Пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) применяются в ультразвуковом НК, выступая в качестве излучателя и приемника ультразвукового импульса обрабатываемого УЗ дефектоскопом. Принцип действия ПЭП основан на пьезоэлектрическом эффекте – явлении возникновения электрической поляризации под действием механических напряжений. Калибровка пьезоэлектрических преобразователей осуществляется в аккредитованной лаборатории РЦСМ и занимает от 1 до 5 дней.
Калибровка пьезоэлектрических преобразователей
Требования к УЗ ПЭП указаны в ГОСТ Р 55725-2013 — Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования (взамен ГОСТ 26266-90) и ГОСТ Р 55808-2013 — Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний. (взамен ГОСТ 23702-90). Расширенный перечень нормативов касающихся УЗ ПЭП приведен в конце данной страницы. УЗ ПЭП можно условно классифицировать по следующим признакам:
По углу ввода колебаний различают:
- Прямые преобразователи вводят и (или) принимают колебания по нормали к поверхности объекта контроля в точке ввода.
- Наклонные преобразователи вводят и (или) принимают колебания в направлениях отличных от нормали к поверхности объекта контроля.
По способу размещения функций излучения и приема УЗ сигнала различают:
- Совмещенные ПЭП где один и тот же пьезоэлемент, работает как в режиме излучения так и в режиме приема.
- Раздельно-совмещенные преобразователи где в одном корпусе размещены два и более пьезоэлемента, один из которых работает только в режиме излучения, а другие в режиме приема.
По частоте колебаний
- Высокочастотные УЗ ПЭП условно можно ограничить диапазоном 4-5 МГц, такую частоту обычно применяют при контроле мелкозернистых заготовок небольшой толщины (обычно менее 100мм) и сварных соединений толщиной менее 20мм.
- Среднечастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 1,8-2,5 МГц. Преобразователи с данным диапазоном частот применяются для контроля изделий большей толщины и с большим размером частиц.
- Низкочастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 0,5-1,8 МГц, используются для контроля заготовок с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания, например чугуна, бетона или пластика.
По способу акустического контакта
- Контактные ПЭП где рабочая поверхность соприкасается с поверхностью ОК или находится от нее на расстоянии менее половины длины волны в контактной жидкости.
- Иммерсионные которые работают при наличии между поверхностями преобразователя и ОК слоя жидкости толщиной больше пространственной протяженности акустического импульса.
По типу волны возбуждаемой в объекте контроля:
- Продольные волны — колебания которых происходит вдоль оси распространения;
- Сдвиговые (поперечные) волны — колебания которых происходит перпендикулярно оси распространения;
- Поверхностные волны (волны Реллея) — распространяющиеся вдоль свободной (или слабонагруженной) границы твердого тела и быстро затухающие с глубиной.
- Нормальные ультразвуковые волны (волны Лэмба) – ультразвуковые волны, которые распространяются в пластинах и стержнях. Существуют симметричные и антисимметричные волны.
- Головные волны – савокупность акустических волн возбуждаемых при падении пучка продольных волн на границу раздела 2 твердых сред под первым критически углом.
