Ультразвуковых волн

2.2.1. Измерение коэффициента затухания поперечной волны d_t

Так как коэффициент затухания поперечной волны d_t характеризует ослабление амплитуды волны в зависимости от расстояния r, пройденного волной (см. формулу (2.5), то достаточно сравнить две амплитуды на двух фиксированных отрезках пути, пройденных волной. Для этого выберем способ прозвучивания образца высотой Н (рис. 2.1) с угловыми отражателями поперечной волной от наклонного ПЭП с углом ввода a.

α

α

U2

U1

H

	Рис. 2.1. Схема прозвучивания образца высотой Н поперечной волной от наклонного ПЭП

 

При установке ПЭП в положение 1 путь, пройденный волной (однократное отражение), , в положение 2 (двукратное отражение) – .

Соответственно амплитуды волн с учетом уравнения (2.5) определяются по формулам:

(2.6)

 

Ослабление волны оценивается отношением значений амплитуд волн:

 

. (2.7)

 

отношение (2.7) но уже в децибелах примет вид:

 

, (2.8)

 

отсюда

. (2.9)

 

Здесь 20 lg е = 8,685; 20 lg(1/2) = – 6 дБ.

 

Обозначим: ; . (2.10)

 

Значения U_I и U_II при работе с дефектоскопом УД2-12 снимаются с кнопочного аттенюатора в отрицательных децибелах, тогда окончательно формула для определения коэффициента затухания поперечной волны примет вид:

 

. (2.11)

 

Таким образом, для косвенного измерения коэффициента затухания d_t поперечной волны при данной схеме прозвучивания в образце – параллелепипеде высотой Н – необходимо измерить амплитуду эхо-сигналов U_I и U_II в отрицательных децибелах на пути одно- и двукратного отражения от двугранных углов.

2.2.2. Измерение коэффициента затухания продольной волны d_l

Н2

Н1

Наиболее доступным способом измерения коэффициента затухания продольной волны является способ, при котором измеряются и сравниваются амплитуды донных эхо-сигналов в образце со ступеньками (рис. 2.2) при прозвучивании его прямым ПЭП на участках различной высоты, например Н₁ и Н₂.

Отношение амплитуд волн:

 

(2.12)

 

Сравнение амплитуд в децибелах даст следующую формулу для косвенного измерения:

. (2.13)

Можно произвести измерения и на одной ступеньке, но использовать не только первый донный эхо-сигнал, но и второй или третий эхо-сигналы и т. д. При использовании, например, первого и второго донных эхо-сигналов соответствующие отрезки пути, пройденные ими, будут отличаться друг от друга в два раза. Тогда формула (2.13) для данного случая примет вид:

 

, (2.14)

 

где U^(I), U^(II) – амплитуда первого и второго донного эхо-сигнала соответственно в отрицательных децибелах;

Н – высота ступеньки.

Видно, что, как и в случае косвенного измерения d_t, для измерения d _l необходимо измерить амплитуду эхо-сигналов U_I и U_II или U^(I) и U^(II) в отрицательных децибелах и расстояние от ПЭП до отражателя.