Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský



Podobné dokumenty
Techniky detekce a určení velikosti souvislých trhlin

Ultrazvukové diagnostické přístroje. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Diagnostické ultrazvukové přístroje. Lékařské přístroje a zařízení, UZS TUL Jakub David kubadavid@gmail.com

Nedestruktivní defektoskopie

Ultrasonografická diagnostika v medicíně. Daniel Smutek 3. interní klinika 1.LF UK a VFN

Ultrazvukové diagnostické přístroje. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Nedestruktivní metody 210DPSM

TEST PRO VÝUKU č. UT 1/1 Všeobecná část QC

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

Daniel Tokar

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P05 MECHANICKÉ VLNĚNÍ

Optika pro mikroskopii materiálů I

ULTRASONIC TESTING ÚVOD DOPORUČENÉ MATERIÁLY DEFINICE URČENÍ DÉKLA ŠKOLENÍ. Sylabus pro kurzy ultrazvukové metody dle systému ISO / 3

- Princip metody spočívá ve využití ultrazvukového vlnění, resp. jeho odrazu od plošných necelistvostí.

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Seznam platných norem z oboru DT k

2. přednáška. Petr Konvalinka

Zobrazování. Zdeněk Tošner

TECHNICKÝ LIST. změřte si svůj úspěch

Vliv struktury materiálu na hodnotitelnost ultrazvukovou defektoskopií

VÍŘIVÉ PROUDY DZM

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Technický list. Sondy Elcometer NDT. Měřené materiály

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Seznam platných norem NDT k

Vlnění. vlnění kmitavý pohyb částic se šíří prostředím. přenos energie bez přenosu látky. druhy vlnění: 1. a. mechanické vlnění (v hmotném prostředí)

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Vlnění, optika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0307 Anotace

NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ

výdrž baterie až 12 hodin data lze stáhnout do software pro správu dat

Ultrazvukové zkoušení materiálů DZM

Autor: Bc. Tomáš Zavadil Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Pitter, Ph.D. ATG (Advanced Technology Group), s.r.o

Lasery optické rezonátory

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA

Integrita povrchu a její význam v praktickém využití

UZ ovládání přístroje, tipy a triky. Bohatá Š. Radiologická klinika FN Brno a LF MU Brno

Co se skrývá v ultrazvukové vyšetřovací sondě?

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití

Ultrazvuková defektoskopie. M. Kreidl, R. Šmíd, V. Matz, S. Štarman

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření akustických projevů (hluk, akustický tlak, šíření v prostředí

Ultrazvuková kontrola obvodových svarů potrubí

DIAGNOSTICKÝ SYTÉM M PRO KONTROLU ITÍM M METODY AKUSICKÉ EMISE

Základy ultrazvuku, základní nastavení přístroje, typy přístrojů. Filip Burša, KARIM FN Ostrava

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou

Základní principy ultrazvuku a ovládání UZ přístroje MILAN JELÍNEK ARK, FN U SVATÉ ANNY IVO KŘIKAVA KARIM, FN BRNO 2013

Akustické vlnění. Akustická výchylka: - vychýlení objemového elementu prostředí ze střední polohy při vlnění

Digitální učební materiál

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou

Detekce erozně korozního poškozování parovodů (FAC) metodou akustické emise

Lom světla na kapce, lom 1., 2. a 3. řádu Lom světla na kapce, jenž je reprezentována kulovou plochou rozhraní, je složitý mechanismus rozptylu dopada

Mikroskopie se vzorkovací sondou. Pavel Matějka

Číslo šablony III/2 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_F.6.20 Autor Stanislav Mokrý Vytvořeno Fyzika 2. - Mechanické kmitání a vlnění

Jestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

OVMT Zkoušky bez porušení materiálu

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Elektromagnetický oscilátor

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

λ, (20.1) infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny

MKP simulace integrovaného snímače

4. Akustika. 4.1 Úvod. 4.2 Rychlost zvuku

BBZS - Zobrazovací systémy

Modulace a šum signálu

FOTOAKUSTIKA. Vítězslav Otruba

Akustický přijímač přeměňuje energii akustického pole daného místa na energii elektrického pole

KIS a jejich bezpečnost I Šíření rádiových vln

25 - Základy sdělovací techniky

Elcometer NDT CG100B, CG100BDL, CG100ABDL & CG100ABDL+ Ultrazvukové tloušťkoměry

Otázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Fyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole

METODIKA VYUŽITÍ NEINVAZIVNÍCH PRŮZKUMOVÝCH METOD

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Ultrazvukový keramický vysílač

ZKOUŠENÍ MATERIÁLU. Defektoskopie a technologické zkoušky

27. Vlnové vlastnosti světla

ZVUKOVÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Vlnové vlastnosti světla. Člověk a příroda Fyzika

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. x m. Ne čas!

Využití komplementarity (duality) štěrbiny a páskového dipólu M

Mikroskopie rastrující sondy

Fyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II

7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA. Interference Ohyb Polarizace. Co je to ohyb? 27.2 Ohyb

Elcometer NDT FD800DL & FD800DL+ Ultrazvukový defektoskop

Nedestruktivní zkoušení - platné ČSN normy k

FYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška

Přenos signálů, výstupy snímačů

Proč elektronový mikroskop?

Co je litografie? - technologický proces sloužící pro vytváření jemných struktur (obzvláště mikrostruktur a nanostruktur)

Zvukové jevy ZVUKOVÉ JEVY. Kmitání a vlnění. VY_32_INOVACE_117.notebook. June 07, 2012

POPIS VYNALEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ (19) (13) B1. (40) Zveřejněno (45) Vydáno (75) Autor vynálezu A.UTRATA RUDOLF Ing. CSo.

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času

Struktura a typy lékařských přístrojů. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

FTTX - Měření v optických sítích. František Tejkl

Vibrace atomů v mřížce, tepelná kapacita pevných látek

Transkript:

Ultrazvuková defektoskopie Vypracoval Jan Janský

Základní principy použití vysokých akustických frekvencí pro zjištění vlastností máteriálu a vad typické zařízení: generátor/přijímač pulsů snímač zobrazovací zařízení odraz ultrazvuku na strukturách stěny vzorku dutiny, praskliny zrnech a krystalech

Výhody analýza vad povrchových i vnitřních možnost měření hlubších vrstev materiálu, než v ostatních metodách postačí přístup ke vzorku pouze z jedné strany přesné pro lokalizaci a odhad velikosti struktur/vad jednoduchá příprava okamžité výsledky obrazové zpracování získaných dat dlaší použití například měření tloušťky, rychlostí, atd.

Omezení nutnost přístupu k povrchu vzorku pro přenos ultrazvuku většinou je potřeba přenosové médium pro transmisi akustických vln do testovaného vzorku problematické pro hrubé, nepravidelné, malé, příliš tenké či nehomogenní vzorky vysoký podíl šumu a špatný přenos signálu pro materiály s hrubozrnnou strukturou lineární defekty paralelní ze zvukovým paprskem nemusí být detekovány nutné standardy pro kalibraci a charakterizaci chyb

Historie 1929,1935 Sokolov užívá Ultrazvuk pro detekci kovových předmětů 1931 Mulhauser patent pro detekci chyb v pevných látkách ultrazvukovou metodou II. světová válka - SONAR 50. léta Japonsko prezentuje použití UZ v lékařství 60. léta USA - Safe-Life design rozvoj detekčních technik pro zjišťování jakosti výrobků a charakterizaci typu a závažnosti vad

Šíření vln podélné vlnění rychlejší oscilace ve směru šíření i v kapalinách a plynech větší přenos energie příčné vlnění pomalejší oscilace kolmé na směr šíření pouze v pevných látkách často jako důsledek vlnění podélného eliptické vlnění na površích

Vlnová délka a detekce lze detekovat nespojitosti větší, než je polovina vlnové délky použitého signálu citlivost schopnost detekovat malé nespojitosti rozlišení schopnost rozlišit dvě blízké nespojitosti citlivost i rozlišení rostou s použitou frekvenci s rostoucí frekvencí také roste rozptyl signálu na hranicích zrn a jemných nedokonalostech struktury materiálu a vzrůstá podíl šumu s roustoucí frekvencí klesá maximální hloubka detekce detekci dále ovlivňuje: délka pulsu použité napětí a typ krystalu velikost snímače

Vlastnosti šíření vln Hookeův zákon doba navrácení prvku (atomu) do nulové polohy ve struktuře je nezávislá na vychýlení (amplitudě) rychlost šíření v rychlost šíření r hustota materiálu C ij elastické konstanty závisost na směru pro v = C ij anizotropní materiály exponenciální pokles intenzity s průnikem do vzorku

Akustická impedance definována jako součin hustoty a rychlosi šíření zvuku: Z = v akustická impedance má význam pro: zjištění odrazu a průchodu signálu na hranici dvou prostředí s rozdílným akustickou impedancí návrh akustických snímačů absorbci zvuku v prostředí podíl odražené energie na hranici dvou prostředí: R= Z Z 2 1 2 Z 1 Z 2

Lom vlnění a Snellův zákon na rozhranní dvou prostředí dochází k lomu vlnění platí Snellův zákon lomu kritický úhel vlnění se dále šíří jen po povrchu vzorku při lomu se část energie podélného vlnění přemění na vlnění příčné může existovat i druhý kritický úhel pro příčné vlnění

Poměr signál/šum poměr intenzity odraženého signálu od pozadí jako minimum je požadován poměr 3:1 poměr signál šum: roste s velikostí defektu roste s lokalizovaností paprsku roste s klesající dobou pulsu klesá s rostoucí hustotou a rychlostí šíření zvuku většinou roste s rostoucí frekvencí dále je ovlivněn: velikostí sondy, jejím frekvenčním rozsahem a zaostřením vzdáleností vady od povrchu a její orientaci vlastním akustickým pozadím v materiálu

Interference vlnění problematická v blízkosti snímače

Piezoelektrické snímače nejpoužívanější elektrostrikce a piezoelektrický jev konverze elektrického napětí na mechanické a zpět aktivní část - ½ vlnové délky pro vyšší frekvence tenčí aktivní element kvůli křehkosti se kontaktní snímače nedělají vysokofrekvenční

Charakteristika PE snímače piezoelektrický element - ½ požadované vlnové délky krycí destička - ¼ vlnové délky pro zachování fáze vlnění akustická impedance krycí destičky je v hodnotách mezi aktivním elementem a ocelí (pro kontaktní snímače) a mezi a.e. a vodou pro ponorné snímače s širším frekvenčním rozsahem se zvyšuje citlivost s užším frekvenčním rozsahem roste penetrace

Typy PE snímačů kontaktní ruční mnipulace s dvěma elementy, úhlové ve styčném místě se pro přenos signálu používá voda, olej, vazelína bezkontaktní v kapalném prostředí osové či bodové zaostření

Styčné médium většinou kapalina zajišťuje přenos signálu ze snímače do vzorku na vzduchu se většina energie odráží kontaktní měření voda olej glycerin bezkontaktní měření voda

Vyhodnocení dat A-scan množství zpětně zachycené energie jako funkce čau B-scan časové hodnoty navrácení signálu jako funkce polohy C-scan kombinace A a B, počítačové zpracování

Reference www.ndt-ed.org http://www.ndt-ed.org/educationresources/communitycollege/ultrasonics/cc_ut_index.htm