Technologie de test non destructive et son application (1)

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2019-09-20 origine:Propulsé

enquête

L'onde sonore est une sorte de vague longitudinale qui peut être ressentie par l'oreille humaine. Sa plage de fréquences est de 16 Hz ~ 2 kHz. Lorsque la fréquence des ondes sonores est inférieure à 16 Hz, elle est appelée onde infrasound, et lorsqu'elle est supérieure à 2 kHz, elle est appelée onde à ultrasons. Généralement, les ondes sonores ont une fréquence dans la plage de 2 kHz à 25 MHz appelée ondes ultrasoniques. Il s'agit d'une onde de vibration mécanique excitée par une source de vibration mécanique dans un milieu élastique. Son essence est de transmettre l'énergie de vibration sous forme d'ondes de contrainte. La condition nécessaire consiste à avoir une source de vibration et un milieu élastique capable de transmettre des vibrations mécaniques (incluant en fait presque tous les gaz, liquides et solides) pénètrent à l'intérieur de l'objet et peuvent voyager à travers l'objet. En utilisant diverses caractéristiques de propagation deTransducteurs de céramique piézoélectriqueDans un objet, tel que la réflexion et la réfraction, la diffraction et la diffusion, l'atténuation, la résonance et la vitesse du son, il est possible de détecter la taille, les défauts de surface et internes, les changements de tissu, etc. de nombreux objets, et c'est donc une application. La technologie de test non destructive la plus étendue et la plus importante a une technologie de test ultrasonique. Par exemple, pour le diagnostic d'échographie médicale (comme B-ultrasound), sonar en océanographie, la détection des poissons, la topographie des fonds marins, le son océan, la détection de la structure géologique, la détection des défauts sur les matériaux et les produits industriels, la mesure de la dureté, la mesure de l'épaisseur, l'évaluation de la microstructure, le concret Inspection des composants, mesure de l'humidité du piézcéramique, analyse des propriétés du milieu gazière, mesure de la densité, etc.

L'échographie a les caractéristiques suivantes:
1) Les ondes à ultrasons peuvent être propagées efficacement dans des milieux tels que les gaz, les liquides, les solides et les solutions solides.
2) Les ondes à ultrasons peuvent transmettre une énergie très forte.
3) L'échographie produit une réflexion, une interférence, une superposition et une résonance.
4) Lorsque l'onde à ultrasons se propage dans le milieu liquide, atteindre un certain niveau de puissance sonore peut produire un fort impact sur l'interface de l'objet dans le liquide (basé sur le phénomène de cavitation \") - conduisant ainsi au \" Application ultrasonique de puissance \"Technologie - Par exemple, \" Ultrasonic Cleaning \", \" Ultrasonic Drilling \", \" Ultrasonic Deburring \"(collectivement appelé \" Ultrasonic Processing \"), et similaires. être également utilisé pour le «soudage ultrasonique \» de matériaux tels que les plastiques par la vibration des ondes ultrasoniques de haute puissance.

Les tests à ultrasons (UT), qui sont appliqués dans la technologie des tests industriels non destructeurs, est la technologie de test non destructive la plus rapide et la plus utilisée dans la technologie NDT, et elle joue un rôle très important. La méthode utilisée pour générer et recevoir des ondes ultrasoniques dans la technologie de test ultrasonique qui utilise principalement l'effet piézoélectrique des cristaux, c'est-à-dire,disque de céramique pizoélectriquedes cristaux (tels que des cristaux de quartz, un titanate de baryum et des céramiques piézoélectriques telles que le titanate de zirconate de plomb). Lorsque la déformation se produit sous l'action, il y aura un phénomène électrique, c'est-à-dire que sa distribution de charge changera (effet piézoélectrique positif). Inversement, lorsqu'une charge est appliquée au cristal piézoélectrique, le cristal céramique piézoélectrique sera tendu, c'est-à-dire déformé élastique. (Effet piézoélectrique inverse). Par conséquent, un transducteur à ultrasons (sonde) est fabriqué en utilisant un cristal piézoélectrique, et une impulsion électrique à haute fréquence est entrée, et la sonde génère des ondes ultrasoniques à la même fréquence à émettre dans l'objet à inspecter, et quand est est Recevant l'onde à ultrasons, la sonde génère la même fréquence. Le signal électrique haute fréquence est utilisé pour détecter l'affichage. En plus de l'utilisation de l'effet piézoélectrique, dans certains cas, l'effet magnétostrictif (le phénomène que le fort matériau magnétique est déformé pendant la magnétisation, qui peut être utilisé comme source de vibration ou pour la mesure de la déformation), et l'utilisation de méthodes électrodynamiques (Par exemple, des méthodes électromagnétiques-acoustiques ou de SDDY décrites plus loin dans ce chapitre.

Lorsque l'onde à ultrasons se propage dans le milieu élastique, en fonction de la relation entre le modèle de vibration du point d'appui du milieu et de la direction de propagation de l'onde ultrasonique, l'onde ultrasonique peut être divisée en types suivants

(1) onde longitudionale (onde L, également appelée onde de compression, onde clairsemée) - La caractéristique de l'onde longitudinale est que la direction de vibration de la particule du milieu sonore est la même que la direction de propagation de l'onde à ultrasons (voir le figure à droite)

(2) onde de cisaillement (appelée onde S, également connue sous le nom d'onde transversale, appelée onde T, également connue sous le nom d'onde de cisaillement ou d'onde de cisaillement) - la caractéristique de l'onde transversale est la direction de vibration de la particule du milieu sonore et la direction de propagation de l'onde à ultrasons. et la relation entre le plan de vibration du point d'image et la direction de propagation de l'onde à ultrasons est encore divisée en une onde transversale verticalement polarisée (onde SV, qui est l'onde transversale la plus couramment utilisée dans les tests ultrasoniques industriels) et la transversale polarisée horizontale et la plus courante L'onde (onde SH, également connue sous le nom de Love Wave-le Libo est en fait le mode de vibration des ondes sismiques).

Une extrémité de la tige du capteur dans la sonde d'onde longitudinale est fixée avec un grand corps rigide de masse, et l'autre extrémité est incrustée d'un diamant. Lorsque l'intecteur n'est pas en contact avec l'article d'essai (gauche a), l'indente est dans un état libre. Une fois la vibration longitudinale formée, l'extrémité fixe de la tige du capteur est le nœud d'onde de la vibration, et l'extrémité de la tête devient l'antitinode de la vibration due à la plus grande amplitude, de sorte que la longueur de la tige est égale à 1/4 de la longueur d'onde de vibration, et la fréquence est que le capteur est à la fréquence de résonance à l'état libre. Lorsque l'extrémité du capteur est complètement serrée par la pièce d'essai et le corps rigide de grande masse, il est idéal que les deux extrémités de la tige du capteur deviendront des nœuds d'onde de vibration, et la longueur de la tige est égale à la longueur d'onde de vibration est 1/2, et la fréquence de résonance à l'heure actuelle est égale à deux fois la fréquence initiale lorsque l'extrémité de l'indenteur est à l'état libre.

Quand lecéramique électrique piézoest pressé sur la pièce d'essai, elle se situe généralement entre ce qui précède. Sous la charge fixe, pour la pièce d'essai avec le même module élastique, si la dureté de la pièce d'essai est inférieure, plus la zone de contact entre l'indemne et sa surface est grande, plus le degré de serrage de l'extrémité indemne du capteur est grand Rod, de sorte que l'amplitude des vibrations de l'extrémité est plus petite et que le point d'antinode vibrationnel correspondant se déplace vers l'extrémité fixe de la tige. Par conséquent, plus la longueur d'onde de vibration est petite, plus la fréquence de résonance est élevée de la tige. La dureté de la pièce d'essai peut être déterminée en mesurant le changement dans la fréquence de résonance de la tige du capteur. Le module élastique de la pièce d'essai affectera également la zone de contact, c'est-à-dire le changement de la fréquence de résonance de la barre du capteur. Par conséquent, la méthode du test de dureté à ultrasons est une méthode de mesure comparative, et il est nécessaire d'éliminer l'influence en utilisant une pièce de test ayant le même module élastique et la pièce de test comme pièce d'essai d'étalonnage. Dans la sonde, il y a une tige de capteur avec un effet magnétostrictif, une extrémité soudée dans un cylindre en acier, le cylindre est beaucoup plus grand que le capteur, l'autre extrémité est réglée avec 136 indentis de pyramide de diamant, la bobine d'excitation est autour de la tige du capteur, Une pièce de cristal piézoélectrique est fixée près de la jonction de la tige du capteur et du cylindre.