Bài giảng Thiết bị kiểm tra siêu âm

THIẾT BỊ KIỂM TRA SIÊU ÂM • Đầu dò • Cáp nối • Khối chuẩn • Tiếp âm Thiết bị kiểm tra siêu âm • Đầu dò: Tạo  Phát hiện • sóng siêu âm Các loại đầu dò Tiếp xúc: - tia thẳng, đơn, kép, đường trễ - tia xiên, đơn, kép - bàn chải quét sơn-Paint brush - Array probe Nhúng Tia thẳng đơn ĐẶC TRƯNG CẤU TẠO ĐẦU DÒ - Biến tử-tinh thể được cắt với chiều dày bằng ½ λ để có năng lượng siêu âm phát mạnh - Lớp phù hợp trở kháng đặt giữa biến tử và bề mặt đầu dò có tác dụng tăng hiệu suất truyền sóng âm vào vật liệu. Lớp này có giá trị âm trở nằm giữa vật liệu biến tử và vật liệu kiểm tra (thép). Chiều dày của nó bằng 1/4 λ nhằm giữ sóng âm đi ra có cùng pha với các sóng phản xạ trong lớp này - Đầu dò tiếp xúc luôn có một tầm bảo vệ biến tử và lớp phù hợp trở kháng. -Vật liệu đệm sau có ảnh hưởng nhiều đến khả năng dập dao động của biến tử. ĐẶC TRƯNG ĐẦU DÒ - Độ nhạy phát hiện bất liên tục tỷ lệ với tích hiệu suất phát và thu của đầu dò - Khả năng phân giải, khả năng phát hiện bất liên tục gần bề mặt hay các bất liên tục gần nhau, tỷ lệ với mức độ dập dao động của đầu dò - Độ rộng dải tần, các giá trị tần số nằm trên và dưới tần số trung tâm (ghi trên đầu dò), liên quan trực tiếp đến mức độ dập và do đó đến độ phân giải (thuận) và khả năng xuyên sâu (nghịch) của sóng âm - Tần số trung tâm, giá trị được ghi trên đầu dò, liên quan đến độ nhạy, phân giải (thuận) và khả năng xuyên sâu (nghịch) của sóng âm - Đầu dò tuy có cấu trúc chắc chắn, nhưng nhạy cảm với các yếu tố gây hại như, va chạm cơ học, nước, nhiệt độ, hóa chất, Việc đánh rơi đầu dò có thể gây ra rạn nứt các bộ phận,thể hiện bởi xung ban đầu bị nở rộng trên màn hình A-SCAN Tia thẳng kép Tia thẳng kép Đường trễ Đường trễ Tia xiên – nêm rời 1 2 Defect 0 2 4 6 8 10 FWE BWE 1 IP 0 2 4 6 8 10 FWE BWE DE 2IP IMMERSION PROBES Đầu dò nhúng Cáp nối • Làm nhiệm vụ - truyền dẫn năng lượng từ máy siêu âm đến đầu dò - Truyền dẫn tín hiệu từ đầu dò về máy siêu âm. Cáp nối • Cấu tạo theo dạng cáp đồng trục để bảo vệ các tín hiệu (rất yếu) do sóng siêu âm tạo ra • Các loại đầu nối phổ biến: - Lemo - BNC - Microdot - SUBVIS Các loại đầu nối phổ biến Adaptors BF-BF BNC Female to BNC Female BM-BM BNC Female to BNC Female BM-UF BNC Male to UHF Female L1F-BM Lemo 1 Female to BNC Male L1M-BF Lemo 1 Male to BNC Female LM-BF Lemo 00 Male to BNC Female LF-BM Lemo 00 Female to BNC Male MM-UMW Microdot Male to UHF Male, waterproof UM-BF UHF Male to BNC Female LF-UM Lemo 00 Female to UHF Male MM-UFW Microdot Male to UHF Female, waterproof TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU Bất kỳ một tín hiệu cao tần nào truyền qua cáp cũng đều bị suy giảm và biến chất đi. Sự thay đổi lớn này, biên độ, dạng xung, phụ thuộc vào tốc độ truyền(tần số), khoảng cách truyền (chiều dài cáp), và các đặc trưng cáp. Vì vậy các nhà thiết kế hệ thống và các tiêu chuẩn công nghiệp qui định rất chặt chẽ và chính xác chỉ tiêu của cáp. ĐẶC TRƯNG CÁP NỐI Trở kháng (Ohm): tổng sự cản trở dòng điện truyền qua cáp. Với tần số thấp, kích thước dây quyết định. Với tần số cao, phải tính cả vật điện cách điện: loại và chiều dày. Sự phù hợp trở kháng giữa cáp nối và hệ thống có ý nghĩa rất quan trọng, mà nếu không đảm bảo sẽ tạo ra các phản xạ gây (tín hiệu) sai, lỗi. Sự suy giảm (dB/m): sự mất mát tín hiệu khi lan truyền trong cáp, khác biệt với tần số thấp và cao. Sự suy giảm càng thấp càng tốt.  (Lớp) bảo vệ : tác dụng như hàng rào ngăn sự thâm nhập tín hiệu bên ngoài xâm nhập vào trong, và ngăn sự thất thoát tín hiệu trong ra ngoài. Rất khó đo và phụ thuộc mạnh vào tần số tín hiệu. Điện dung (pf/m): khả năng tích điện của cáp, làm chậm và gây nhiễu tín hiệu truyền, do vậy, điện dung càng thấp càng tốt khi truyền tín hiệu tần số cao. Máy siêu âm • Làm nhiệm vụ: - Cung cấp năng lượng (xung điện) cho đầu dò - xử lý các tín hiệu từ đầu dò về - Hiển thị chỉ thị và thông tin về sự tồn tại, vị trí, kích thước và loại bất liên tục phát hiện được Máy siêu âm • Hỗ trợ các tiện ích nâng cao khác: tính toán, hiệu chỉnh tự động, lưu trữ/truy xuất dữ liệu-hồ sơ, đồ hoạ, đối chứng. Máy siêu âm • Có một số loại trình bày hiển thị chỉ thị - A-Scan - B-Scan - C-Scan - D,T,P,S.-Scan - Hiện số,xung (máy đo chiều dày siêu âm) A-Scan Vị trí chỉ thị trên trục ngang - độ dài đường truyền âm Biên độ chỉ thị - độ lớn phản xạ B-Scan Hình ảnh mặt cắt ngang đối tượng kiểm tra Hình ảnh phẳng Hệ thống C-Scan Một số loại máy  Xách tay  “Chất lượng cao”  Hệ thống toàn bộ  Tự động  Analog  Digital  Hình ảnh Hình ảnh tạo dựng lại từ phản xạ của sóng siêu âm tại bề mặt trước đồng xu Hình ảnh tạo dựng lại từ phản xạ của sóng siêu âm tại bề mặt sau đồng xu Một số loại màn hình • CRT: Analog,Digit al • EL : Digital • LCD : Digital • TFI : Digital • PANAMETRIC-EPOCH SERIE LCD-xách tay EL-xách tay KRAUTKRAMER USN SERIE KB USK SERIE LAMINATION TESTING MODEST CLASSIC HIGH PERFORMANCE SYSTEM IMMERSION SYSTEM hệ thống kiểm tra bánh sắt tàu hoả NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG A-SCAN • Cấu trúc hệ thống - CRT - Time base - Pulsser - Clock/timer - Delay - Receiver: apmlifier, damping, attenuator/gain PROBE TIME BASE PULSER TIMER- CLOCK RECEIVER DISPLAY Khối chuẩn • Dùng trong kiểm tra siêu âm • Có thiết kế riêng biệt,chuyên dụng hoặc đa năng được thừa nhận phổ biến • Tương tự vật liệu kiểm tra ASTM Distance/Area Amplitude NAVSHIPS IIWDSC DC Rhompas SC ASME Pipe Sec. XI Khối chuẩn • Xác định đặc tính hoạt động của hệ thống • Thiết lập điều kiện kiểm tra lặp lại • Xây dựng mối quan hệ giữa chỉ thị và phản xạ (bất liên tục) CALIBRATION BLOCK CALIBRATION BLOCK Any question?