Вертикальное цилиндрическое отверстие (ВЦО), и прочие специфические отражатели.

[ЛюкА]

Увидел в группе Вконтакте такой красивый настроечный образец, и захотелось углубиться в тему.

Почему такой простой, технологичный отражатель не нашел особого применения в отечественной нормативке?
По идее имитирует и непровар, и свищ, и просто легко изготавливать с гарантированной повторяемостью..


Ну и заодно можно поговорить про сегментные отражатели, про отверстия с полусферическим дном (в наше время легко изготовить специальной фрезой) и прочую интересную экзотику)

 

[astrut]

Почему такой простой, технологичный отражатель не нашел особого применения в отечественной нормативке?

В РД РОСЭК подобный, причем, для настройки ВРЧ. А там чувствительность S экв задана. Задумаемся, что не так с позиций формул акустического тракта?
Кажется, еще в ВСН 012.
Отражатель, действительно, просто воспроизводимый. Я себе насверлил такие дополнительно в трубных СОПах с зарубками. И удобно - один отражатель и верх и низ. На толщинах 4-6 мм ВЦО диаметром 1 мм дает сигнал меньший, чем зарубка по ОП-501. Заодно и наглядная демонстрация окружающим, что УЗК не дает гарантий герметичности

 

[astrut]

про отверстия с полусферическим дном (в наше время легко изготовить специальной фрезой)

Тут давно была подобная тема. Утверждали, что с метрологией там дюже сложно, вроде, отклонениот сферы трудно измерить. И главное, Колян2 не подоспел вовремя. Ну, вы поняли. Попытаемся осмыслить, нужны ли здесь жесткие требования по отклонению от сферичности. Аналогия такая. Рассмотрим ПДО. Здесь самые жесткие требования. И по углу и по диаметру и по форме дна. Оно и понятно. Индикатрисса рассеяния самая острая. Рассмотрим БЦО. Изменение диаметра на пару десяток не окажет практического влияния на изменение амплитуды. Шероховатость гораздо больше влияет. Теперь полусфера. Наверное, все-таки надо ограничить угол озвучивания относительно оси отверстия, которое заканчивается полусферой. И шероховатость. А для оценки отклонения формы достаточно слепка и радиусного шаблона.
Я пытался делать небольшие полусферы, порядка 2 мм, на небольшую глубину зубными борами. Если такой отражатель сделать с торца и разместить на разных расстояниях от поверхностей, его можно озвучивать с нескольких плоскостей, соответственно, расстояния получатся разные. Я дополнил таким отражателем V-2. Получил глубину по оси примерно 4, 6 и 8.5 мм. Пробовал использовать этот отражатель для себя, при оценке ПЭП на малые толщины. Некоторые отбраковывал или допиливал

 

[ЛюкА]

Попытаемся осмыслить, нужны ли здесь жесткие требования по отклонению от сферичности. Аналогия такая. Рассмотрим ПДО. Здесь самые жесткие требования. И по углу и по диаметру и по форме дна. Оно и понятно. Индикатрисса рассеяния самая острая.

К ПДО могут быть какие угодно жесткие требования. Но отклонения размеров точно так же сложно замерять, как и шероховатость поверхности плоского донышка.
Преимущество полусферического дна - нет такой жесткой зависимости от изменения угла ввода ПЭП. А он меняется и из-за износа ПЭП, и от температуры.
Например если у нас номинально ПДО и ПЭП на 65 градусов, то по факту ПЭП может быть с реальным углом ввода 67 градусов, А объект контроля нагрет на солнышке до 50-70 градусов Цельсия. И по нормальному мы должны и утюг с плоскодонкой поместить на эту нагретую железяку, для выравнивания температуры настроечного образца и объекта контроля. И вот уже по факту угол ввода будет под 70 градусов, а плоскодонка, со своей острой индикатриссой осталась на угле 65 градусов, со всеми вытекающими из этого последствиями.

С полусферическим отражателем такой проблемы не было бы. И да, хорошо бы демонстрировалось что и поры относительно большого размера УЗК может не видеть. Если эти поры удачно кругленькие))

 

[fondue]

Но отклонения размеров точно так же сложно замерять, как и шероховатость поверхности плоского донышка.

Ну для шероховатости "отпечаток" делают рядом с отверстием инструментом которым дно отверстия спрямляли. Перпендикулярность станком обеспечивается, после хорошего станка проверять бессмысленно.
На больших толщинах (уже больше 80 мм) при использовании ПДО и угла ввода 60 градусов и более уже начинаются проблемы с отличием сигнала от плоского дна отверстия (глубина засверловки 15-20 мм) и сигнала отраженного от боковой поверхности отверстия и потом от бесконечной плоскости (ну как от зарубки). Если вместо ПДО сделать сферу, то вангую вообще катастрофа будет.

 

[ЛюкА]

Если вместо ПДО сделать сферу, то вангую вообще катастрофа будет.

Из-за чего именно будет "катастрофа"?

На больших толщинах (уже больше 80 мм) при использовании ПДО и угла ввода 60 градусов и более уже начинаются проблемы с отличием сигнала от плоского дна отверстия (глубина засверловки 15-20 мм) и сигнала отраженного от боковой поверхности отверстия и потом от бесконечной плоскости (ну как от зарубки)

Что мешает делать отверстие не 15-20 мм глубиной, а намного больше? Хоть 50-70 мм. Инструмент сейчас есть самый разный.
Да, размеры и вес такого утюга сильно увеличатся, но все равно это стационарный лабораторный НО, который в поля никто не тягает)

На больших глубинах значительно искажается угол ввода, и плоскодонка здесь вообще проигрывает.

 

[astrut]

На больших толщинах (уже больше 80 мм) при использовании ПДО и угла ввода 60 градусов и более уже начинаются проблемы с отличием сигнала от плоского дна отверстия (глубина засверловки 15-20 мм)

На такой глубине и больших углах эти проблемы еще и с квазиискривлением связаны. Что поделать - острая индикатрисса, а акустическая ось согнулась

Да, размеры и вес такого утюга сильно увеличатся, но все равно это стационарный лабораторный НО, который в поля никто не тягает)

Опять же, диапазон углов наклонных ПЭП от 40 до 70. Разделили пополам, сделали один утюг с углом 55 и полусферами на все углы ПЭП.

Наверное, все-таки надо ограничить угол озвучивания относительно оси отверстия, которое заканчивается полусферой.

Если вместо ПДО сделать сферу, то вангую вообще катастрофа будет.

А можно плоскость делать не под угол ПЭП, а с разницей градусов 10-15 . И катострофы не будет - от полусферы отражение в ПЭП попадет, а от дна - мимо

 

[ЛюкА]

На такой глубине и больших углах эти проблемы еще и с квазиискривлением связаны. Что поделать - острая индикатрисса, а акустическая ось согнулась

Да, именно это я имел ввиду. Сам термин забыл)

На больших глубинах значительно искажается угол ввода, и плоскодонка здесь вообще проигрывает.

А можно плоскость делать не под угол ПЭП, а с разницей градусов 10-15 . И катострофы не будет - от полусферы отражение в ПЭП попадет, а от дна - мимо

Про этот момент даже не думал. Вообще шикарно!


А так да, НО будет универсальный, под разные углы ПЭП.
А пересчитать эквивалентную площадь - вроде как дело техники.

 

[astrut]

А пересчитать эквивалентную площадь - вроде как дело техники

"Вот тут как раз и начинается кино" (с) Ю. И. Визбор
Для 2,5 МГц и БЦО 3 мм (7 кв мм - вполне обычное чувство) диаметр равносигнальной сферы примерно 20 мм.
БЦО 2 мм (3,1 кв мм ) диаметр равносигнальной сферы примерно 10 мм. Для 5 МГц сфера 10 мм соответствует S экв примерно 1,6 кв. мм
ЗЫ Считать лень было, открыл Ermolov Solutions

 

[ЛюкА]

Для 2,5 МГц и БЦО 3 мм (7 кв мм - вполне обычное чувство) диаметр равносигнальной сферы примерно 20 мм.

Какая-то очень бомбическая разница в габаритах..

 

[fondue]

Кстати говоря, есть еще один момент который забываем рассматривать при сравнении отражателей. В случае некачественного выполнения ПДО (ну кроме ошибки в диаметре, но это легко проверяется), то мы при настройке по такому отражателю всегда будем получать ошибку в безопасную сторону (перебраковывать). Если рассматривать изготовление сферического отражателя, то в случае если недобрать глубину сферической фрезой после сверления, то для угла ввода на который засверливались будем получать недобраковку. Также с БЦО, при недостаточной ширине образца и ошибке в направлении оси отверстия будем получать отражение по пути БЦО-плоскость и опять же недобраковывать.

 

[dea135]

Также с БЦО, при недостаточной ширине образца и ошибке в направлении оси отверстия будем получать отражение по пути БЦО-плоскость и опять же недобраковывать.

не знаю как со сферой, а с БЦО при неправильном изготовлении вряд ли будет недобраковка, скорее наоборот, также как ПДО. ну сами подумайте, если будет наклон оси или размер маленький, или поверхность шероховатая все это будет приводить к уменьшению отражения. увеличение сигнала может быть только в случае узкого образца и отражения по границам, там будет образовываться угловое зеркало, но это легко отслеживается.

 

[ЛюкА]

Ermolov Solutions

Подскажите пожалуйста, где можно скачать эту программу?
Гугл выдает какие-то левые сайты.