26.03.2000

WBM - Mechanika

Semestr: II

TEMAT: BADANIA NIENISZCZĄCE -METODĄ ECHA

Badania nie niszczące - są to sposoby kontroli, które bez zniszczenia wyrobu dostarczają informacji o stanie struktury materiału i nie zmieniają przydatności materiału lub gotowego wyrobu.

W naszym ćwiczeniu stosowaliśmy metodę echa. Metoda ta polega na wytworzeniu i wprowadzeniu do badanego materiału impulsów ultradźwiękowych, oraz ich odbicie (lub rozproszenie) na wadach wewnętrznych jak i na końcu badanej próbki (w wariancie z jedną sondą). Impuls ultradźwiękowy generowany jest przez sondę wypełnioną kwarcem z wykorzystaniem zjawiska piezoelektrycznego. Generowana fala dźwiękowa rozchodzi się z różną prędkością w różnych materiałach. Dla ułatwienia odczytu wskazanie można wyskalować manipulując długością fali tak, aby wykorzystać skalę oscyloskopu. Sygnał wejściowy obserwujemy zaraz na początku skali oscyloskopu. Oznacza on odbicie fali od zewnętrznej powierzchni materiału, co można zminimalizować używając oleju. Na granicy wady materiałowej mamy do czynienia ze zjawiskiem odbicia(lub rozproszenia) związane ze zmianą ośrodka rozchodzenia się fali. Jako ostatni pojawia się sygnał wyjścia z materiału.

Podczas dokonywania pomiarów (z użyciem ekranu) możemy spotkać się z kilkoma charakterystycznymi obrazami na oscyloskopie (głębokość próbek odpowiada skali oscyloskopu):

• Sygnał wejścia i wyjścia - brak wad w kierunku rozchodzenia się fali (rys. 1)

• Sygnał wejścia, odbicie od płaszczyzny nieciągłości materiału i sygnał wyjścia (rys. 2)

• Tylko sygnał wejścia - brak sygnału wyjścia, co oznacza płaszczyznę rozpraszającą (brak echa w stronę sondy; rys. 3)

W przypadku stosowania metody ultradźwiękowej bez ekranu z dwoma sondami możemy jedynie stwierdzić występowanie wad, a nie ich umiejscowienie.

Przedmioty potrzebne do wykonania ćwiczenia:

1. Prostopadłościenny kawałek metalu (przedmiot badań);

2. Oscyloskop (w naszym przypadku przystosowany do badań materiałów przez odpowiednie wyskalowanie)

3. Sonda

4. Olej (używany w celu zapewnienia najlepszego przejścia fali na granicy sonda - metal)

Sz 0

Wyniki doświadczenia:

w1

w0

d

w2

sz1 d sz2

w0 - wysokość próbki - odczyt na skali po odbiciu fali od dna

sz0 - szerokość próbki -odczyt na skali po odbiciu fali od dna

w1 ,w2 -odczyt na skali po odbiciu się fali od otworu

s1 ,s2 - odczyt na skali po odbiciu się fali od otworu

w0=9.0 co odpowiada 55mm

Próbka I Próbka II

w 0=9.0 w 0=9.0

w1=6.6 w1=1.6

w2=1.4 w2=7.0

6.6+1.4=8.0 1.6+7.0=8.6

9.0-8.0=1.0 9.0-8.6=0.4

9.0=55mm 9.0=55mm

1.0=d 0.4=d

d=5.5mm d=2.4

sz 0=8.6 sz 0=5.8

sz1=3.6 sz1=2.7

sz2=3.6 sz2=2.7

3.6+3.6=7.2 2.7+2.7=5.4

8.6-7.2=1.4 5.8-5.4=0.4

8.6=35mm 5.8=35mm

1.4=d 0.4=d

d=5.7mm d=2.4

Błędy, które występują w czasie pomiarów mogą być spowodowane:

-warstwą oleju pomiędzy sondą a próbką

-odczytami przez różne osoby

-występowaniem martwej strefy

2

1

Rys. 3

Rys. 2

Rys. 1

---