Главная -> Словарь

Чувствительность детектора

ВТД обычно подразделяют на дефектоскопы с проходными и накладными преобразователями. Дефеюххжопы с проходными ВТП чаше всего применяют для автоматизированного или автоматического бесконтактного контроля труб, прутков, проволоки, а также метизов, шариков и роликов подшипников и т.д. Основной режим работы ВТД с проходными ВТП - динамический. Преобразователи таких ВТД, как правило, трансформаторного типа с однородным или неоднородным полем в зоне кон-троля^и включаются они по дифференциальной схеме. Применение ВТП с неоднородным полем обусловлено стремлением уменьшить длину возбуждающей катушки с целью сокращения общей длины ВТП при контроле объектов большого диаметра. Однако при этом приходится принимать меры для стабилизации положения объекта. Для уменьшения возможных радиальных перемещений объекта в ВТП, а также для поддержания коэффициента заполнения на определенном уровне, определяющем чувствительность, дефектоскопы снабжают набором ВТП различного диаметра. При использовании ВТП с однородным полем можно значительно уменьшить число их типоразмеров, компенсируя изменение чувствительности при изменении коэффициента заполнения регулированием возбуждающего тока. В большинстве современных дефектоскопов с проходными ВТП информация выделяется модуляционным способом, поэтому они предназначаются для динамического режима контроля, а для некоторых скорость движения объекта необходимо сохранять постоянной, поскольку при изменении скорости изменяются частотный спектр сигналов и чувствительность дефектоскопа. Некоторые дефектоскопы могут работать и в статическом режиме , однако этот режим не является основным и обычно используется для настройки прибора.

ВТД с накладными преобразователями используют как для автоматического, так и для ручного контроля. Дтш контроля линейно-прогаженных объектов круглого сечения применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными ВТП. Сканирующий дефектоскоп состоит из сканирующего механизма с блоком ВТП и электронного блока. При осевом перемещении объекта контроля блок ВТП описывает винтовую линию вокруг его поверхности. Скорость перемещения объекта определяется скоростью вращения вихре-токовых преобразователей, их числом и шириной зоны контроля каждого из них. Имеется дополнительный канал измерения расстояния между преобразователем и поверхностью детали. Сигнал, полученный одной из измерительных обмоток и несущий информацию, в основном о величине зазора, обрабатывается в этом канале и служит коэффициентом передачи основного измерительного канала. Таким образом сохраняется неизменной чувствительность дефектоскопа при изменениях зазора, что позволяет выявлять дефекты при увеличении зазора до 2 мм. Сканирующие дефектоскопы предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также из цветных металлов и сплавов. Дефектоскоп ВМД-ЗОН с накладными вращающимися магнитными и вихретоковыми преобразователями применяется для контроля труб нефтяного и другого сортамента диаметром 42 - 520 мм . Поля рассеяния в зоне дефекта, создаваемые за счет постоянной

ВТД обычно подразделяют на дефектоскопы с проходными и накладными преобразователями. Дефектоскопы с проходными ВТП чаше всего применяют для автоматизированного или автоматического бесконтактного контроля труб, прутков, проволоки, а также метизов, шариков и роликов подшипников и т.д. Основной режим работы ВТД с проходными ВТП - динамический. Преобразователи таких ВТД, как правило, трансформаторного типа с однородным или неоднородным полем в зоне контроля^ включаются они по дифференциальной схеме. Применение ВТП с неоднородным полем обусловлено стремлением уменьшить длину возбуждающей катушки с целью сокращения общей длины ВТП при контроле объектов большого диаметра. Однако при этом приходится принимать меры для стабилизации положения объекта. Для уменьшения возможных радиальных перемещений объекта в ВТП, а также для поддержания коэффициента заполнения на определенном уровне, определяющем чувствительность, дефектоскопы снабжают набором ВТП различного диаметра. При использовании ВТП с однородным полем можно значительно уменьшить число их типоразмеров, компенсируя изменение чувствительности при изменении коэффициента заполнения регулированием возбуждающего тока. В большинстве современных дефектоскопов с проходными ВТП информация выделяется модуляционным способом, поэтому они предназначаются для динамического режима контроля, а для некоторых скорость движения объекта необходимо сохранять постоянной, поскольку при изменении скорости изменяются частотный спектр сигналов и чувствительность дефектоскопа. Некоторые дефектоскопы могут работать и в статическом режиме , однако этот режим не является основным и обычно используется для настройки прибора.

ВТД с накладными преобразователями используют как для автоматического, так и для ручного контроля. Дпя контроля линейно-протяженных объектов круглого сечения применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными ВТП. Сканирующий дефектоскоп состоит из сканирующего механизма с блоком ВТП и электронного блока. При осевом перемещении объекта контроля блок В'ГП описывает винтовую линию вокруг его поверхности. Скорость перемещения объекта определяется скоростью вращения вихре-токовых преобразователей, их числом и шириной зоны контроля каждого из них. Имеется дополнительный канал измерения расстояния между преобразователем и поверхностью детали. Сигнал, полученный одной из измерительных обмоток и несущий информацию, в основном о величине зазора, обрабатывается в этом канапе и служит коэффициентом передачи основного измерительного канала. Таким образом сохраняется неизменной чувствительность дефектоскопа при изменениях зазора, что позволяет выявлять дефекты при увеличении зазора до 2 мм. Сканирующие дефектоскопы предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также из цветных металлов и сплавов. Дефектоскоп ВМД-ЗОН с накладными вращающимися магнитными и вихретоковыми преобразователями применяется для контроля труб нефтяного и другого сортамента диаметром 42 - 520 мм . Поля рассеяния в зоне дефекта, создаваемые за счет постоянной

Обычно перед проведением ультразвукового контроля чувствительность дефектоскопа настраивают по контрольным образцам с торцовыми отверстиями определенной площади. Величину несоответствия между площадью искусственного 5ЭКВ и естественного 5 дефектов определяют с помощью коэффициента выявляе-мости k, т. е. 5ЭКВ == kS. Значения этого коэффициента были определены экспериментально. При контроле на частоте 2— 2,5 МГц коэффициент выявляемое™ для биметаллов, плакированных нержавеющей сталью и никелем, составляет 0,2—0,4, а для биметаллов, плакированных медью и серебром, 0,04—0,3. Уменьшение величины k с ростом разницы волновых сопротивлений между плакирующим и основным слоями биметалла соответствует выводам теории.

При контроле сварных швов различают реальную, предельную и условную чувствительность. Реальная чувствительность обусловлена минимальными размерами дефектов различного характера, уверенно выявляемых в изделиях или соединениях определенного типа. Ее оценивают по результатам ультразвукового контроля после их статистической обработки и по результатам металлографического исследования значительного количества объектов одного вида. Условную чувствительность дефектоскопа

Если настроить чувствительность дефектоскопа на выявление опасных дефектов на максимальной глубине, соответствующей полной толщине шва, то при переходе к контролю зон шва, расположенных близко к искателю, чувствительность оказывается чрезмерно высокой. В Советском Союзе разработаны методы и приборы для выравнивания чувствительности. Сварные швы толщиной 0,5 — 1 м разбивают по глубине на ряд зон толщиной 200— 300 мм каждая. Эти зоны контролируют поочередно, причем при контроле более глубоких зон с помощью переключателя повышается чувствительность дефектоскопа и одновременно увеличивается задержка запуска развертки в соответствии с увеличением времени пробега ультразвука в основном металле. В пределах одной зоны чувствительность выравнивается с помощью автоматического повышения коэффициента усиления дефектоскопа от момента начала развертки.

Учитывая изложенные выше особенности сварки биметаллов, НИИхиммашем были разработаны два способа ультразвукового контроля стыковых сварных соединений. При контроле первым способом чувствительность дефектоскопа настраивают по искусственному дефекту, расположенному в сварном шве плакирующего слоя. При контроле вторым способом для проверки сварного шва плакирующего слоя чувствительность прибора настраивают по дефекту, расположенному в этом слое, а для проверки сварного шва основного слоя углеродистой стали — по аналогичному по площади дефекту в основном слое.

используют опорный сигнал от двугранного угла свободного края контролируемого изделия, скоса кромки специального образца или накладной призмы, укрепляемой на поверхности изделия . По опорному сигналу с помощью АРД-номограммы настраивают чувствительность дефектоскопа.

Ширину стробирующего импульса на экране дефектоскопа устанавливают так же, как и при ручном ультразвуковом контроле сварных соединений. Чувствительность дефектоскопа установки должна изменяться в случае перехода искателя от прозву-чивания одного слоя сварного соединения к другому . Если контроль шва вначале производят прямым лучом, а завершают однократно отраженным, то чувствительность увеличивается в момент раздвижки головок. Эта операция может производиться автоматически или оператором с пульта управления. Оператор должен иметь перед собой таблицу, руководствуясь данными которой, он мог бы с минимальными затратами времени производить переключение аттенюатора дефектоскопа. Данные для заполнения таблицы можно получить путем использования тех же образцов, которые применяют для настройки чувствительности при ручном контроле.

Иначе решаются многие методические вопросы контроля швов при построчном сканировании под углом или перпендикулярно к продольной оси шва. Одна из существенных особенностей состоит в том, что чувствительность дефектоскопа установки дол-

* Чувствительность' детектора оценивают минимальной фиксируемо)! им концентрацией компонента.

В Тортонском исследовательском центре для определения свободной воды в турбореактивных топливах разработан детектор «Аквакит», широко применяемый фирмой «Шелл» . Детектор состоит из медицинского шприца и пластмассовой капсулы с водочувствительным элементом из двух кружков фильтровальной бумаги. Один кружок пропитан железистосинеродистым калием, другой — раствором сернокислого железа. Капсулу надевают на конец иглы шприца и через нее набирают в шприц 5 мл испытуемого топлива. В центре капсулы имеется открытый участок водочув'ствительной на волокнах открытой части бумаги и вступают в реакцию с химическими компонентами. В результате цвет в центре водочувствительной бумаги изменяется с желтого на голубой. Чувствительность детектора 0,003% масс.

Чувствительность и линейность показаний детектора повышаются при использовании газа-носителя с высокой теплопроводностью, например водорода или гелия, вследствие большой разницы между теплопроводностью этих газов и разделяемых компонентов. Если в качестве газа-носителя применять азот, теплопроводность которого близка к теплопроводности углеводородов, то чувствительность детектора существенно снижается. Поскольку теплопроводность различных органических соединений неодинакова, различаются и величины сигналов . В зависимости от соотношения теплопроводпостей газа-носителя и апализируе-

Температура влияет на чувствительность детектора по теплопроводности, и выбор ее зависит от применяемого газа-носителя. Требования к постоянству температуры опыта и величине допустимых отклонений тока детектора определяются применяемым способом расчета компонентов по хроматограмме, например при методе нормировки небольшие отклонения температурного режима ±1° С не влияют на количественные расчеты.

Как указывалось, чувствительность детектора по теплопроводности тем выше, чем больше разность теплопроводности газа-носителя и компонента анализируемой пробы, она также возрастает при увеличении разности температур стенок камеры детектора и нагрева чувствительного элемента . Повышение температуры накала нити увеличивает чувствительность датчика, особенно при газе-носителе, гелии или водороде, так как их теплопроводность приблизительно в семь раз превышает теплопроводность азота.

Метод абсолютной калибровки. Метод характеризуется высокой точностью при соблюдении следующих условий: количество пробы, вводимое в хроматограф как при калибровке, так н при анализе, должно быть строго одинаковым; чувствительность детектора должна сохраняться постоянной в течение всего времени работы хроматографа. Метод не требует обязательной фиксации всех компонентов анализируемой смеси на хроматограмме и позволяет определять концентрации только интересующих веществ и примесей.

где S,- нлошвдь пика /-того компонента; К „- коэффициент, учитывающий чувствительность детектора ; Кь - весовой поправочный коэффициент /-тою компонента; А, - весовое процентное содержание /-того компонента в смеси.

Проведенные исследования позволили установить показатели наиболее надежной работы детекторов и максимальную чувствительность прибора, что позволило выбрать наиболее рациональное напряжение, оно оказалось равным 3 в. Как известно из литературы по хроматографии, эффект разделения смеси на компоненты улучшается с уменьшением вводимого объема анализируемого газа. Нижний предел этого объема ограничен чувствительностью детектора и при анализе смесей, богатых горючими 'составляющими, составляет 0,5—1 см5 . При анализе смесей, бедных горючими составляющими, минимальный объем в;водимой смеси должен быть несколько увеличен. Наилучшие результаты были получены при объеме анализируемого газа, равном 2 смъ.

Однако надо отметить, .что чувствительность детектора плотности при использовании гелия несколько ниже, чем при использовании азота. Для повышения чувствительности датчика плотности были применены вольфрамовые нити с сопротивлением 80 ом вместо 40 ом.

Чувствительность детектора при 50°С равна S= 3,56 мВ • • смэ/мг.

2. Элемент сравнения и определяемый элемент должны иметь близкие энергии ионизации, а линии сравнения и аналитическая линия — близкие энергии возбуждения. Линии должны принадлежать либо нейтральным атомам, либо ионам с одинаковой степенью ионизации. Нужно, чтобы аналитическая пара линий была расположена по возможности ближе друг к другу. Тогда чувствительность детектора на двух участках не будет заметно различаться в зависимости от длин волн. Кроме того, меньше будут сказываться любые помехи, интенсивность которых обычно неодинакова на различных участках спектра. Аналитическая пара линий должна иметь близкие интенсивности излучения , близкие реаб-сорбции и одинаковый характер .