Defektoskopia ultradźwiękowa - wstęp

Defektoskopia ultradźwiękowa - wstęp 1. Definicja fal ultradźwiękowych Ultradźwiękowe badanie materiałów pozwala na określenie szeregu ich własności. Metody ultradźwiękowe pozwalają nie tylko na badania makrostrukturalne, wykorzystywane w defektoskopii wyrobów przemysłowych czy diagnostyce medycznej, ale również na badanie mikrostruktury dające możliwość wyznaczenia takich wielkości jak: moduły sprężystości, współczynnik tłumienia, zawartość domieszek, gęstość dyslokacji, średnią długość pętli dyslokacyjnej, średnią wielkość ziarna materiałów polikrystalicznych. Dla poznania struktury krystalicznej metali szczególnie cenne są badania rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w stanie przewodnictwa. Badanie wpływu minimalnych zanieczyszczeń na własności akustyczne monokryształów pozwala, między innymi ustalić strukturę dyslokacji oraz mechanizm ich powstawania i poruszania się. W płynach do najczęściej wyznaczanych za pomocą badań ultradźwiękowych wielkości należą: stosunek ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu i przy stałej objętości, lepkość, ściśliwość adiabatyczna, średnice cząsteczek, wartości sił międzycząsteczkowych a dla płynów niejednorodnych koncentracja zawiesin. Częstości drgań sprężystych, jakim może być poddane jakieś ciało rozciągają się od bardzo niskich, związanych z rozmiarami ciała stałego, do bardzo wysokich ograniczonych od góry wielkością stałej sieciowej (odległością sąsiednich atomów). Zakres ten można umownie podzielić na częstości infradźwiękowe (poniżej 16Hz), częstości akustyczne (16 Hz 16 khz), ultradźwiękowe (16 khz 100 MHz), hiperdźwiękowe (100 MHz 10 10 Hz).. Prędkość fal ultradźwiękowych. Prędkość fal akustycznych w ciałach stałych izotropowych zależy od sposobu drgań oraz rozmiarów tych ośrodków w odniesieniu do długości fali. Wyróżnia się prędkości fal podłużnych V L oraz poprzecznych V T dla tak zwanych ośrodków nieograniczonych oraz analogiczne prędkości dla ośrodków ograniczonych. Ośrodek ograniczony to ośrodek, którego wymiary są porównywalne z długością fali λ. Dla ośrodka izotropowego, to znaczy takiego, w którym prędkość nie zależy od kierunku propagacji, prędkości fal są wyznaczane poprzez stałe materiałowe: λ, µ - stałe Lamego i gęstość ośrodka ρ lub przez moduły ( E - moduł sprężystości podłużnej, G moduł sprężystości poprzecznej, K moduł sprężystości objętościowej), ν współczynnik Poissona oraz gęstość ośrodka ρ. Oto wyrażenia opisujące te zależności dla fal podłużnych (c L ) i poprzecznych (c T ) prędkość fal podłużnych: ( ν ) c = λ + µ E 1 L = ρ ρ( 1+ ν )( 1 ν ) (1) prędkość fal poprzecznych µ ct = = ρ E 1+ ν ρ( ) () 1

UWAGA: Dla ośrodków ograniczonych przestrzennie prędkości te są MNIEJSZE Ośrodek, którego jeden lub dwa wymiary a, b prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali są ograniczone: fale podłużne, płyta a>λ, b < λ E c = L ρ ( 1 ν ) (3) pręt a < λ, b < λ c L = E ρ (4) Prędkości fal ultradźwiękowych są niezależne od częstotliwości w zakresie od 0 khz do 0 MHz. UWAGA: dla ośrodków izotropowych i nieograniczonych iloraz prędkości fali poprzecznej i podłużnej jest zależny tylko od współczynnika Poissona υ c c T L = 1 ν ( ν ) 1 (5) W tabeli 1.1 podane są informacje o właściwościach akustycznych wielu ciał stałych. W ostatniej kolumnie podano wartość iloczynu prędkości fal podłużnych i gęstości ośrodka. Ten iloczyn jest miarą tzw. akustycznej oporności falowej ośrodka: m = ρ c L. Warto znać prędkości fal podłużnych i poprzecznych w stali i PMM (stosowany w głowicach ultradźwiękowych) oraz w wodzie i w powietrzu a także akustyczne oporności falowe tych ośrodków. Wielkości te są zawarte w poniżej tabelce. Tabela 1. Wartości prędkości fal podłużnych i poprzecznych oraz akustycznej oporności falowej dla czterech ośrodków Lp Ośrodek C L [m/s ] C T [m/s ] ρ C L [10 6 ] [Pa m/s] 1 stal 6000 300 46 PMM 700 1100 3, 3 woda 1480-1,48 4 powietrze 330-0,003

3

3. Tłumienie fal ultradźwiękowych Każda substancja posiada charakterystyczne widmo drgań własnych odpowiadające stanowi równowagi termodynamicznej. Pobudzenie ciała do drgań z jakąś szczególną częstością, różniącą się od częstości drgań własnych, stanowi więc odchylenie od stanu równowagi. Na skutek tłumienia nierównowagowe widmo energii przechodzi po pewnym czasie w widmo równowagowe. Tłumienie określa się jako przemianę części energii rozchodzących się fal o danej częstotliwości na energię drgań o innych częstotliwościach, z reguły na energię drgań cieplnych.. Przemianę taką powodują różne mechanizmy fizyczne. Jednym z nich jest tłumienie termosprężyste. W materiale przez który przechodzi fala ultradźwiękowa, w miejscach w których następuje zagęszczenie materiału zachodzi podwyższenie temperatury. Na skutek przewodności cieplnej ciepło rozchodzi się z obszarów zagęszczenia (ogrzanych) do obszarów chwilowo rozrzedzonych (oziębionych). Powyższy proces przepływu ciepła odbywa się kosztem energii fali ultradźwiękowej. Wielkość strat termosprężystych zależy od częstotliwości fali ultradźwiękowej. Straty te są większe dla niezbyt wysokich częstotliwości, czyli gdy przywrócenie równowagi cieplnej nadąża za drganiami ultradźwiękowymi, niż dla bardzo dużych częstotliwości rzędu 10 9 Hz, gdy przepływ ciepła jest zbyt wolny co powoduje, że ten rodzaj tłumienia zanika. Tłumienie termosprężyste charakterystyczne jest dla rodzajów fal którym towarzyszą lokalne zmiany gęstości a więc przede wszystkim dla fal podłużnych. Dla fal poprzecznych, którym nie towarzyszą zmiany gęstości ten rodzaj tłumienia nie występuje. Inny mechanizm tłumienia, nazywamy tłumieniem od zjawisk relaksacji strukturalnej, spowodowany jest tym, że energia fali ultradźwiękowej może być zużyta na przejście do wyższych stanów energetycznych, jak np. na zmianę położenia atomu międzywęzłowego względem sieci krystalicznej czy tez na przejście z jednej konfiguracji makrocząsteczki do drugiej. Maksimum tłumienia w funkcji częstotliwości występuje wówczas, gdy częstotliwość drgań ultradźwiękowych staje się równa częstotliwości własnej zmiany stanu energetycznego przez dany układ, czyli tzw. częstotliwości relaksacji. Tłumienie fali ultradźwiękowej może być również spowodowane takimi defektami struktury jak dyslokacje, domieszki i granice ziaren. Dla częstotliwości wysokich, dla których długość rozchodzących się w ośrodku fal jest porównywalna z wielkością ziarna materiału, zaczyna występować zjawisko rozproszenia fali ultradźwiękowej. Rozproszenie jest tym większe im bardziej zbliżone są wymiary ziarna do długości fali. Na granicy każdego ziarna następuje wówczas częściowe odbicie fali, przy czym ze względu na nieregularne kształty ziaren fale odbijają się we wszystkich kierunkach. Wskutek tego natężenie fali biegnącej w rozpatrywanym kierunku stale się zmniejsza, straty spowodowane rozproszeniem szybko rosną wraz ze wzrostem częstotliwości fali ultradźwiękowej. Współczynnik tłumienia określa szybkość ubytku energii drgań mechanicznych fali wraz z odległością przebytą przez falę w tym ośrodku. Naturalnym założeniem jest, że natężenie fali zmniejszy się o wartość proporcjonalną do natężenia początkowego i długości przebytej drogi. di = α I dx (6) Po scałkowaniu otrzymujemy wykładniczą zależność natężenia fali od odległości. I α x = I o e (7) Podobnie amplituda fali maleje wykładniczo 4

α x A A o e = (8) ze współczynnikiem tłumienia dwukrotnie mniejszym. Współczynnik tłumienia podaje się w db/cm. Zgodnie z w/w zależnościami liczy się go następująco: I1 A1 10log 0log In An α db = = (9) x x cm gdzie A 1 i A n są amplitudami fali, a x odległością (w cm) między punktami ośrodka, w których mierzono te amplitudy. Współczynnik tłumienia zależy od częstotliwości fali, struktury materiału oraz amplitudy impulsu. Dla niskich częstotliwości w ośrodkach stałych współczynnik tłumienia wzrasta liniowo wraz z częstotliwością. W tym zakresie częstotliwości dominują straty energii na skutek przewodnictwa cieplnego. Dla wysokich częstotliwości zależność ta przechodzi w parabolę. W tym obszarze częstotliwości główną rolę odgrywa rozproszenie na granicach ziaren. Jak już wspomniano elementami struktury, które odgrywają istotną rolę w tłumieniu fal ultradźwiękowych są: wielkość ziarna krystalicznego, domieszki i dyslokacje. Rys.1. Typowa zależność współczynnika tłumienia od częstotliwości dla ośrodków stałych. Tabela. Współczynniki tłumienia fal ultradźwiękowych dla kilku ośrodków 5

W tabeli podano wartości współczynników tłumienia dla x = 1 mm i dla drgań o częstotliwości f 1 = 1 MHz. UWAGA: Współczynnik ten dla innej częstotliwości fx [MHz] oraz dla bazy pomiaru wyrażonej w cm można oszacować mnożąc wartość z tabeli przez współczynnik k = 10 fx 4. Wytwarzanie fal ultradźwiękowych Fale ultradźwiękowe wytwarzamy zazwyczaj za pomocą tzw. przetworników ultradźwiękowych. Przetwornikami nazywamy takie urządzenia, za pomocą których przetwarza się jeden rodzaj energii w drugi. Zwykle chodzi o zamianę energii drgań elektrycznych lub magnetycznych na energię drgań mechanicznych i odwrotnie. W celu przetworzenia energii drgań może być wykorzystane zjawisko piezoelektryczne lub zjawisko magnetostrykcji. Zjawisko piezoelektryczne, występujące w krystalicznym kwarcu, ceramice niobanowej lub tytanianowo-barowej, polega na powstawaniu ładunków elektrycznych na powierzchni ciała poddanego działaniu naprężenia. Zjawisko to jest odwracalne tzn. pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego w krysztale powstają odkształcenia. Zjawisko piezoelektryczne występuje tylko w kryształach o niskiej symetrii, a więc krystalizujących w układzie heksagonalnym, trygonalnym lub tetragonalnym. Wspólną cechą kryształów należących do tych układów krystalograficznych jest, że w zbiorach elementów symetrii tych układów brak jest środka symetrii. Brak środka symetrii w kryształach warunkuje występowanie w nich zjawiska piezoelektrycznego. W zależności od tego, w jaki sposób wytniemy płytkę z kryształu kwarcu, w odniesieniu do osi krystalograficznych kryształu, zmieniają się własności przetwornika. W przetwornikach ultradźwiękowych zazwyczaj stosuje się dwa podstawowe typy cięć kwarcu: cięcie X (płytka jest prostopadła do osi X) oraz cięcie Y ( płytka jest prostopadła do osi Y). Do budowy przetworników generujących fale podłużne wykorzystuje się najczęściej cięcie X.. Zjawisko piezoelektryczne występuje również w ferroelektrycznych polikryształach. Ferroelektryki jak wykazały badania składają się z oddzielnych obszarów tak zwanych domen, w których elementarne momenty dipolowe ustawione są zgodnie i które dzięki temu wykazują polaryzację spontaniczną. zjawisku magnetostrykcyjnym. Zjawisko to jest odwracalne podobnie jak zjawisko piezoelektryczne i występuje niklu, kobalcie i żelazie. Zjawisko magnetostrykcyjne polega na powstawaniu odkształceń pod wpływem zmian pola magnetycznego. Drgania powstające w przetworniku, na skutek przyłożonego pola, są drganiami wymuszonymi. Amplituda tych drgań jest największa jeśli częstotliwość przyłożonego napięcia wymuszającego jest równa częstotliwości drgań własnych przetwornika czyli częstotliwości rezonansowej. Amplituda drgań przetwornika, drgającego z częstotliwością rezonansową, zależy od amplitudy przyłożonego napięcia elektrycznego oraz od czułości przetwornika. Gdy drgający przetwornik piezoelektryczny znajduje się w kontakcie akustycznym z jakimś ośrodkiem sprężystym, to w ośrodku tym powstają fale o częstości równej częstości drgań przetwornika. Kształt wytworzonej w ten sposób wiązki fal ultradźwiękowych zależy od średnicy przetwornika i długości fali w ośrodku. Jeśli przetwornik wysyła fale do półprzestrzeni, to w polu ultradźwiękowym można wyróżnić tzw. strefę bliską o długości L, w obrębie której wiązka ultradźwiękowa jest nie rozbieżna i strefę daleką w kształcie stożka. Rys.. Kształt wiązki ultradźwiękowej. D średnica przetwornika, L1 pole bliskie, L pole dalekie 6

5. Odbicie i załamanie fal ultradźwiękowych. Gdy fala pada na granicę dwóch ośrodków wówczas zachodzi zjawisko odbicia i przenikania. Część fali odbija się od granicy ośrodków, część natomiast przechodzi poprzez granicę do ośrodka przyległego. Niech indeks 1 dotyczy ośrodka w którym rozchodzi się wiązka fal padających, a indeks ośrodka do którego fale przenikają. W przypadku padania prostopadłego współczynnik odbicia R i współczynnik przenikania T wynoszą: R = I I o p = ρ V ρ V ρ1v + ρ V 1 1 1 (10) T I I 4ρ V ρ V ρ V + ρ V t 1 1 = = (11) p 1 1 gdzie Ip, Io i It są to odpowiednio natężenia fali padającej, odbitej i przenikającej. ρ - gęstość ośrodka a V prędkość fali. Iloczyn ρ V nazywa się falową opornością akustyczną ośrodka. Oporność akustyczna ciał stałych jest dużo większa od oporności cieczy i gazów. Współczynnik odbicia jest więc szczególnie duży (bliski 1), gdy fala ultradźwiękowa przechodzi z ośrodka stałego do cieczy lub gazu. Tym właśnie tłumaczy się fakt, że fale ultradźwiękowe rozchodząc się w ciałach stałych praktycznie nie wnikają do otaczających ciało stałe cieczy czy też gazu. Z definicji współczynnika odbicia wynika, że powodem odbicia fali ultradźwiękowej na granicy dwóch ośrodków jest różnica ich oporności akustycznych. Jeśli więc fala ultradźwiękowa rozchodząca się w danym materiale rozchodząca się w danym materiale na drodze swojej napotyka obszar o nieco innej oporności akustycznej (wada typu nieciągłości, tkanka chora) ulegnie odbiciu. Gdy fala ultradźwiękowa pada pod kątem skośnym na granicę dwóch ośrodków stałych o różnych własnościach akustycznych, odbiciu i załamaniu towarzyszy też transformacja fali. Zjawisko transformacji polega na tym, że gdy na granicę ośrodków pada fala tylko podłużna (L) czy też tylko poprzeczna (T) zarówno w wiązce odbitej jak i załamanej wystąpią oprócz fal podłużnych fale poprzeczne, rozchodzące się z inną prędkością, a więc pod innym kątem niż fale pierwotne. Rysunek 3 pokazuje takie transformacje dla przypadku, gdy prędkość fal w ośrodku jest większa od prędkości fal w ośrodku 1. Rys.3. Załamanie, odbicie i transformacja fali podłużnej padającej na granicę ośrodków stałych 7

Na rys.3 pokazano transformację podłużnych fal ultradźwiękowych padających na granicę dwóch ciał stałych. Dla fal płaskich zależności pomiędzy kątami padania i załamania opisuje znane z optyki równanie Sneliusa. sinα V L1 sin β = V L sinδ = V T1 sinγ V = (1) T gdzie: prędkości fal podłużnych i poprzecznych w ośrodku 1 a V L i V T - prędkości fal podłużnych i poprzecznych w ośrodku. Podział energii pomiędzy fale podłużne i poprzeczne fali załamanej zależy od kąta padania α i dla dużych kątów padania w wiązce poprzecznej znajduje się większość energii, która wniknęła do ośrodka. Zjawisko to jest wykorzystywane w skośnych głowicach ultradźwiękowych służących do wytwarzania fal poprzecznych. Zwiększając kąt padania fali L1 możemy doprowadzić do takiej sytuacji, że kąt β osiągnie wartość 90 0. Jeśli kąt α jeszcze powiększymy wówczas fala L w ogóle nie wniknie do ośrodka. Zjawisko to przebiega analogicznie do zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia w optyce. Dobierając odpowiednio kąt α możemy więc przekształcić podłużną falę ultradźwiękową L1 w ośrodku 1 w falę poprzeczną T w środku. UWAGA: W przypadku padania fali podłużnej L1 na granicę ośrodków stal-powietrze pod dużym kątem (α 90 o ), powstająca fala poprzeczna T1 rozchodzi się w głąb stali pod kątem około δ 30 o. Ze wzorów Sneliusa (1) wynika też wniosek, iż fala poprzeczna T1 rozchodząca się w stali, padając na granicę stal-powietrze pod kątem około δ 30 o generuje także falę podłużną rozchodzącą się prawie stycznie do granicy ośrodków. Uwaga ta wskazuje na występowanie złożonych transformacji wiązki fali podłużnej biegnącej wzdłuż granicy ośrodków stal-powietrze. 8

6. Opis defektoskopu analogowego. W skład aparatu ultradźwiękowego (defektoskopu) wchodzą następujące główne podzespoły: nadajnik impulsów, odbiornik impulsów oraz generator podstawy czasu. Uproszczony schemat blokowy defektoskopu przedstawiony jest na rys.4. Rys. 4. Schemat blokowy defektoskopu: 1 generator impulsów synchronizujących, układ opóźniający start nadajnika impulsów, 3 nadajnik impulsów, 4 układ opóźniający start generatora podstawy czasu, 5 generator podstawy czasu, 6 lampa oscyloskopowa (zaznaczono płytki odchylania pionowego i poziomego), 7 przełącznik elektroniczny rodzaju pracy, 8 wzmacniacz impulsów, badany przedmiot, 10 głowica ultradźwiękowa, R i T gniazda do podłączenia głowic Generator (1) generuje impulsy wysokiego napięcia rzędu 500V, o czasie trwania kilku mikrosekund i częstotliwości powtarzania około 400Hz (rys.5). Wielkość impulsów można regulować za pomocą odpowiedniego potencjometru. Powyższe impulsy podawane są na przetwornik piezoelektryczny, który uderzony impulsem zaczyna drgać z częstotliwością drgań własnych. Drganiom przetwornika towarzyszą drgania elektryczne w obwodzie rezonansowym LC, w którym pojemność stanowi sam przetwornik piezoelektryczny (P), zaś przewodząca próbka ciała badanego przez kontakt z zewnętrzną obudową przetwornika zamyka obwód elektryczny (rys.6). Sygnał napięciowy z przetwornika jest podawany na wzmacniacz szerokopasmowy (8). Napięcie z tego wzmacniacza podawane jest na okładki pionowego odchylania oscyloskopu. Wzmocnienie toru odbiorczego (w db) reguluje się zazwyczaj płynnie i skokowo odpowiednim potencjometrem. Generator podstawy czasu wytwarza napięcie, którego wielkość zmienia się w sposób przedstawiony na rysunku 7. 9

Rys. 5. Impulsy wysokiego napięcia podawanego na przetwornik Rys. 6. Schemat zastępczy przetwornika Rys. 7. Napięcie piłokształtne generatora podstawy czasu Rys.8. Schemat powstawania ciągu impulsów od dna próbki. P próbka, K przetwornik piezokwarcowy, S kabel doprowadzający napięcie, A impuls elektryczny nadajnika,1 4 kolejne echa dna na ekranie defektoskopu. Czas przejścia plamki od jednego krańca ekranu do drugiego można zmieniać w sposób ciągły i skokowy pokrętłem zasięgu podstawy czasu. Start podstawy czasu jest jednoczesny z wysłaniem przez nadajnik impulsu pobudzającego przetwornik do drgań. Przetwornik, na który podawane są z nadajnika krótkie impulsy elektryczne wysyła impulsy fal ultradźwiękowych. Pomiędzy kolejnymi aktami generacji przetwornik pozostaje w spoczynku. Jeśli w czasie, gdy przetwornik znajduje się w spoczynku dotrze do niego impuls fal odbitych, to pod wpływem ciśnienia fali przetwornik wytworzy impuls elektryczny, którego napięcie będzie proporcjonalne do ciśnienia fali (zjawisko piezoelektryczne). Przetwornik pracuje teraz jako odbiornik fal ultradźwiękowych. Powstałe na przetworniku napięcie, po wzmocnieniu i detekcji powoduje wychylenie pionowe strumienia elektronów lampy oscyloskopowej. Na ekranie zostanie nakreślony impuls (tzw. echo). Odległość wzdłuż linii podstawy czasu od jej początku do echa jest miarą czasu przejścia fal ultradźwiękowych od przetwornika do przeszkody, od której fale się odbijają i z powrotem do przetwornika. W przypadku materiałów słabo tłumiących łatwo uzyskać szereg kolejnych ech od przeszkody. 10

Rys. 9. Schemat powstawania na ekranie defektoskopu echa od wady znajdującej się w odległości Lx od powierzchni obiektu. L1 strefa bliska, L - odległość wady o dużej powierzchni (może to być przeciwległa płaszczyzna obiektu W przypadku, gdy nieciągłość występuje na drodze wiązki ultradźwiękowej, obserwuje się echo wady przed echem dna. Na rysunku 9 zilustrowano taki przypadek przy założeniu, że zakres badania oscyloskopu odpowiada czasowi przejścia fali od nadajnika do dużej wady, odległej o L od powierzchni obiektu. Wysokość echa od wady jest złożoną funkcją wielkości tej wady w odniesieniu do szerokości wiązki ultradźwiękowej oraz odległości tej wady od przetwornika. Rozkład ciśnienia fali przed i po odbiciu od wady pokazano schematycznie na rysunku 10. Rys. 10. Rozkład ciśnienia wzdłuż osi wiązki ultradźwiękowej przed odbiciem i po odbiciu od wady. Odległość unormowana - wartości wyrażone w jednostkach strefy bliskiej. 11

7. Defektoskop cyfrowy Na rysunku 11 przedstawiono schemat blokowy cyfrowego impulsowego o defektoskopu ultradźwiękowego z podłączonymi głowicami ultradźwiękowymi, które są akustycznie sprzężone z badanym obiektem. Głowice, ośrodek sprzęgający i badany obiekt zaliczamy do toru akustycznego. Rys. 11. Schemat blokowy defektoskopu z ilustracją idei przetwarzania analogowo-cyfrowego Tor elektryczny stanowią urządzenia elektroniczne do pobudzania głowicy, odbierania sygnałów z głowicy oraz układ zobrazowania sygnałów na ekranie defektoskopu. Praca defektoskopu polega na cyklicznym powtarzaniu następującej sekwencji zdarzeń:- pobudzenie głowicy przez nadajnik - emisja impulsowej fali ultradźwiękowej do obiektu - zjawiska związane z propagacją fali w obiekcie konwersja fali ( odbitej/ przechodzącej) na sygnał elektryczny w głowicy 1

odbiorczej obróbka odebranego sygnału (wzmacnianie, filtracja) zobrazowanie sygnału w formie wykresu napięcie-czas. Przy dostatecznie dużej częstości powtarzania cyklu (tzw. PRF) na ekranie mamy żywy obraz ech ultradźwiękowych. Odpowiednia interpretacja tych ech przez operatora (bądź wyspecjalizowane układy elektroniczne i algorytmy programowe) pozwala na identyfikację i ocenę nieciągłości badanego ośrodka (wady, krawędzie) lub pomiary wybranych własności akustycznych materiału ( prędkość fali, tłumienie). W prezentowanym schemacie mamy do czynienia z tzw. defektoskopem cyfrowym, w którym zobrazowanie sygnału jest oparte na zamianie sygnału analogowego na ciąg próbek (liczb ) w przetworniku A/C a następnie wyświetlenie na ekranie wykresu przez mikrokomputer. Przetwornik A/C (analogowocyfrowy) przetwarza sygnał napięciowy na szereg liczb z regulowaną częstotliwością próbkowania (rząd wartości od 10 MHz do 100 MHz). Częstotliowość próbkowania powinna być na tyle wysoka, aby umożliwić wierne odwzorowanie przebiegu czasowego napięcia badanego. O dokładności i rozdzielczości odwzorowania decyduje również ilość bitów (długość słowa N) tego przetwornika. Dla N = 8, napięcie mierzone jest ze skokiem 1/56 Uo, gdzie Uo jest maksymalnym napięciem, jaki może być przetwarzane przez dany przetwornik. Sygnały cyfrowe (próbki) są przetwarzane i analizowane przez mikrokomputer. Użyteczne dla operatora informacje są wyświetlane na ekranie monitora. Na rysunku 1 pokazano dla przykładu wygląd ekranu defektoskopu typ UMT-17. [1 ] Filipczyński L., Pawłowski Z., Ultradźwiękowe badania materiałów, Materiały na kurs SITMP, wyd. INCO, Warszawa 196, [ ] Obraz J.: Ultradźwięki w technice pomiarowej. WNT, Warszawa 1983. [ 3 ] Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowanie. WNT, Warszawa 001 [4 ] Rojek B, Korneta A, Tor akustyczny i elektryczny defektoskopu ultradźwiękowego; XIV Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów; Zakopane, 4-7 marca 008 Rys. 1. Ekran defektoskopu cyfrowego UMT-17. 13

Literatura [1 ] Filipczyński L., Pawłowski Z., Ultradźwiękowe badania materiałów, Materiały na kurs SITMP, wyd. INCO, Warszawa 196, [ ] Obraz J.: Ultradźwięki w technice pomiarowej. WNT, Warszawa 1983. [ 3 ] Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowanie. WNT, Warszawa 001 [4 ] Rojek B, Korneta A, Tor akustyczny i elektryczny defektoskopu ultradźwiękowego; XIV Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów; Zakopane, 4-7 marca 008 [5] Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki; Laboratorium Fizyki II p. Ultradźwiękowe Badanie Materiałów. 14