Введение к работе
Актуальность работа, В настоящее время в разлэтянх областях Ашляостроеаая зироко прїменягатся акустические методо яе-разрушавдзго контроля (НРК) качества а надежности технических объектов.
Осяоеякй элементом этях иетодов являются электроакустические греоЗразоватедя. Характеристика электроакустически прео'б-. разователей,-котс-рнв изготавливается, как правило, из дьезоке-ракичесвш: элонэптов (ПКЭ), сказтаают существенное влияние на яздучаегое я драниюаєіоа виз акустическое доле.
Современные акустягеескяе катода оценки параметров ПКЭ ос
нованы на определена;* электрофизических свойств кагергалов ПКЭ.
Этз «счтоды дозволяю? получить лиегь усредненные по о<5геі*у БСЄГО
образца величины эяехтрофнзическах параметров ПКЭ; они являет
ся ляль госвеншми штодата HFK, ие Даэт возмжкостя определять
дояоередстБєпяо. акусгаческяе параметры з вкявгть отклонение ен-
ходакх сарачатров ЕКЭ на разлячдах участках ловерхкоотя'ШСЭ.
Поэтов ПКЭ, аро-едай контроль элехтрофгзнческкмя кэтодшз,
натает якеть набор докаяьЕКс дефектов пли неоднородность струк- '.
туры, которая будут отрицательно владть на вяходние /Параметры
ПКЭ и йогу? стать причиной ях низкого качества. * - .
Цздь .г„даяачя работа. Цэльв диссертационной работы яшіяет- , ел. доследование н разработка изтода НИС качества, дъезокераш-чс-еккх преобразователей путем эазуааи'зацпн з воздухе их бликнгх акустзче<жих ползи с яомэкнз аздкокрасгалляческого. детектора .
Дет достигензя доставленной цела - п диссертационной работа бихя раэеян следущаз основные задачи;
разработана впорзие и создана установка для проведения экспериментальных исследований путем визуализация в воздухе ахустаческах полей-с яоетцью H-GI;
псследоваЕы работав а метрологачвекде характеристика созданной установки; '...
разработал способ рэсязфровкк ваблвдаекнх на ЦЭД нзобра-пенаЯ; ''-'.
выявлены п асследованн Докторі, вдкяпппо на изображения,'
' наблюдаемые на ЯКД;
' - исследованы и определена оптимальные условия проведеная
визуализации блишего акустического воля, которые позволяет по изображениям на ЕКД достоверно определить требуемые параметра
исследуемого образца;
проведены экспериментальные доследования по контролю характеристика ПКЭ; ,
разработан способ контроля БКЭ и проведен нх оїбор соот-ветствукишс заданный значениям. ' " '
- Одновременно в ней исследуется я обосновывается .возможность изучения к определения свойств слоистых материалов с помогаю предлагаемого ыэтода.
- -Метод исследований. Основном методом исследований, принятым в работе является экспериментальный метод. Для решения пос-; тавленкых в диссертационной работе задач проводится комплекс . экспериментальных иоследоваякі. как ^лабораторных, так и в производственных условиях. Результата исследований отобратсеш. в : соответствующих таблицах, графиках и фотографиях изображении,. наблядаещх на Щ. ...
Научная новизна. Научная новизна результатов диссертацион
ной работы заключается в обосновании, разработка и реализации
нового эффективного метода определения нараметров електроакус-
тнческшс преобразователей на основе визуализация.их ближние
акустических полей с шмвдьв 2КД. '"
Драктпческая пеняость. Практическая ценность работы дис-сертациоакоа состоит:
-в разработке . . и создании экспериментальной .
установки визуализации блишего акустического ноля ПКЭ;
в установлений : '; условна проведения, визуализации с помэдью разработаакоЗ установки; ; .
в разработке метода ЇЇРН качества ПКЭ непосредственно по его акустическим параметрам в производственных условиях путем определения резонансной частоты механических колебании,. диапазона'частот в котором излучает ПКЭ, распределения амплитуд колебаний по излучаемой поверхности, определении структурної неоднородности исследуешго ПКЭ по распределении атяитуд колебании.
Реализация результатов работ». Результаты диссертационно.'; работы внедрзян:
яа заводе "Іагдазоль" при ek&ojhokiki работ,, нхтаявлег.шіГл. на поЕназпле качества и надежности валускззм'Х кзде'л:і;:;
в НПО "Уран" и Ленинградском кораблестроительном :а:ста-гуте при вшюлнешы совместннх даучно-исследоБатсльсгссс работ.
Результата работы использованыв учебке .'г. к научно.'; лсягслі-постп кафедра яз:паі. Ленинградского кораблестроительного института (РоссиГ;сн:й морской тезеглчёский гпттверситвї).
Аггрос'ацта работа> Осяовіше.цолЬкеная.диссертационной рабо-, ты вши дошагни на: -. - X Всесоюзной акустической коаїереяцая в-Москве (1983 г.); *У Бсоеоазно'2 конареренцяя "йгтодака'н техника ультразвук- кой'саекгросколии", в Вильнюса (1984 г.);-,...'
У Всесоюзной конференции "Технические средства изучения океана", з Ленинграде (1985 г.);
сешнараз АН'СССР, по .внедрения достиаенай науки в произ- ' зодегзо, в Махачкале (I2S9 г.); .
акустических семинарах, дроведашх з Ленинградском кораб-язстродтвлэпом институте '(І932-І9Б4-ГГ.). '-.
Еї&ЙШЙШФЇ*. Результаты доследований ао - теме дясевртацион-
пяй. работа яашлзг отрагёняэ s 8 статьях, ояубжесовалкьас а союз
ных, рзояусЗяяканскйХ'.я ограелэвых взданшзс я в 8 иаучко-тезшя-
iscxas отчетах..-. '" '
, По магэрявлагг диссертационной райоти. долучены авторские ,;' ешдетэяьетва на 3 ваобратеакя.
Структура, н обг-su работа.. Дкссертациснчая работа состоит 'sa вввдаязя, 4 глаз., заіілшенкя; содерхжт' 108 страницмаяшю- ' писного тсксга, 75 рпоуякоз и 4 таблицы, список литературы из 5? пакиеис-ванкй.
.'.. КРШОЗ СОДВЕШЛЕ РАБОТЙ' '..--,-'
Во ввздекаа проведен крапай анализ'иврэкеншпе їе-ігдекцяй развития методов ИКС эгектроекустгчеекдх ггреобразоватолеЯ, обоснована акгуалыюсть осуществления контроля'імлчества ЗЖЭ'дутзм определения яепосредствзшю аг акустических параметров методой' визуализация блззягх адустичаигас coxo'X, сфор«улцроза'аг цель
диссертационной работы и оояовяне яолокевия, вьшосяше на зачату.
Б первой главе дан краткий обзор ж произведен анализ существующих методов НИ ПКЭ. Наибольшиіі интерес дай НЖ ПКЭ представляют метода визуализация колебаний поверхности, которые дозволяю; во наблздаешм изображениям оденигь качество ПКЭ. Среда этих методов следует выделить оптические, голографгпескяе метода, изтода, основанные аа регистрации температурных ральефэв.
Проведенный S данной главе сравнительный анализ показывает, что упомянутые, метода обладают рядом недостатков, ограничивавшие гх применение s производственшос условиях, как, например,:
сходность раааизуеіяис схемных реаіенйі к необходиюор .проведения дополнительной обработки Есследуекой яозерхяоста;;:
подвар&елпость вдашао вавпаих щбраций; ''> ;" '
- необходимость пршашенш контактной ввдкостя и др.
Здесь se обосновано, что вз известных методов HFK наиболее
яргєіїяешм катодом рэякшин досгавяашак работе задач является метод, основанный да визуализации акустического дана в воздуха с потацьв БКИ.
Во второй глава издагаахгся осяоекяз пояснення современной теории вгзуашеащш вяусикесша полей в воздухе с кошдаэ ЕКП.
Анализ результатов теоретических ксследований, яроведеиишй в дакаоі главе, понаэншет, что для получения достозерно! информации об екустеческоы пода нэобходшо обешачить стабилаза-виа Езобршшшя акустического воля, ваблвдаешго на 2НІ.
Проведенный за этой главе исследования доказывали, что для авесовзедия стабилизация изображений на ЕКД следует использовать- схочу неполивная ЕКД, в котором теплоотвад от Шй осущест-ыяотея ч&ргз тсакую стеклянную' пластику с проточной водой.
Анализ выражений, сБЯзквааидх наблвдаешв на ШП изобретения є распределением интенсивности акустического доля ка границе раздела 222 - воздух позволяет сделать иывод о той, что данный- щ-тод вязуализацип акустического доля является зйфектив-ннм методом определения акустических параметров пьезокерадичес-.ках вздучатежеі.
Третья р четвертая глави носят основную смысловую нагрузку дасеертацгоаной работы.
Третья глава посвяцепа разработке конструкции экспериментальной установка (Рлс.1), исследованию ее ословшпс метрологических и рабочих харзвтерястяк.
Всесторонняя окслергліеятальніи.гл .псследовааакия, проведен-кн:.щ на базе разработанной установки, установлены оятяаальпыв 'реяпкч проведения, визуализация акует;гсеского поля ПКЗ.
Эти реклот определяются рацпоналыш:.: сочетании' таких . ' -
факторов, как расстояние и величина нйпарадлельноста ме«ду-.'ЗП-31
детектора я-поверхностью ПКЭ, температура окруяатеіе!$ среда, тем
пература z скорость протекающей в полости детектора вода, напря
жение войбуядеикя ПКЗ и интенсивность излучаемого им ультразву
кового поля.
Здзсь ке установлено, что -паблздаемые на 2КІ1 лзобрагеиля-будут соответствовать.колебанкям излучающеіі. поверхности исследуемого ШЗ, когда визуализация осуществляется в бллзнеу акустическом поло пря расстояниях методу 23CI и это;: поверхность^,' кратных Л/2. '.'
Еылл проведены исследования по вкягзленга зздшеимостд шт-рологячзекзх характеристик установки (инерционность,,чувствительность, рззреяаэдгл способность), ог таких йахторов,'как ps-. . гоиаисяая частота ясслэдуемйх ПКЗ, температура ЕСЛ (Тя.) k тэ.'/до-ратуртй диапазся существования холестерячєаюЯ незо^гз» ZxX (4Ї), тешература газовой среда (воздуха) (Гг), толдака Hal (!lfj) я-да теплопроводность (-«^к ), толдпна стенкя ( /ic ) и ее теплопроводность (^с), тоэКящиент логлоцем'ля звука-на границе раздела воздух - 2КП ( Р к), оказывающее нелосредстзенное влияние.на работу установка.
Установлено, что для получения новска-кеипого изображения на КП необходимо соблвдать--допустклае значеная непараллельио-сти;' определена валячлен этих неяарзлледьноетей. Результаты этих исследований, проведенные для различных т.-лов ГКЭ представлена на Рпс.2,
Экспертгентэлънша исследовапяяма показало, что погрез-пость определения интенсивности звука язлучаегюго ПКЭ, а такге-логрсиность определения его резонансно;! частоти лрз прочих рав-инх условиях зависит ог температурного дазлазона суцеетзоЕангя холестерическоЛ мезофази дт' з пределах которого 2КЗ ямеет
Рисі. "Схема установки по визуализации
УЗ noiwfi в воздухе. І-генератор, 2-усклитель, 3-злектрон-
шй частотомер, 4-цифровоЯ вольтметр, Б-пьезокєрамячсский
преобразователь, б-хидкокристаллический детектор ІЩ)
7-механизм перемещения и крепления, 8-телевизяоішая ка
мера, 9-телевизионный приемник, ІО-термостат,ІІ-источнкк
освстенкя. ,