Методы собственных колебаний

Эти методы основаны на возбуждении в ОК вынужденных или свободных колебаний и измерении их параметров: собственных частот и величины потерь.

Свободные колебания возбуждают путем кратковременного воздействия на ОК (например, механическим ударом), после чего он колеблется в отсутствии внешних воздействий.

Вынужденные колебания создают воздействием внешней силы с плавно из­меняемой частотой (иногда применяют длинные импульсы с переменной несущей частотой). Регистрируют резонансные час­тоты по увеличению амплитуды колеба­ний при совпадениях собственных частот ОК с частотами возмущающей силы. Под влиянием возбуждающей системы в неко­торых случаях собственные частоты ОК немного изменяются, поэтому резонанс­ные частоты несколько отличаются от собственных. Параметры колебаний изме­ряют, не прекращая действия возбуждаю­щей силы.

Различают интегральные и локальные методы. В интегральных методах ана­лизируют собственные частоты ОК как единого целого, в локальных - отдельных его участков. Информативными парамет­рами служат значения частот, спектры собственных и вынужденных колебаний, а также характеризующие потери добротность и логарифмический декремент затухания.

Интегральные методы свободных и вынужденных колебаний предусматривают возбуждение колебаний во всем изделии или значительном его участке. Методы применяют для контроля физико-меха- нических свойств изделий из бетона, керамики, металлического литья, и других материалов. Эти методы не требуют сканирования и отличаются высокой производительностью, но не дают информации о месте расположения и характере дефектов.

Локальный метод свободных колебаний основан на возбуждении свободных колебаний на небольшом участке ОК. Метод применяют для контроля слоистых конструкций по изменению спектра частот в части изделия, возбуждаемой путем удара; для измерения толщин (особенно малых) труб и других ОК посредством воздействия кратковременным акустическим импульсом.

Локальный метод вынужденных колебаний (УЗ-резонансный метод) основан на возбуждении колебаний, частоту которых плавно изменяют. Для возбуждения и приема УЗ-колебаний используют совмещенный или раздельные преобразователи. При сов­падении частот возбуждения с собственными частотами ОК (нагруженного прие­мопередающим преобразователем) в системе возникают резонансы. Изменение толщины вызовет смещение резонансных частот, появление дефектов - исчезновение резонансов.

Акустико-топографический метод имеет признаки как интегрального, так и локального методов. Он основан на возбуждении в ОК интенсивных изгибных колебаний непрерывно меняющейся частоты и регистрации распределения амплитуд упругих колебаний на поверхности контролируемого объекта с помощью наносимого на поверхность мелкодисперсионного порошка. На дефектном участке оседает меньшее количество порошка, что объясняется увеличением амплитуды его колебаний в результате резонансных яв­лений. Метод применяют для контроля соединений в многослойных конструкци­ях: биметаллических листах, сотовых панелях и т.п.

Импедансные методы

Эти методы основаны на анализе изменения механического импеданса или входного акустического импеданса участка поверхности ОК, с которым взаимодействует преобразователь. Внутри группы методы разделяют по типам возбуждаемых в ОК волн и по характеру взаимодействия преобразователя с ОК.

Метод применяют для контроля дефектов соединений в многослойных кон­струкциях. Его используют также для измерения твердости и других физико-механических свойств материалов.

Отдельным методом хотелось бы рассмотреть метод ультразвуковой дефектоскопии.

Ультразвуковая дефектоскопия применяется не только к крупногабаритному оборудованию (к примеру трансформаторы), но так же и к кабельной продукции.

Основные типы оборудования для ультразвуковой дефектоскопии:

1. осциллографы, позволяющие регистрировать осциллограмму сигнала и его спектр.

2. ультразвуковой зонд, в котором используется гетеродинирование сигнала и прослушивание преобразованного спектра сигнала через наушники;

3. ультразвуковой модератор, который позволяет записать, замедлить и услышать ультразвуковой сигнал.