Для наглядности представления данных и удобства работы с графиком ВРЧ, переведем значения затухания аттенюатора УЗ тестера в значения усиления дефектоскопа. В области после окончания действия ВРЧ (от 64 до 70мкс) значения затухания аттенюатора тестера одинаковы и составляют 40,7дБ. Эта область соответствует усилению 43дБ дефектоскопа. Тогда ΔN = Nдефектоскопа - Nатт, для полученных значений ΔN = 43 -40,7 = 2,3дБ. Если мы прибавим к каждому значению параметра Атт., дБ таблицы значение ΔN (в данном случае 2,3дБ), то получим значение усиления дефектоскопа в данной точке. Это очень легко сделать, если таблица создана в Excel. Вводим в любую свободную ячейку значение 2,3. Копируем эту ячейку, выделяем столбец или строку со значениями Атт., дБ. Выбираем Правка → Специальная вставка → Значения Сложить. В результате к каждому значению в выделенном диапазоне будет добавлено значение 2,3 (ΔN). Получим следующую таблицу для построения графика ВРЧ:
Задержка, мкс
Усиление, дБ
19,1
19,1
19,1
19,1
19,1
19,1
19,5
19,7
20,1
20,2
20,6
20,8
21,1
21,4
21,6
22,0
Задержка, мкс
Усиление, дБ
22,2
22,5
22,7
23,1
23,2
23,6
23,7
24,2
24,7
25,2
25,7
26,2
26,7
27,1
27,6
28,0
Задержка, мкс
Усиление, дБ
28,5
29,0
29,5
29,9
30,3
30,8
31,2
31,7
32,2
32,6
33,1
33,6
34,1
34,6
35,1
35,6
Задержка, мкс
Усиление, дБ
36,1
36,6
37,1
37,7
38,2
38,7
39,2
39,7
40,2
40,7
41,3
41,8
42,2
42,7
43,0
43,0
Задержка, мкс
Усиление, дБ
43,0
43,0
43,0
43,0
43,0
43,0
На основании полученных данных в любом удобном редакторе строим график ВРЧ – график зависимости усиления от времени задержки сигнала. Пример графика, построенного в Excel, приведен на следующей странице.
Для отчета по этому разделу лабораторной работы №26 выполнить следующее:
– По приведенным данным измерений построить график ВРЧ в любом удобном редакторе (Excel, MATLAB, и т.д.) или миллиметровой бумаге. Пример графика, созданного в Excel, приведен выше.
– Определить динамический диапазон ВРЧ при данной настройке.
– Определить максимальный динамический диапазон ВРЧ, возможный при данной настройке чувствительности.
– Определить длительность измерительного импульса УЗ-тестера при указанных параметрах ГРИ 2 и ГРИ 1.
– Ответить, какая форма измерительного импульса будет на экране дефектоскопа при увеличении длительности до 10 периодов, если сигнал находится в зоне наклона ВРЧ? По какой точке импульса в этом случае будет происходить измерение координат, если дефектоскоп измеряет координаты по максимуму сигнала?
Вариант для бригады 3
Построим график ВРЧ для дефектоскопа РДМ-33. Многие специализированные дефектоскопы не имеют функции отображения кривой ВРЧ на экране дефектоскопа. Результаты измерений позволят «визуализировать», увидеть закон изменения чувствительности в дефектоскопе РДМ-33. Измерения проводятся для двух сочетаний параметров ВРЧ: задержки и глубины. Это позволит проанализировать влияние каждого параметра на зависимость усиления дефектоскопа от задержки сигнала при работе ВРЧ. Для выполнения работы используем дефектоскоп РДМ-33, ультразвуковой тестер УЗТ-РДМ, кабели Lemo4 - СР50 - 2шт., переходник СР50 - Lemo1.
Эскиз передней панели дефектоскопа РДМ-33.
Внешний вид соединительных кабелей.
СР50 - Lemo1
Lemo4 - СР-50
Устанавливаем следующие параметры настройки дефектоскопа РДМ-33
Звук выкл Тип развертки А Метод ЭМ Яркость 15 Измерение в μS № настройки 32
Внешний вид дефектоскопа при установке параметров в режиме основного меню.
Режим контроля П1 И2 Ампл. ген U 100 Усиление dB 52 0 Порог. усиление dB 0 0 Глубина ВРЧ dB 15 0 Задержка ВРЧ µs 8 0 Задержка зоны µs 0 0 Длит. зоны µs 70 32 Задержка марк µs 10 10
Вид экрана дефектоскопа при установке параметров в режиме «Страница0» настройки
Скорость м/сек 3250 5900 Угол ввода град 45 0 Частота ПЭП МHz 2,5 2,5 Задержка ПЭП µs 0.0 0.0 № ПЭП произвольная информация
Вид экрана дефектоскопа при установке параметров в режиме «Страница1» настройки:
Нагрузка – стандартная нагрузка из комплекта тестера УЗТ-РДМ.
Т1 – коаксиальный тройник из комплекта УЗТ-РДМ..
Вид верхних панелей дефектоскопа РДМ-33 и тестера УЗТ-РДМ с подключенными соединительными кабелями.
На тестере выбираем режим «Параметры ЭБ» (режим измерения параметров электронных блоков дефектоскопов). В меню устанавливаем следующие параметры: Синхр. - внешн. ГРИ2 → Частота, кГц - 2500 ГРИ1 → Задержка, мкс - 55 ГРИ1 → N периодов - 2.
Вид УЗ-тестера в момент установки параметра «Задержка, мкс».
Далее переходим к параметру «Аттен.» и, изменяя значение в строке «Затухание, дБ», как можно точнее устанавливаем уровень сигнала на пороге срабатывания дефектоскопа.
Вид УЗ-тестера в момент установки параметра «Затухание, дБ».
Последовательно изменяя параметр УЗ-тестера «Задержка, мкс» от 55 до 1мкс с шагом 1мкс, с помощью параметра УЗ-тестера «Затухание, дБ» устанавливаем амплитуду сигнала на пороге срабатывания сигнализатора дефекта (уровне измерительного маркера дефектоскопа). Записываем значение затухания аттенюатора тестера в таблицу.
Вид экрана дефектоскопа при установке уровня сигнала на пороге срабатывания в конечной точке участка (зоне 55мкс):
Вид экрана дефектоскопа при установке уровня сигнала на пороге срабатывания в средней части участка (в зоне 27мкс):
Вид экрана дефектоскопа при установке уровня сигнала на пороге срабатывания в начале участка (в зоне 2мкс):
Таблица с полученными в процессе измерения значениями.
Задержка, мкс
Атт., дБ
43,5
43,5
43,5
43,5
43,6
43,6
43,6
44,2
45,4
46,6
47,5
48,5
49,4
50,2
50,8
51,4
Задержка, мкс
Атт., дБ
52,0
52,5
53,0
53,5
53,8
54,2
54,6
54,9
55,2
55,4
55,8
56,0
56,3
56,5
56,6
56,8
Задержка, мкс
Атт., дБ
56,9
57,1
57,2
57,3
57,4
57,5
57,6
57,7
57,8
57,8
57,9
57,9
58,0
58,0
58,1
58,2
Задержка, мкс
Атт., дБ
58,2
58,2
58,2
58,3
58,3
58,4
58,4
Для наглядности представления данных и удобства работы с графиком ВРЧ, переведем значения затухания аттенюатора УЗ тестера в значения усиления дефектоскопа. В области окончания действия ВРЧ (54 – 55мкс) значения затухания аттенюатора тестера одинаковы и составляют 58,4дБ. Эта область соответствует усилению дефектоскопа 52дБ.
Усиление дефектоскопа соответствует значениям затухания аттенюатора тестера со смещением на постоянную величину. Тогда ΔN = Nдефектоскопа - Nатт, для полученных значений ΔN = 52 -58,4 = -6,4дБ. Если мы прибавим к каждому значению параметра Атт., дБ таблицы значение ΔN (в данном случае -6,4дБ), то получим значение усиления дефектоскопа в данной точке. Это очень легко сделать, если таблица создана в Excel.
Получим следующую таблицу для построения графика ВРЧ:
Задержка, мкс
Усиление, дБ
37,1
37,1
37,1
37,1
37,2
37,2
37,2
37,8
39,0
40,2
41,1
42,1
43,0
43,8
44,4
45,0
Задержка, мкс
Усиление, дБ
45,6
46,1
46,6
47,1
47,4
47,8
48,2
48,5
48,8
49,0
49,4
49,6
49,9
50,1
50,2
50,4
Задержка, мкс
Усиление, дБ
50,5
50,7
50,8
50,9
51,0
51,1
51,2
51,3
51,4
51,4
51,5
51,5
51,6
51,6
51,7
51,8
Задержка, мкс
Усиление, дБ
51,8
51,8
51,8
51,9
51,9
52,0
52,0
На основании полученных данных в любом удобном редакторе строим график ВРЧ – график зависимости усиления от времени задержки сигнала. Пример графика, построенного в Excel, приведен на следующей странице.
Повторим измерения для этих параметров ВРЧ. Получим следующую таблицу для построения графика ВРЧ:
Задержка, мкс
Атт., дБ
30,1
30,2
30,2
31,3
33,7
35,9
37,7
39,4
41,0
42,3
43,7
45,0
46,2
47,2
48,2
49,2
Задержка, мкс
Атт., дБ
49,8
50,5
51,2
51,8
52,3
52,8
53,3
53,7
54,1
54,5
54,7
55,1
55,4
55,7
55,9
56,1
Задержка, мкс
Атт., дБ
56,3
56,5
56,7
56,8
56,9
57,1
57,2
57,3
57,4
57,5
57,5
57,6
57,7
57,8
57,8
57,9
Задержка, мкс
Атт., дБ
58,0
58,1
58,2
58,3
58,3
58,4
58,4
Пересчитаем значения затухания аттенюатора тестера в значения усиления дефектоскопа. Для этого к каждому значению Атт., дБ прибавим ΔN = -6,4дБ. Получим следующую таблицу для построения графика
Задержка, мкс
Усиление, дБ
23,7
23,8
23,8
24,9
27,3
29,5
31,3
33,0
34,6
35,9
37,3
38,6
39,8
40,8
41,8
42,8
Задержка, мкс
Усиление, дБ
43,4
44,1
44,8
45,4
45,9
46,4
46,9
47,3
47,7
48,1
48,3
48,7
49,0
49,3
49,5
49,7
Задержка, мкс
Усиление, дБ
49,9
50,1
50,3
50,4
50,5
50,7
50,8
50,9
51,0
51,1
51,1
51,2
51,3
51,4
51,4
51,5
Задержка, мкс
Усиление, дБ
51,6
51,7
51,8
51,9
51,9
52,0
52,0
На основании полученных данных в строим график ВРЧ. Пример графика, построенного в Excel, приведен на следующей странице.
Для отчета по этому разделу лабораторной работы №26 выполнить следующее:
– По приведенным данным измерений построить графики ВРЧ в любом удобном редакторе (Excel, MATLAB, и т.д.) или миллиметровой бумаге. Пример графиков, созданных в Excel, приведен выше.
– Определить динамический диапазон (глубину) ВРЧ при первой настройке ВРЧ.
– Определить динамический диапазон (глубину) ВРЧ при второй настройке ВРЧ.
– Определить максимальный динамический диапазон ВРЧ, возможный при данной настройке чувствительности.
– Определить длительность измерительного импульса УЗ-тестера при указанных параметрах ГРИ 2 и ГРИ 1.
– Ответить, как повлияет второй вариант настройки ВРЧ на амплитуду сигнала пьезопреобразователя П121-2,5-45 от бокового цилиндрического отражателя Ø6мм на глубине 44мм в образце СО-2 или СО-3Р? Для расчетов принять время в призме (2Тп) равным 5мкс, угол ввода считаем в точности равным номинальному, скорость поперечной волны в образце 3 260м/с. [Подсказка: для указанного угла ввода рассчитать путь до точки отражения, рассчитать время прихода сигнала с учетом времени 2Тп и по графику или табличным данным определить разницу между общим усилением в зоне 54-55мкс и усилением в точке, соответствующей сигналу от отражателя].
– Какое влияние окажет первый вариант настройки ВРЧ на амплитуду сигнала от отверстия Ø6мм на глубине 15мм в образце СО-2 или СО-3Р при использовании пьезопреобразователя П121-2,5-70? Для расчетов принять время в призме (2Тп) равным 7мкс, угол ввода считаем в точности равным номинальному, скорость поперечной волны в образце 3 260м/с. Допустимо ли полученное изменение чувствительности за счет действия ВРЧ, если допуск на отклонение чувствительности при настройке равен ±1дБ? А если допуск равен ±2дБ?
