XIV Seminarium NIENISZCZĄCE BADANIA MATERIAŁÓW Zakopane, 4-7 marca 2008 TOR AKUSTYCZNY I ELEKTRYCZNY DEFEKTOSKOPU ULTRADŹWIĘKOWEGO

Transkrypt

1 XIV Seminaium IEISZCZĄCE BADAIA MATERIAŁÓW Zakopane, 4-7 maca 008 TOR AKUSTYCZY I EEKTRYCZY DEFEKTOSKOU UTRADŹWIĘKOWEGO Bogdan Rojek, Andzej Koneta Ultamet S.C., ultamet@adom.net 1. Wstęp. Defektoskop ultadźwiękowy jest dobym pzykładem uządzenia, któego konstukcja wymaga wiedzy i doświadczenia w kilku obszaach: elektoniki analogowej i cyfowej, opogamowania, spzętu komputeowego, metod pzetwazania sygnałów,..itp. Wykozystanie defektoskopu do badań nieniszczących powiązane jest z szeegiem zagadnień obejmujących : zjawiska akustyczne, pzetwoniki ultadźwiękowe, metody badań, technologie podukcji (głównie w metalugii), nomy na badania, kwalifikacje opeatoów. W tym opacowaniu, Autozy podjęli póbę zapezentowania tylko wybanych zagadnień kozystając zaówno z dostępnej liteatuy jak i z własnych ponad dwudziestoletnich doświadczeń zdobytych podczas konstukcji i wdażania w pzemyśle wielu własnych ozwiązań defektoskopów ultadźwiękowych.. Schemat blokowy defektoskopu. a ys.1 pzedstawiono schemat blokowy impulsowego defektoskopu ultadźwiękowego z podłączonymi głowicami ultadźwiękowymi, któe są akustycznie spzężone z badanym obiektem. Głowice, ośodek spzęgający i badany obiekt zaliczamy do tou akustycznego. To elektyczny stanowią uządzenia elektoniczne do pobudzania głowicy, odbieania sygnałów z głowicy oaz układ zobazowania sygnałów na ekanie defektoskopu. aca defektoskopu polega na cyklicznym powtazaniu następującej sekwencji zdazeń:- pobudzenie głowicy pzez nadajnik - emisja impulsowej fali ultadźwiękowej do obiektu - zjawiska związane z popagacją fali w obiekcie konwesja fali ( odbitej/ pzechodzącej) na sygnał elektyczny w głowicy odbioczej obóbka odebanego sygnału (wzmacnianie, filtacja) zobazowanie sygnału w fomie wykesu napięcie-czas. zy dostatecznie dużej częstości powtazania cyklu (tzw. RF) na ekanie mamy żywy obaz ech ultadźwiękowych. Odpowiednia intepetacja tych ech pzez opeatoa (bądź wyspecjalizowane układy elektoniczne i algoytmy pogamowe) pozwala na identyfikację i ocenę nieciągłości badanego ośodka (wady, kawędzie) lub pomiay wybanych własności akustycznych mateiału ( pędkość fali, tłumienie). W pezentowanym schemacie mamy do czynienia z tzw. defektoskopem cyfowym, w któym zobazowanie sygnału jest opate na zamianie sygnału analogowego na ciąg póbek (liczb ) w pzetwoniku A/C a następnie wyświetlenie na ekanie wykesu pzez mikokompute. W defektoskopach staszej geneacji, zobazowanie ech jest ealizowane jak w klasycznym oscyloskopie na ekanie lampy elektoluminescencyjnej.

2 TOR AKUSTYCZY AAOGOWY TOR EEKTRYCZY CYFROWY O adajnik "/O" "+O" Odbionik zetw. A/C Gen. zeg. Bufo póbek Mikokompute Ekan óbki Obaz Klawiatua eyfeia Steowanie Sygnał zegaowy apięcie (watość póbki) Czas (nume kolejny póbki) ume Watość pobki póbki (czas) (napięcie) Fagment bufoa póbek Rys 1. Schemat blokowy defektoskopu z ilustacją idei pzetwazania analogowo-cyfowego. 3. To akustyczny. Rzetelne omówienie tou akustycznego wymagało by zapezentowania obszenego mateiału zaówno z zakesu akustyki, głowic ultadźwiękowych jak i metod badania zależnych od konketnego zastosowania. Oganiczono się do typowej sytuacji wykozystania uządzenia pzy wykywaniu wad pojedynczą głowicą. a wstępie pzypomnijmy w dużym skócie elementany zakes wiedzy techniki ultadźwiękowej Zjawisko piezoelektyczne. Jednym ze sposobów wytwozenia fali ultadźwiękowej jest wykozystanie dgającego mechanicznie źódła, któe pzekazuje enegię do ośodka z nim spzężonego. ajczęściej jako źódeł używa się pzetwoników elektoakustycznych, bazujących na odwacalnym zjawisku piezoelektycznym. ośód wielu mateiałów piezoelektycznych w głowicach ultadźwiękowych powszechnie używa się piezoceamik, np. spieków cykonianu ołowiu bzo3 i tytanianu ołowiu btio3 - okeślanych umownie jako ZT (b-z-ti). iezoceamikę wytwaza się metodą pasowania poszków i wypalania w piecu tunelowym. astępnie nanosi się wastwy seba jako elektody po czym element poddaje się polayzacji pzez pzyłożenie silnego pola elektycznego w tempeatuze tuż powyżej punktu Cuie i powolne schłodzenie. o tym zabiegu dipole elektyczne są zoientowane są w kieunku polayzacji. Jeżeli cienką płytkę piezoelektyka, o gubości d, poddamy napężeniu

3 mechanicznemu x w kieunku polayzacji ( ściskanie lub ozciąganie powodujące zmianę gubości płytki o Δx ) to na elektodach pojawi się ładunek elektyczny popocjonalny do napężenia i pola powiezchni. Różnica potencjałów między elektodami U wynika z wielkości zaindukowanego ładunku i pojemności statycznej. Ten efekt nazywamy postym zjawiskiem piezoelektycznym. Analogicznie, jeśli do elektod swobodnej płytki pzyłożymy napięcie U t to płytka zmieni gubość o Δx t popocjonalnie do wielkości i kieunku napięcia - jest to tzw. odwotne zjawisko piezoelektyczne. stan swobodny wymuszone napężenie x wymuszone napięcie U t U = 0 d U d - Δx U t d - Δx t U = h 33 Δx U = g 33 d x Δx t = d 33 U t Rys. Ilustacja zależności w zjawisku piezoelektycznym. Stałe piezoelektyczne h 33, g 33, d 33 wiążą napięcia z odkształceniem bądź ciśnieniem. Dla piezoceamiki ZT-5 typowe watości to : d 33 = [m/v], g 33 = [Vm/]. Zauważmy jak znikome są zmiany gubości płytki, np. pzy wymuszeniu napięcia U t = 300V gubość zmieni się o Δx t = d 33 U t = [m] = 85.5 nanometów. Z kolei aby dla płytki o gubości 1mm uzyskać napięcie U zędu 1mV, na skutek wymuszonego zewnętznego ciśnienia, jego watość będzie x = U /( g 33 d ) = / [/m ] 41.6 [a]. Omówione pzypadki dotyczyły wymuszeń statycznych (niezmiennych w czasie). 3.. ole ultadźwiękowe. Jeśli do okągłej płytki o śednicy D i gubości d pzyłożymy pzemienne napięcie sinusoidalne, to wytwozy się stan ustalony gdzie płytka będzie dgać w kieunku gubości (tzw. dgania tłokowe ) z częstotliwością wymuszenia. Gdy płytka spzężona będzie mechanicznie z innym ośodkiem mateialnym tak by możliwe było pzekazywanie dgań cząstek to na skutek oddziaływań spężystych w ośodku powstanie podłużna fala ultadźwiękowa. Obsza w któym ozchodzi się fala nazywamy polem ultadźwiękowym. ależy podkeślić, że amplituda odkształcenia Δx t będzie zależna od napięcia ale także od częstotliwości, gdyż występuje tu zjawisko silnego ezonansu mechanicznego maksimum pzypada dla takiej częstotliwości gdy gubość d jest ówna połowie długości fali w piezoelektyku.

4 odkształcenie x b ~ U t c Fala Fala a d +/- Δx t a 1Mz b 4Mz c 5Mz Rys. Zjawisko ezonansu mechanicznego pzy pobudzaniu płytki. Zależność na względną zmianę ciśnienia akustycznego / 0 od odległości,w osi kołowego źódła, podano poniżej. Bioąc watość bezwzględną tego wyażenia naysowano wykesy dla unomowanej odległości l/ - gdzie jest długością pola bliskiego. Obsewujemy silne wahania ciśnienia w polu bliskim oaz spadek typu 1/l w polu dalekim. 0 sin[ ( D / 4 l l)] D 4 D D 4 ole bliskie ole dalekie Rys 4. Rozkład ciśnienia na osi okągłego źódła o dganiach tłokowych W paktyce, w defektoskopach impulsowych pzetwonik głowicy pobudza się kótkim impulsem elektycznym po czym nadajnik jest odłączony od głowicy. W zależności od doboci mechanicznej układu dgającego, płytka piezoelektyka wykona kilka..kilkadziesiąt dgań o częstotliwości ezonansowej w konsekwencji do spzężonego ośodka zostanie wyemitowana impulsowa ultadźwiękowa fala podłużna. pobudzenie dgania głowicy Rys 5. obudzenia impulsowe pzetwonika głowicy

5 W tym pzypadku wato zauważyć, że wahania ciśnienia akustycznego w polu bliskim na osi źódła są znacznie mniejsze i zależy to od czasu wygaszenia dgań własnych głowicy po pobudzeniu. a l b c apięcie - U / 0 Czas - t d Odległość - l Rys 6. Ilustacja poglądowa wpływu czasu dgań pzetwonika na wahania ciśnienia w polu bliskim Wacając do ciągłego pobudzenia głowicy napięciem sinusoidalnym, wato pzypomnieć jaki jest ozkład ciśnienia akustycznego w polu dalekim w całej pzestzeni (nie tylko na osi źódła). W ogólności należałoby ozpatywać pzestzeń tójwymiaową, ale z uwagi na symetię obotową względem osi źódła wystaczy płaski pzekój. Opisane jest to zależnością we współzędnych biegunowych / 0 = f (,φ) 0 J 1 ( x) e x ; x Dsin ; - odległość od źódła, - kąt odchylenia od osi wiązki, długość pola bliskiego - współczynnik tłumienia fal, J 1 (x) - funkcja Bessela piewszego zędu Zależność ta jest słuszna dla taczy o dganiach tłokowych, zatem nie tylko opisuje źódła piewotne jakim jest pobudzany elektycznie piezoelektyk ale można też tak opisać pole ultadźwiękowe kołowego eflektoa odbijającego padającą falę płaską. W tym pzypadku eflekto jest wtónym źódłem fali ultadźwiękowej. J ( x) Wyażenie 1 pzyjęto nazywać chaakteystyką kieunkową źódła, obazującej x kieunki popagacji fali. Własności kieunkowe źódła badzo silnie zależą od stosunku jego śednicy do długości fali. a pzykład,dla głowicy Z4K (f = 4Mz, D= 10mm)

6 pomieniującej do wody, stosunek D/λ 6. Z kolei dla wady płaskodennej d = mm w stali, pzy częstotliwości fali 4Mz, stosunek d/λ oniżej jest kilka pzykładów chaakteystyki kieunkowej we wsp. biegunowych ( K, φ) J1( Dsin ) K ( ), Dsin gdzie: K (φ) to długość pomienia na chaakteystyce, φ- kąt odchylenia od osi zy dużych stosunkach D/λ fala ozchodzi się w smukłym obszaze listka głównego chaakteystyki kieunkowej i obszaach listków bocznych. Dla małych stosunków D/λ, np. w pzypadku małych płaskodennych eflektoów, fala ozchodzi się w szeokim obszaze ze wzostem śednicy eflektoa dominującym kieunkiem staje się oś główna.

7 D/λ =1.33 D/λ = 5.3 Rys 7. zykłady chaakteystyk kieunkowych dla źódeł kołowych pzy óżnych D/λ

8 3. 3. Oszacowanie echa wady. Rozważmy pzykład oszacowania wysokości echa od małego kołowego eflektoa płaskodennego w elemencie stalowym. Dane wyjściowe są następujące: głowica Z4K, f=4mz, D= 10mm, śednica eflektoa (wady) d = mm, odległość wady od powiezchni = 150mm, odległość dna D = 00mm, tłumienie w stali dla 4Mz α = [p/mm]. omijamy staty spzężenia. ( indeksy * dotyczą eflektoa a indeksy * t głowicy) Długość fali λ = c/f = 5.94 mm/ μ s 0.5 μ s 1.5mm ole bliskie głowicy t = (D - λ ) /4 λ D /4 λ = 100/ mm ole bliskie eflektoa = (D - λ ) /4 λ = (4-.5)/6 0.9 mm Odległości względne / t = 9; / = 517; Wychodząc z zależności na ciśnienie w polu dalekim, pzy kącie φ = 0, wyażenie na J ( x) chaakteystykę kieunkową 1 = 1, zatem 0 e ; x Wada leży w polu dalekim głowicy ( = 9 t ) zatem ciśnienie na powiezchni wady 1 można pzyjąć za stałe na całej jej powiezchni t 1 0 ) ; Reflekto pomieniuje falę zwotną w kieunku głowicy (któa jest w polu dalekim eflektoa), dającą na całej powiezchni głowicy stałe ciśnienie. ) 0 ) t 1 0 t ) 0 0 StS D 4 d 4 onieważ wysokość echa od wady jest liniowo związana z, to w tym momencie otzymaliśmy zależność na powszechnie znaną egułę: wysokość echa od małego eflektoa kołowego ( mniejszego od pzekoju wiązki) w polu dalekim jest wpost popocjonalna do jego pola powiezchni (S ) a odwotnie popocjonalna do kwadatu odległości od głowicy (1/ ) ); ) ); Ciągle jako niewiadomą mamy ciśnienie początkowe głowicy 0. obliczyć stosunek / 0, bo to jest ciekawa infomacja: Możemy co pawda

9 t ) ) 1 ; 1 i mamy ezultat, że ciśnienie fali jaka powóciła do głowicy od eflektoa jest 1 azy mniejsze niż ciśnienie fali wyemitowanej pzez głowicę. D Rys 8. oglądowe pzedstawienie pola dalekiego głowicy(ciemniejsze) i eflektoa(jaśniejsze) iewiadomą 0 można wyeliminować dokonując dodatkowego pomiau, np. wysokości echa dna. zy odbiciu fali od płaskiej powiezchni większej od pzekoju wiązki fali padającej można się posłużyć następującym ozumowaniem. Rozbieżna wiązka fali ze źódła odbijana jest w sposób lustzany, fala wóci do głowicy pzebywając dogę D. Zauważmy, że bioąc pod uwagę ozbieżność wiązki, ciśnienie fali docieającej do głowicy będzie takie same jak ciśnienie fali w odległości D gdyby odbicia nie było. D 1 D D 0 D D Rys 9. Ilustacja ozumowania pzy okeślaniu echa dna

10 D); D 0 t t 1D 0 D D D Ostatnia zależność potwiedza kolejną dobze znaną egułę, że : w polu dalekim wysokość echa od eflektoa nieskończonego ( większego od pzekoju wiązki) jest odwotnie popocjonalna do odległości od głowicy (1/ D ) ); D D K K D t K0 t K0 D D D ); D ) ); K stala podstawiając dane liczbowe mamy D 00 D D D ) 00) Echo od eflektoa jest 37.4 azy mniejsze niż echo dna. Oczywiście wysokość echa na ekanie defektoskopu nie może pzyjąć dowolnej watości, bo może być niewidoczne (za małe) albo nasycone (za duże) - dlatego echa poównuje się względnie pzez spowadzenie do stałej wysokości, np. 0.5 max manipulując egulatoem wzmocnienia. ależy podkeślić, że w naszym pzykładzie szukaliśmy wysokości echa dla eflektoa o znanym wymiaze, z eguły jednak postępujemy odwotnie szukamy nieznanego ozmiau eflektoa znając wysokość jego echa odczytaną z ekanu apaatu. W tym pzypadku jest ta analogiczna ścieżka postępowania ale z inną niewiadomą. Jesteśmy już o kok od wypowadzenia zależności na tzw. wykes OWR wiążący ozmiay eflektoów, unomowane odległości i óżnice wzmocnień odsyłamy jednak Czytelnika do liteatuy, np. [] aby pześledzić konstukcję takiego wykesu. W tym ozumowaniu chodziło aczej o pokazanie idei oszacowania względnego, powszechnej w technice defektoskopowej, co zostało zobione. Opócz oszacowania wielkości eflektoów metodą OWR, w paktyce stosuje się też oszacowania pzez poównania wysokości echa nieznanego eflektoa z wysokością echa od podobnego eflektoa o znanej śednicy i położeniu - musimy tu dysponować tzw. wzocem z wadami sztucznymi o znanych wymiaach i położeniu. Często w badaniach nie inteesuje nas bezwzględna wielkość wady ale decyzja czy wykyta wada ma ozmia mniejszy albo większy od wady odniesienia, jest to tzw. kwalifikacja pogowa powszechnie zalecana w wielu nomach na badania ultadźwiękowe. zykładem takiej techniki jest metoda DAC.

11 4. To elektyczny Odbionik Sygnały elektyczne jakie otzymujemy z głowicy podczas dgań głowicy w chwili pobudzenia a później po odebaniu impulsowej fali ultadźwiękowej po odbiciu od nieciągłości ośodka badanego mogą się óżnić co do amplitudy o kilka zędów wielkości. Stąd istnieje konieczność stosowania szeokopasmowego wzmacniacza o egulowanym tłumieniu /wzmocnieniu - typowo w zakesie -0dB/+60dB, chociaż spotyka się apaaty z zakesem dynamiki zędu -40dB / +80dB. Wyjściowe napięcie po wzmocnieniu jest typowo w zakesie Vpp, bo tego zędu jest zakes napięć wejściowych pzetwoników analogowo- cyfowych. zy wzmacnianiu badzo słabych sygnałów z głowic, zędu 100μV..1mV, istotnym poblemem są szumy własne wzmacniacza, szumy własne głowicy oaz wszelkiego odzaju zakłócenia impulsowe jakie są zbieane pzez głowicę oaz pzesłuchy zakłóceń z toów zasilających defektoskopu. Układy zasilania zazwyczaj opate są o kluczowane pzetwonice impulsowe, któe potafią dawać zakłócenia leżące w obszaze widma sygnału ultadźwiękowego. Dlatego w popawnych konstukcjach wstzymuje się pacę tych pzetwonic na okes akcji ultadźwiękowej a enegia do zasilania pobieana jest w tych momentach z kondensatoów. p( u) 1 U sk e ( u u) U sk u ( 3U sk) pu ( ) du Usk ścieżka szumu u widmo szumu en f G(f) Go B WZMACIACZ f apięcie szumów U en. Go. sk = B Rys 10. Ilustacja zjawisk szumowych wzmacniacza Zjawiska szumów i zakłóceń są odębne natomiast na ekanie obsewujemy ich sumayczny efekt. Szum jest losowym sygnałem elektycznym wynikającym z chaotycznego uchu nośników pądu w elementach bienych i aktywnych pod wpływem dgań cieplnych. Dla szumów cieplnych (zwanych też szumem białym ) funkcja opisująca pawdopodobieństwo pojawienia się amplitudy szumu u w chwili t ma ozkład Gaussa, z zeową watością śednią i watością skuteczną szumu ówną odchyleniu standadowemu. Watość szczytowa szumu paktycznie nie pzekacza potójnej watości skutecznej. Chaakteystyczną cechą szumu białego jest to, że gęstość widmowa mocy szumów jest niezależna od częstotliwości. Dla wzmacniaczy podaje się jako paamet szumowy watość e n [ nv/ z ] odniesioną do wejścia wzmacniacza dla tempeatuy 0 C. Współczesne niskoszumne wzmacniacze szeokopasmowe mają e n nv/ z. Dla typowych danych : wzmocnienie G 0max = 80 db, szeokość pasma B = 16 Mz, watość skuteczna szumów wyjściowych wynosi :

12 4 6 U sk eng0 max B 1.0n[ V / z] z 40mV Watość szczytowa szumu nie pzekoczy 3 U sk czyli 10mV. Jeśli zakes napięć wejściowych pzyjmiemy typowo 0... V o ścieżka szumu bez podłączonej głowicy nie powinna pzekaczać 6 % wysokości ekanu. Łatwo spawdzić, że po podłączeniu głowicy, bez spzęgania jej z badanym obiektem, dla większości defektoskopów cyfowych dla największych wzmocnień ścieżka szumu jest istotnie większa ( czasem kilka.. kilkanaście azy ) - stąd wniosek, iż dominującym czynnikiem są szumy własne głowicy oaz zakłócenia. Sygnał opócz wzmacniania amplitudy podlega też filtacji w dziedzinie częstotliwości odpowiednimi filtami pasmowymi. Filty powinny być tak ustawione aby optymalnie pokyć widmo sygnału z głowicy. Za wąskie pasmo daje efekty zniekształceń sygnału, za szeokie powoduje nadmieny wzost ścieżki szumu któy niepotzebnie jest wzmacniany. T=1/fo T T dziedzina czasu: impuls - f(t) posta Tansfomacja Fouiea odwotna fo fo 3fo 5fo fo G(f) Szeokość pasma B(-3dB)= fg-fd WZMACIACZ dziedzina częstotliwości: widmo - F Wejście 3dB Wyjście fd B fg f G(f) G(f) f f pasmo nadmiaowe - niekozystny wzost szumów pasmo za wąskie - pogoszenie zdolności ozdzielczej Rys 11. Związki między dziedziną czasu i częstotliwości oaz dobó pasma pzenoszenia We współczesnych defektoskopach to wzmacniacza zawiea specjalne układy z możliwością dynamicznej koekcji wzmocnienia w funkcji czasu jest to zasięgowa egulacja wzmocnienia ZRW ( ang. TCG, Time Contol Gain). Jak pokazano wcześniej, wysokość ech od jednakowych wad położonych coaz dalej od głowicy spada z kwadatem odległości. owoduje to konieczność koekcji tego efektu pzy intepetacji wielkości wad. Koekcja może być poceduą OWR, DAC albo koekcja spzętowa ZRW. Od momentu pobudzenia nadajnika aż do czasu końca obsewowanego zasięgu tak manipulujemy

13 wzmocnieniem, aby coaz słabsze echa były coaz silniej wzmacniane w efekcie można dobać funkcję egulacji tak by wyównać poziom ech dla wad w óżnych odległościach OKA DAC OKA ZRW 0dB + 6dB + 1dB + 16dB Rys 1. oównanie idei koekcji DAC i ZRW 4.. adajnik. obudzenie głowicy do dgań uzyskuje się pzez chwilowe dołączenie kluczem elektonicznym naładowanego kondensatoa C do głowicy. adajnik chaakteyzują amplituda impulsu - Ui, czas naastania - t, długość impulsu - t i, ezystancja tłumiąca - Rt, częstotliwość powtazania - RF. Czas naastania zależy od szybkości działania i ezystancji klucza. Dla małych pojemności ( nf ) i klucza tyystoowego kondensato ozładowuje się całkowicie dając impuls szpilkowy. Dla pojemności zędu kilkudziesięciu nf i klucza typu MOSFET uzyskujemy impuls quasi postokątny - w tym pzypadku głowica pobudzana jest dwukotnie : silnie na opadającym zboczu i słabiej na naastającym ( óżnica ezystancji wyjściowych nadajnika pzy zwieaniu i ozwieaniu klucza). Kontolując czas załączenia ti mamy wpływ na kształt obwiedni impulsu nadawczego i możliwość pewnej

14 popawy zdolności ozdzielczej. aamety impulsu pzyjęto okeślać na okeślonej ezystancji tłumiącej ( np. 50 Ω ), bez podłączonej głowicy. Rys 13. Uposzczony schemat elektyczny nadajnika 4.3. Układ zobazowania. W defektoskopach stosuje się standadową metodę zobazowania sygnałów analogowych na cyfowym ekanie (CD, TFT, E), kozystając z pzetwoników analogowo-cyfowych i systemu mikokomputeowego. Uwagę skupimy jedynie na częstotliwości póbkowania. Opócz zobazowania, mikokompute ealizuje pomiay sygnałów np. maksymalna amplituda w bamce lub położenie echa. Szezej omówiono to w [??]. Wiadomo, że ciąg póbek nie epezentuje absolutnie wszystkich możliwych watości chwilowych sygnału zeczywistego - zatem błąd zobazowania (ale także pomiaów) będzie malał gdy ośnie częstotliwość póbkowania. Typowe watości częstotliwości póbkowania są w zakesie Mz w zależności od typu apaatu. [%] 9% Amax 19% [%] = Amax -A 100% Amax A Tp=1/f p 7.6% 4.8% 1.% 0.5% fp f Rys 14. Wpływ częstotliwości póbkowania na błąd okeślenia amplitudy a ysunku pokazano zależność wielkości błędu okeślenia amplitudy [%] od f p /f (gdzie: f p częstotliwości póbkowania, f częstotliwość sygnału z głowicy) zakładając sinusoidalny kształt szczytu impulsu. zykładowo, jeśli używamy głowicy o częstotliwości f = Mz, to pzy f p = 40Mz błąd okeślenia amplitudy impulsu będzie zędu 1%. Efektem zobazowania jest wykes tzw. A- Scanu, czyli amplitudy sygnału ultadźwiękowego z głowicy w funkcji odległości (czasu). Zaawansowane apaaty mają szeeg waiantów zobazowania, np. B-Scan, C-Scan. Wykes A-Scanu może być w pezentacji F (RF) czyli natualnej tak jak jest to na głowicy albo w pezentacji po detekcji z filtacją obwiedni. Typowe defektoskopy pzenośne zbudowane są w fomie autonomicznego uządzenia z własnym zasilaniem i ekanem typu TFT, komunikacja opeatoa z uządzeniem pzez klasyczny układ pzycisków klawiatuy. Wiele fim podukuje apaaty w fomie pzystawki do zewnętznego komputea laptop, kozystając z dużej mocy obliczeniowej pocesoa. Z eguły te uządzenia są dosyć wyspecjalizowane i ofeują bogaty zestaw intefejsów zewnętznych, jak też zaawansowane metody wspomagania pomiaów,

15 pzetwazania wyników i achiwizacji. oniżej mamy pzykład ekanu defektoskopu UMT-17 połączonego z komputeem laptop łączem USB. Opócz standadowych A-Scanów (liniowych i logaytmicznych), uządzenie ma możliwość analizy widmowej sygnałów, edycję funkcji koekcyjnej ZRW i DAC, kilka opcji pomiaów automatycznych i możliwość podłączenia óżnych intefejsów zwłaszcza do postych systemów badań zautomatyzowanych. Rys 15. Wykes A-Scanu (po detekcji) na ekanie monitoa defektoskopu UMT Wejścia i wyjścia peyfeyjne. W zależności od modelu defektoskopu, spotyka się óżne możliwości podłączania uządzeń peyfeyjnych. Można je podzielić na standadowe i specjalne. Standadowe to np. : dukaka, wyjście video do ejestacji obazu, wyjście do zewnętznego monitoa komputeowego, łącze komunikacyjne do komputea (np. RS3, USB), dodatkowe pamięci. eyfeia specjalne to óżnego odzaju skaney np. do okeślania położenia głowicy podczas skanowania obiektu, wyjścia alamowe sygnalizujące pogowo poziom ech w bamkach monitoów, wyjścia analogowe sygnału ultadźwiękowego, wyjścia analogowe amplitudy maksymalnej w bamkach, itp. 5. iteatua. 1. Josef Kautkame, ebet Kautktame Ultasonic Testing of Mateials Spinge- Velag ew Yok Jaoslav Obaz, Ultadźwięki w technice pomiaowej WT, Waszawa B. Rojek, A. Koneta Ultadźwięki - aboatoium Skypt dydaktyczny, Ultamet 006