Ultrasonik zarba usuli

Ultrasonik impulsli qurilma va ovoz chiqarish sxemasining soddalashtirilgan blok diagrammasi:
1 - generator; 2 - tebranish qo'zg'atuvchisi; 3 - namuna; 4 - qabul qiluvchi;
5 - kuchaytirgich; 6 - yozib olish uskunalari


Yuqori chastotali generator 1 1 soniya davomida davomiyligi taxminan 10 mks bo'lgan 50 ga yaqin elektr signallarini (impulslarni) ishlab chiqaradi, ular emitentga (qo'zg'atuvchiga) beriladi 2. Qo'zg'atuvchi piezoelektrik o'zgartirgich bo'lib, metall korpusdan iborat, ichkarida Rochelle tuzi yoki bariy titanatning kristalli joylashtirilgan. Elektr va mexanik energiyani aylantiradi, ya'ni. sinov namunasida tarqaladigan ultratovushli mexanik impulslarni hosil qiladi.
Qabul qilgich 4, to'g'ridan-to'g'ri piezoelektrik effekt tufayli, o'tgan mexanik impulslarni elektr impulslariga aylantiradi. Ular kuchaytirgich 5 ga kiradi, u erda katod nurlari trubkasi (indikatori) 6 ga kirishdan oldin kuchaytiriladi.
Emitentga impuls yuborish bilan bir vaqtda tebranish qo'zg'atuvchisi 2 bir xil impulsni blok 6 osiloskopiga yuboradi. Shunday qilib, ekranda ikkita impuls paydo bo'ladi - birinchi uzatilgan (zondlash) va ikkinchisi - qabul qilingan (o'ngda). Elektron generator ma'lum oraliqlarda vertikal belgilar shaklida osiloskop ekranida vaqt belgilarining elektron shkalasini yaratadi (2.9-rasm).

Namunadan o'tganda ultratovush impulsini ortga hisoblashning sxematik ko'rinishi:
1 - osiloskop ekrani; 2 - qabul qilingan impuls
ultratovush pulsining o'tish vaqti va boshqa xususiyatlar haqidagi raqamli ma'lumotlarni indikator ekraniga uzatuvchi avtomatik qurilmalar mavjud .
Sanoat qurilish materiallari sifatini nazorat qilish uchun foydalanish uchun tavsiya etilgan quyidagi markalarning ultratovushli impulsli qurilmalarini ishlab chiqaradi: UK-12P, UK-14P, UK-15P, UK-16P, UK-16PU2, UF-90-PC, Beton-8. -URTs, Beton -23, UV-50MTs, UK-1401, Pulsator - 1.
Ultrasonik to'lqinlarning emitentdan namunaga yoki undan qabul qiluvchiga o'tishi paytida yuza bilan aloqa qilish ultratovush impulsining ishlashiga katta ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun aloqa yuzasida havo qatlami bo'lmasligi kerak. Ishonchli akustik aloqani ta'minlash uchun yopishqoq moylar (qattiq moy, texnik neft jeli), plastilin, bo'r pastasi, gips yoki elastik qistirmalari ishlatiladi. Birlashtiruvchi qatlam nozik bo'lishi kerak.
V - R bog'liqligini qurish uchun ishlatiladigan tuzilmalar va namunalarni sinovdan o'tkazishda bitta turdagi moylash materiallaridan foydalanish kerak. Ultrasonik transduserlar (zondlar) o'rnatiladigan materialning yuzasida chuqurligi 3 mm dan ortiq va diametri 6 mm dan ortiq bo'lgan cho'ziluvchan va chuqurchalar, qobiqlar va havo teshiklari bo'lmasligi kerak. Sirtdan dekorativ qoplamalar yoki qoplamali qatlam chiqariladi.
Qalinligi 5 m gacha bo'lgan beton buyumlar uchun 40-60 kHz diapazonda chastotali ultratovush transduserlari, qalinligi 5 m dan ortiq bo'lgan beton uchun esa 25 kHz chastotada ishlatiladi. Yupqa devorli mahsulotlar uchun (100 mm gacha) 200 kHz gacha bo'lgan chastotalar qo'llaniladi. Ultrasonik impulsning (ultratovush) tarqalish tezligi m/s dagi formula bilan aniqlanadi.
(2.12)
qayerda l - tovush bazasi mm;
t - ultratovushning tarqalish vaqti, mks.
Sinov amaliyotida ikkita ovoz chiqarish usuli qo'llaniladi - bo'ylab va sirt (2.10-rasm). Tovush paytida piezo datchiklari koaksial ravishda o'rnatiladi. Yuzaki tovush usuli bilan ular mahsulotning bir tekisligi bo'ylab doimiy asosda ( l = 150-400 mm) o'rnatiladi. Ushbu usul dizaynga bir tomonlama yondashuv mavjud bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Sinovlar 0 dan 50 ° C gacha bo'lgan muhit haroratida amalga oshiriladi. Issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng darhol sinovdan o'tgan mahsulotlar uchun - 65 ° C gacha.

a - zondlash usuli bilan namuna kublarini sinash sxemasi;
b - sirt zondlash usuli bilan namunalar-kublarni sinash sxemasi;
UE - ultratovush transduserlari; l - tovushli asos; 1 - qoliplash yo'nalishi; 2 - siqish testining yo'nalishi

Ultratovush tezligi betonning siqilish yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda o'lchanadi. Piezo datchiklari strukturaning chetidan 50 mm dan yaqinroq masofada o'rnatiladi. Temir-beton konstruktsiyalar uchun tovush yo'nalishi armatura yo'nalishiga perpendikulyar bo'lishi kerak. Ovoz chizig'i bo'ylab mustahkamlash kontsentratsiyasi 5% dan oshmasligi kerak.

Qurilish materiallari sifatini nazorat qilishning barcha buzilmaydigan usullaridan ultratovushli impuls usuli eng ko'p qo'llaniladi. U aniqlash uchun ishlatiladi:
- betonning mustahkamligi (GOST 17624-87 "Beton. Kuchni aniqlashning ultratovush usuli");
- silikat g'ishtning siqilish kuchi (GOST 24332-80 "Bosim kuchini aniqlashning ultratovush usuli");
- betonning sovuqqa chidamliligi (G OST 26134-84 "Beton. Sovuqqa chidamliligini aniqlashning ultratovush usuli");
- materiallarning elastik xarakteristikalari (elastiklikning dinamik moduli va Puasson nisbati);
- beton aralashmaning harakatchanligi ("Akustik usul bilan beton aralashmalarning harakatchanligini nazorat qilish bo'yicha tavsiyalar");
- betonning bir xilligi;
- bog'lovchi, beton va ohaklarning qattiqlashuv jarayonlarini o'z vaqtida tadqiq qilish va nazorat qilish (GOST 24467-80 "Beton va temir-beton buyumlari. Betonning qattiqlashishini kuzatishning ultratovush usuli");
- tajovuzkor muhitning sun'iy tosh materiallarining tuzilishiga ta'sirini o'rganish;
- armatura tarangligini bo'shatish paytida betonning yoriqlari va konstruktiv buzilishlarining chuqurligini nazorat qilish;

• 
  beton kamchiliklarni aniqlash;
  
• 
  siqish yuklari ta'sirida beton konstruktsiyani mikro-destruktsiya chegaralarini aniqlash.
  

Ko'rsatilgan me'yoriy hujjatlar va ultratovush impuls usulini qo'llash bo'yicha tavsiyalar asboblar va jihozlarni taqdim etadi, namunalarning o'lchamlarini va ularni sinovga tayyorlashni, sinovdan o'tkazish, qayta ishlash va olingan natijalarni baholash ketma-ketligini ko'rsatadi.
Keling, ultratovushli impuls usulini (UPM) qo'llashning ba'zi uslubiy xususiyatlarini qisqacha ko'rib chiqaylik.
Kuchni aniqlash. UIM yordamida beton va boshqa qurilish materiallarining mustahkamligini nazorat qilish materialda ultratovushning tarqalish tezligi va uning kuchi o'rtasidagi bog'liqlik mavjudligiga asoslanadi. Bino konstruktsiyasida UIM kuchini aniqlash jarayoni undagi ultratovush tezligini aniqlashdan iborat. Keyin, oldindan tuzilgan "tezlik-quvvat" kalibrlash egri chizig'iga ko'ra, betonning kuchlanish kuchi topiladi (2.11-rasm).
Kalibrlash egri chizig'ini qurish konstruktsiyalarni ishlab chiqarish uchun zavodda qo'llaniladigan beton aralashmalardan tayyorlangan beton namunali kublarning parallel ultratovush va mexanik sinovlari natijalariga ko'ra amalga oshiriladi. Tuzilgan egri chiziq faqat betonning ma'lum bir tarkibi va markasi uchun amal qiladi. Beton tarkibini, agregatlarning turi va hajmini, tsement markasini o'zgartirganda, yangi kalibrlash egri chizig'ini qurish kerak.
Betonning mustahkamligini quyidagi formula bo'yicha aniqlash mumkin:
R_comp=5A(Bt), (2.13)
bu erda A va B koeffitsientlari;
l - ultratovush impulsining tarqalish vaqti.
Ushbu bog'liqlik qurilma tomonidan apparatni amalga oshirish uchun qabul qilinadi
Ultrasonik impulsning o'lchangan tarqalish vaqti bo'yicha raqamli indikatorda ko'rsatilgan betonning mustahkamligini aniqlashda UK-16PU2 .
A va B koeffitsientlarining qiymatlari operator tomonidan tegishli boshqaruv elementlari yordamida qurilmada o'rnatiladi.

. Betonning bosim kuchining undagi ultratovushning tarqalish tezligiga kalibrlash bog'liqligi


Betonning elastik xususiyatlarini aniqlash. Betonning elastik xarakteristikalari elastiklik moduli va Puasson nisbati hisoblanadi. Agar bu parametrlar ultratovush impuls usuli yordamida aniqlansa, ular dinamik deb ataladi, chunki ular material tovush tezligida tarqaladigan va materialning juda kichik deformatsiyalarini keltirib chiqaradigan kuchlanish to'lqinlari bilan deformatsiyalanganda olinadi.
Yuqorida ta'kidlaganimizdek (2.8-2.10 formulalari), ultratovush impulsining tarqalish tezligi funksional ravishda elastiklik moduli, material zichligi va Puasson nisbati bilan bog'liq. Elastiklikning dinamik moduli uzunlamasına to'lqinlarning tarqalish tezligi va materialning zichligidan quyidagi bog'liqlik bilan aniqlanadi:
(2.14)
bu erda r - materialning o'rtacha zichligi d , kg / m ³ ;
V - uzunlamasına to'lqinlarning tezligi, m / s;
K = 1.02-10 ^-6 - elastiklikning dinamik moduli, MPa o'lchov birligini belgilaydigan koeffitsient.
V _prod ) va ko'ndalang ( V _pop ) to'lqinlarning tezligini quyidagi formula bo'yicha o'lchash natijalari bilan aniqlanadi:
, (2.15)
qayerda
. (2.16)
Dinamik xususiyatlarning qiymatlarini bilish - elastiklik moduli E _g va Puasson nisbati m _g kesish modulining qiymatini hisoblashingiz mumkin:
(2.17)