Page 19 - АвторефМокрий21

17

На основі аналізу просторової структури оптичного поля лазерного
променя, а також за умови, що ширина плями променя на поверхні зразка
повинна бути більшою за 3Λ, зроблено оцінку частотного діапазону ПАХ, в
якому запропонована методика може бути реалізована. Відповідно для металів, в
яких швидкість поширення ПАХ близька до 3000 м/с, цей діапазон становить 1-15
МГц, що відповідає частотам акустичних хвиль, які використовують в
неруйнівному контролі.
У третьому розділі розглядаються методики зменшення впливу
температури перетворювача та нерівності поверхні об’єкту контролю на
визначення швидкості ПАХ, а також оптимізація вибору кроку вимірювання у
випадку визначення розподілу швидкості з допомогою контактних
перетворювачів.
Проведено аналіз впливу зміни температури перетворювача, в якого
збуджуюча та приймальна частини жорстко з’єднані між собою. Для
температури, яка відрізняється від температури, за якої було здійснено
калібрування перетворювача, час проходження акустичної хвилі визначають
залежністю:

L  ( L  T ) b  ( b  T )

t   , (12)
зр
V V   V ( T )
зр пр пр
де ΔT – зміна температури відносно температури калібрування; L – відстань, яку
проходить ПАХ; b − ефективна сумарна довжина шляху в призмах, по якому
проходить повздовжня акустична хвиля; V зр ‒ швидкість ПАХ у зразку; V пр ‒
швидкість повздовжньої хвилі в призмах; Δa(ΔТ), Δb(ΔТ), ΔV пр(ΔТ) ‒
температурні зміни відповідних величин. Ураховуючи (12), можна зробити
висновок, що у випадку зміни температури перетворювача визначений час
проходження акустичної хвилі може суттєво змінитись. Для компенсації
температурної похибки ефективним є використання зразка порівняння з відомою
швидкістю ПАХ. В цьому випадку різниця між часами проходження ПАХ в
досліджуваному зразку і зразку порівняння t e буде:
1 1 1 1

t  t  ( L  )  L  )(  ), (13)
( T
e
зр
V e V зр V е V зр
де V e ‒ швидкість ПАХ у
зразку порівняння. Як видно
1 2 3 з виразу (13), різниця часів
проходження акустичної
4
хвилі не містить вкладів у

Рис. 7. Перетворювач для визначення температурну похибку,
швидкості ПАХ з двома реєструючими спричинених температурною
зміною швидкості в призмах,
призмами: 1 ‒ призма збудження, 2, 3 – а також зміною їх розмірів
призми реєстрації, 4 – досліджуваний зразок. внаслідок температурного
розширення. Таким чином,
використовуючи зразок по-