25 мм/мкс;
-- интересующий диаметр плоскодонного отражателя, например, пусть будет d=3,0 мм.

1. Считаем ближнюю зону N:
N=(Dэфф^2)*f/(4*Cмет)=29,6 мм;

2. Считаем путь УЗ колебаний в призме, приведенный к металлу Rпр:
Rпр=Спр*t/2=12,5 мм
(или нормированный путь Nпр=Rпр/N=0,42)

3. Считаем нормированный диаметр плоскодонки G:
G=d/Dэфф=0,31

4. На обобщенной диаграмме выделяем кривую для нормированного диаметра G=0,31 (т.е. для нашей плоскодонки d=3,0 мм)

5. Пересчитываем нормированную горизонтальную ось А диаграммы в нормальное расстояние Ro от пьезоэлемента до отражателя в мм:
Ro=А*N

6. Смещаем начало отсчета вправо на величину приведенного пути звука в призме 12,5 мм:
R=Ro-Rпр=А*N-Rпр.

В итоге имеем АРД-кривые для бесконечности и отражателя d=3,0 мм в зависимости от расстояния по лучу от точки ввода звука в металл до плоскодонки. Аналогично пересчитываем другие диаметры плоскодонок в нормированные. Обратная задача решается пересчетом найденного нормированного диаметра G в мм нормальной плоскодонки.

dea135 · 06.04.2016

хороший, подробный пример привела Nady.
мне так подробно писать было бы в лом.

dea135 · 06.04.2016

Nady написал(а):
Чего ж проще?

все замечательно, но кое что опущено из объяснений (согласен, что можно самому додумать) и пересчет расстояний...

Митрич · 06.04.2016

Вот с Dэфф можно поподробней? А то у меня как в анекдоте про студента, который спин электрона считал, и у него 1,47 выходило.

Nady · 06.04.2016

Митрич написал(а):
спин электрона считал, и у него 1,47 выходило

А что нетак?
1,47 - почти полтора, т.е. один целый спин и один полуцелый. Вполне нормально для интеллекта Сколково под эгидой рыжего Главного Нанотехнолога...

-- Эффективный диаметр для круглого пьезоэлемента:
Dэфф=0,96...0,97*Do

-- Для квадратного пьезоэлемента и близкого к нему (соотношение сторон до 4:3):
Dэфф=1,15*(A*B)^0,5

АРД (DGS) - диаграмма

Специалист

Вложения

Бывалый

Дефектоскопист всея Руси

Мастер дефектоскопии

Дефектоскопист всея Руси

Специалист

Дефектоскопист всея Руси

Специалист

Дефектоскопист всея Руси

Вложения

Профессионал

Профессионал

Дефектоскопист всея Руси

Специалист

Дефектоскопист всея Руси

Специалист

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Профессионал

Дефектоскопист всея Руси

Похожие темы