Изучение УЗ-контроля

[TRam_]

Зондирующий импульс является видеоимпульсом, эхоимпульс является радиоимпульсоим (с несущей частотой, равной собственной частоте колебаний металла). Но на Вашей картинке эхоимпульса практически нет, есть отчётливый зондирующий импульс (в верхнем графике, который как я понял является "реальным принятым сигналом"), затухание собственных колебаний кристалла (которые очень слабые), и нечто совершенно незначительное низкочастотное, которое может оказаться помехами. Но никакого ответа, соотносимого по частоте даже с частотой колебаний кристалла, на картинке не видно. Значит либо эхо-импульс рассеялся, либо настолько слабый, что не детектируется, либо кристалл настолько широкий, что на его гранях получается только слабый низкочастотный муар напряжения от проходящих колебаний.

 

[TRam_]

Тогда к чему приставка ВИДЕО ?

Видео - что не несёт высокочастоных колебаний. То есть что речь уже не о ультразвуке, а об обычном звуке.


Хотя вообще говоря, это режимы отображения: "видео" = "полностью детектированный сигнал" = "сумма положительной и отрицательной полуволн", "радио"="реальный сигнал"="отображение и положительной, и отрицательной полуволн"

 

[dea135]

Вот этот эхоимпульс - это одна полуволна? или как?

я бы сказал, что это минимум период т.е. две полуволны. хотя это с известными оговорками- сигнал не гармонический.

Является ли этот эхоимпульс - видеоимпульсом?
Хотелось бы чтобы ответ был доказательным.

не является видеоимпульсом. доказательство этого заключается в том, что прибор УСД-50, на котором был получен этот импульс, работает в режиме радиосигнала (там только два режима- видео и радио). то что это не есть видеосигнал очевидно по форме, поэтому остается только радио.

 

[Анатолий1]

Видео - что не несёт высокочастоных колебаний. То есть что речь уже не о ультразвуке, а об обычном звуке.

Спасибо TRam и ДЭА135 за понятные (профессиональные) ответы.
Про звук это круто сказано, так как ниже эхоимпульса приведён амплитудный спектр, где мы видим ультразвуковые частоты.

 

[Анатолий1]

не является видеоимпульсом. доказательство этого заключается в том, что прибор УСД-50, на котором был получен этот импульс, работает в режиме радиосигнала (там только два режима- видео и радио). то что это не есть видеосигнал очевидно по форме, поэтому остается только радио.

Спасибо.
Есть присказка для запоминания, что такое видео или радио импульс - видео - это, то что насаживается на несущую частоту для передачи на дальнее расстояние. То есть у радиоимпульса есть несущая частота, которая естественно, не равна нулю.
Во второй статье я об этом подробно говорил, что
"улучшение разрешения преобразователя и, следовательно, уменьшение длительности эхорадиоимпульса приводит к снижению частоты f, которая в пределе может достигать нулевого значения (для длительности радиоимпульса в один полупериод, то есть для видеоимпульса [12])".
Смотрим на амплитудный спектр и видим, что несущая частота составляет 3,8 МГц. Если бы это был видеоимпульс, то спектр начинался бы с нулевой частоты и потом было бы постепенное падение спектра. Можно судить и по форме - в этом случае перед и после положительного импульса вверх не было бы небольших выбросов в минус.

 

[Анатолий1]

Выше определили, что для широкополосности в акустическом импульсе не должно быть более одного импульса или амплитудный спектр акустического импульса постоянен,а фазовый 0.

Вот мы и пришли к требованиям к ПЭП.
Не более одного импульса - видеоимпульса у которого форма должна быть определённой (как у видеоимпульса).
Тогда спектр будет похож на требуемый - постоянный.
Встаёт следующий вопрос, а для дефектоскопии это зачем?
Также прошу дать аргументированный ответ (по возможности).

 

[dea135]

Есть присказка для запоминания, что такое видео или радио импульс - видео - это, то что насаживается на несущую частоту для передачи на дальнее расстояние. То есть у радиоимпульса есть несущая частота, которая естественно, не равна нулю.

ну это сложно и больше из области радиопередач. мы не используем несущих частот и ничего не модулируем специально. хотя это, конечно, возможно и даже не сложно организовать для увеличения помехоустойчивости и кое чего еще. просто УСД-50 этого не умеет делать, а видеоимпульс в приборе это выпрямленный и немного сглаженный сигнал т.е., как вы правильно, заметили никаких минусов в сигнале быть не может.

 

[dea135]

Эпюру зондирующего импульса дефектоскопом правдиво вы не увидите!
Я просматриваю осцилографом FLUK.

это не зондирующий. в задачке было сказано- эхоимпульс.

правильно, что просматриваете осциллографом, для этого он сделан.

 

[Анатолий1]

Вот мы и пришли к требованиям к ПЭП.
Не более одного импульса - видеоимпульса у которого форма должна быть определённой (как у видеоимпульса).
Тогда спектр будет похож на требуемый - постоянный.
Встаёт следующий вопрос, а для дефектоскопии это зачем?
Также прошу дать аргументированный ответ (по возможности).

Наверное не очень понятно поставлен вопрос.
Зачем для дефектоскопии широкополосный ПЭП (в идеале конечно)
Могу перефразировать- зачем в измерениях широкополосный усилитель.
Или что тоже самое почему не использовать усилитель дефектоскопа, а надо именно использовать усилитель осциллографа FLUK.
Это всё однотипные вопросы.

 

[Анатолий1]

мы не используем несущих частот и ничего не модулируем специально.

Ну как же не используем несущие частоты. Ещё как используем. Несущей частотой является резонанс пьезопластины. И пока не модулируем специально в основном. А в частности в статье я специально промодулировал несущую, причём так, что радиоимпульс излучаемый, да и приёмный сжался.

 

[Анатолий1]

правильно, что просматриваете осциллографом, для этого он сделан.

Не обязательно.
Всё зависит от полосы пропускаемых частот входного усилителя дефектоскопа. Смысла нет на дефектоскопе делать широкополосный усилитель - дорого.
Сейчас всё меняется. И у УСД-60 полоса пропускания 25 МГц, что вполне достаточно для эхоимпульса 3,8 МГц как на рисунке.
Полоса должна быть в несколько раз больше, чем длительность импульса.

 

[dea135]

Не обязательно.
Всё зависит от полосы пропускаемых частот входного усилителя дефектоскопа. Смысла нет на дефектоскопе делать широкополосный усилитель - дорого.
Сейчас всё меняется. И у УСД-60 полоса пропускания 25 МГц, что вполне достаточно для эхоимпульса 3,8 МГц как на рисунке.
Полоса должна быть в несколько раз больше, чем длительность импульса.

я думаю обязательно. дело в том, что дефектоскоп не предназначен для отображения сигналов с амплитудой за 100 В. обычно динамический диапазон 110-120 дБ. поэтому наблюдение зондирующих сигналов может быть не корректным, а осциллограф в любом случае в теме.
еще раз- эхоимпульс, что на рисунке без проблем, а зондирующий не знаю- в дефектоскопе эта функция не документирована.

 

[Анатолий1]

еще раз- эхоимпульс, что на рисунке без проблем, а зондирующий не знаю- в дефектоскопе эта функция не документирована.

Согласен, что не предназначен напрямую для работы с сигналами с амплитудами более 20 В (Например).
Однако при использовании аттеньюаторов эта проблема исчезает.
Как пример приведу форму зондирующего импульса УСД-60, полученную на нём же.
И всё-таки ответа пока нет на вопрос. Повторю.
Вот мы и пришли к требованиям к ПЭП.
Не более одного импульса - видеоимпульса у которого форма должна быть определённой (как у видеоимпульса).
Тогда спектр будет похож на требуемый - постоянный.
Встаёт следующий вопрос, а для дефектоскопии это зачем?
Также прошу дать аргументированный ответ (по возможности).

 

[Анатолий1]

Зондирующий импульс является видеоимпульсом, эхоимпульс является радиоимпульсоим (с несущей частотой, равной собственной частоте колебаний металла). Но на Вашей картинке эхоимпульса практически нет, есть отчётливый зондирующий импульс (в верхнем графике, который как я понял является "реальным принятым сигналом"), затухание собственных колебаний кристалла (которые очень слабые), и нечто совершенно незначительное низкочастотное, которое может оказаться помехами. Но никакого ответа, соотносимого по частоте даже с частотой колебаний кристалла, на картинке не видно. Значит либо эхо-импульс рассеялся, либо настолько слабый, что не детектируется, либо кристалл настолько широкий, что на его гранях получается только слабый низкочастотный муар напряжения от проходящих колебаний.

На картинке эхо-импульс, который является "реальным принятым сигналом".
"Значит либо эхо-импульс рассеялся" - отвечаю - не рассеялся, т.к. это и есть эхоимпульс.
"Но никакого ответа, соотносимого по частоте даже с частотой колебаний кристалла, на картинке не видно" - отвечаю- кристалл задемпфирован, поэтому и нет колебаний.
"есть отчётливый зондирующий импульс" - отвечаю - форма зондирующего другая.

 

[TRam_]

Про звук это круто сказано, так как ниже эхоимпульса приведён амплитудный спектр, где мы видим ультразвуковые частоты.

Никак нет, перечитайте инструкцию по пользованию дефектоскопом. И число 3.8 - это никакие не мегагерцы. Это миллисекунды, отсчитываемые от момента начала подачи импульса.

Для наглядности, откуда взялся нижний график, прикладываю рис.1

Спектры в дефектоскопии почти не применяются, в дефектоскопах их никто не реализовывает. Так как у дефектоскопов главная задача - найти ЗАДЕРЖКУ сигнала.


Теперь касательно эха. Эхо - это звук, прошедший через исследуемый объект, и вернувшийся назад. То есть он должен как минимум 1 раз войти в объект, и потом хоть раз вернуться. Или вернуться много раз, ведь волна из образца тоже не с первого раза возвращается. То есть должно быть нечто типа этого -

У Вас есть только самый-самый первый сигнал, т.е. инициированные в преобразователе колебания, гасящиеся демпфером. И больше - ничего не видно. Скорее всего из-за того, что Вы выставили низкое усиление, либо нет акустического контакта с образцом, либо материал образца поглощает ультразвук так же, как и демпфер.


Ну и на рис. 2 показан тот период колебаний, который нужно было бы ожидать в эхе. Но я не вижу чего-либо заметного с таким периодом, один шум.

 

[TRam_]

Или вернуться много раз, ведь волна из образца тоже не с первого раза возвращается

точнее не вся сразу проходит через границу раздела, часть продолжает переотражаться в объекте контроля.

 

[Анатолий1]

Цитата:
Сообщение от Анатолий1
Про звук это круто сказано, так как ниже эхоимпульса приведён амплитудный спектр, где мы видим ультразвуковые частоты.
Никак нет, перечитайте инструкцию по пользованию дефектоскопом. И число 3.8 - это никакие не мегагерцы. Это миллисекунды, отсчитываемые от момента начала подачи импульса.

В начале надо сказать спасибо ТРам, за обстоятельный ответ и анализ.
Задан ряд вопросов, высказаны предположения, на что требуется обстоятельный ответ. Начнём.
Про дефектоскоп УСД-60. У него есть режим "спектр". Спектр вычисляется только той части импульса, которая выделена красной чертой на временной (здесь верхняя часть) части экрана. Насколько я помню для спектра ось Х экрана составляет 25МГц. Так что 3,8 МГц. Первый ответ есть.

 

[Анатолий1]

Для наглядности, откуда взялся нижний график, прикладываю рис.1

Из ответа выше понятно, что нижний график ниоткуда не взялся, а его вычислил дефектоскоп, использовав внутренний компьютор и вычислив амплитудный спектр (модуль преобразования Фурье) для временного импульса, показанного на верхнем рисунке.
Мало того, я этот временной импульс вводил в среду Маткада и вычислял этот амплитудный и фазовый спектры и уверяю Вас, что дефектоскоп не врёт (это про нижнюю картинку). Кстати фазовый спектр дефектоскоп не вычисляет.
Второй ответ.

 

[Анатолий1]

Теперь касательно эха.

Всё, что вернулось то и есть эхо.
Подробнее. Послали зондирующий, он отразился от (допустим) металла - это уже эхо - вошёл в металл, отразился от задней стенки, прошёл переднюю стенки - это тоже эхо, но уже второе и так далее.
В Вашем рассуждении - "Эхо - это звук, прошедший через исследуемый объект, и вернувшийся назад" - Вы забыли первое эхо - отражение от металла. Верхняя картинка (временная) это и есть это эхо. Это сделано мною по ГОСТ23702-90 пункт 2.1, там описано как это делать для ЭХОИМПУЛЬСА.

 

[Анатолий1]

У Вас есть только самый-самый первый сигнал, т.е. инициированные в преобразователе колебания, гасящиеся демпфером. И больше - ничего не видно.

Как я выше сказал приведён эхо-импульс, то есть импульс излученный ПЭП, отражённый от металла и принятый ПЭП (по ГОСТ). По тому же ГОСТу с помощью этого эхо-импульса, который неправильно там назван импульсной характеристикой (на самом деле -это импульсная характеристика двойного преобразования) определяют много характеристик ПЭПа.
"У Вас есть только самый-самый первый сигнал" - назовём его возбуждающим, так вот он остался слева от экрана. Он мне не нужен. Зачем мне его рассматривать. Я ввёл задержку на дефектоскопе, растянул нужный мне эхо-импульс для изучения и всё. Никакой мистики. Я думаю, что подобные манипуляции многим знакомы и нового не дают.

Ну и на рис. 2 показан тот период колебаний, который нужно было бы ожидать в эхе. Но я не вижу чего-либо заметного с таким периодом, один шум.

Так вот это период и задемпфирован, а далее идут те переотражения в демпфере, которые возвращаются на пьезоэлемент.