Diex — Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвукова́я дефектоскопи́я — метод основанный С.Я. Соколовым, позволяющий осуществлять поиск дефектов в материале изделия путём излучения и принятия ультразвуковых колебаний, отраженных от внутренних несплошностей (дефектов), и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик с помощью специального оборудования — ультразвукового дефектоскопа. Является одним из самых распространенных методов неразрушающего контроля.

Принцип работы

Звуковые волны не изменяют траектории движения в однородном материале. Отражение акустических волн происходит от раздела сред с различными удельными акустическими сопротивлениями. Чем больше различаются акустические сопротивления, тем большая часть звуковых волн отражается от границы раздела сред. Так как включения в металле часто содержат воздух, имеющий на несколько порядков большее удельное акустическое сопротивление, чем сам металл, то отражение будет практически полное.

Разрешающая способность акустического исследования определяется длиной используемой звуковой волны. Это ограничение накладывается тем фактом, что при размере препятствия меньше четверти длины волны, волна от него практически не отражается. Это определяет использование высокочастотных колебаний — ультразвука. С другой стороны, при повышении частоты колебаний быстро растет их затухание, что ограничивает доступную глубину контроля. Для контроля металла наиболее часто используются частоты от 0.5 до 10 МГц.

Возбуждение и прием ультразвука

Существует несколько методов возбуждения ультразвуковых волн в исследуемом объекте. Наиболее распространенным является использование пьезоэлектрического эффекта. В этом случае излучение ультразвука производится с помощью преобразователя, который преобразует электрические колебания в акустические с помощью обратного пьезоэлектрического эффекта.

Отраженные сигналы попавшие на пьезопластину из-за прямого пьезоэлектрического эффекта преобразуются в электрические, которые и регистрируются измерительными цепями.

Также используются электромагнитно-акустический (ЭМА) метод, основанный на приложении сильных переменных магнитных полей к металлу. КПД этого метода гораздо ниже, чем у пьезоэлектрического, но зато может работать через воздушный зазор и не предъявляет особых требований к качеству поверхности.

Классификация методов исследования

Методы отражения

• Эхо-импульсный метод контроля сварного соединения без дефекта (сверху) и с дефектом (снизу). В правой части изображения представлен экран дефектоскопа с изображённым на нём зондирующим импульсом (сверху) и импульсом от дефекта (снизу).

• Эхо-метод или эхо-импульсный метод — наиболее распространенный: преобразователь генерирует колебания (т.е. выступает в роли генератора) и он же принимает отражённые от дефектов эхо-сигналы (приёмник). Данный способ получил широкое распространение за счёт своей простоты, т.к. для проведения контроля требуется только один преобразователь, следовательно при ручном контроле отсутствует необходимость в специальный приспособлениях для его фиксации (как, например, в дифракционно-временном методе) и совмещении акустических осей при использовании двух преобразователей. Кроме того, это один из немногих методов ультразвуковой дефектоскопии, позволяющий достаточно точно определить координаты дефекта, такие как глубину залегания и положение в исследуемом объекте (относительно преобразователя).
• Зеркальный или Эхо-зеркальный метод — используются два преобразователя с одной стороны детали: сгенерированные колебания отражаются от дефекта в сторону приемника.
  На практике используется для поиска дефектов расположенных перпендикулярно поверхности контроля, например трещин.

• Дифракционно-временной метод — используется два преобразователя с одной стороны детали, расположенные друг напротив друга. Если дефект имеет острые кромки (как, например, трещины) то колебания дифрагируют на концах дефекта и отражаются во все стороны, в том числе и в сторону приёмника. Дефектоскоп регистрирует время прихода обоих импульсов при их достаточной амплитуде. На экране дефектоскопа одновременно отображаются оба сигнала от верхней и от нижней границ дефекта, тем самым можно достаточно точно определить условную высоту дефекта. Способ достаточно универсален, позволяет производить ультразвуковой контроль на швах любой сложности, но требует специального оборудования для фиксации преобразователей, а также дефектоскоп, способный работать в таком режиме. Кроме того, дифрагированные сигналы достаточно слабые.
• Дельта-метод — разновидность зеркального метода — отличаются механизм отражения волны от дефекта и способ принятия. На практике не используется.
  
• Ревербационный метод — основан на постепенном затухании сигнала в объекте контроля. При контроле двухслойной конструкции, в случае качественного соединения слоёв, часть энергии из первого слоя будет уходить во второй, поэтому ревербация будет меньше. В обратном случае будут наблюдаться многократные отражения от первого слоя, так называемый лес. Метод используется для контроля сцепления различных видов наплавок, например баббитовой наплавки с чугунным основанием. Основным недостатком данного метода является регистрация дефектоскопом эхо-сигналов от границы соединения двух слоёв. Причиной этих эхо-сигналов является разница скоростей упругих колебаний в материалах соединения и их различное удельное акустическое сопротивление. Например на границе баббит-сталь возникает постоянный эхо-сигнал даже в местах качественного сцепления.
  В силу конструкционных особенностей некоторых изделий, контроль качества соединения материалов ревербационным методом может быть невозможен именно из-за наличия на экране дефектоскопа эхо-сигналов от границы соединения.
  

• Акустическая микроскопия благодаря повышенной частоте ввода ультразвукового пучка и применению его фокусировки, позволяет обнаруживать дефекты, размеры которых не превышают десятых долей миллиметра.

• Когерентный метод — помимо двух основных параметров эхо-сигнала, таких как амплитуда и время прихода, используется дополнительно фаза эхо-сигнала. Использование когерентного метода, а точнее нескольких идентичных преобразователей, работающих синфазно, позволяет получить изображение дефекта, близкое к реальному. При использовании специальных преобразователей, таких как преобразователь бегущей волны или его современный аналог — преобразователь с фазированной решёткой, метод позволяет значительно уменьшить время, затрачиваемое на контроль изделия.

Методы прохождения

Методы прохождения подразумевают под собой наблюдение за изменением параметров ультразвуковых колебаний, прошедших через объект контроля, так называемых сквозных колебаний. Изначально для контроля применялось непрерывное излучение, а изменение его амплитуды сквозных колебаний расценивалось как наличие дефекта в контролируемом объекте, так называемой звуковой тени. Отсюда появилось название теневой метод. Со временем непрерывное излучение сменилось импульсным, а к фиксируемым параметрам помимо амплитуды добавились также фаза, спектр и время прихода импульса и появились другие методы прохождения. Термин

теневой потерял свой первоначальный смысл и стал означать один из методов прохождения. В англоязычной литературе метод прохождения называется through transmission technique или through transmission method, что полностью соответствует его российскому названию. Термин теневой в англоязычной литературе не применяется.

• Теневой — используются два преобразователя, которые находятся по две стороны от исследуемой детали на одной акустической оси. В данном случае один из преобразователей генерирует колебания (генератор), а второй принимает их (приёмник). Признаком наличия дефекта будет являться значительное уменьшение амплитуды принятого сигнала, или его пропадание (дефект создает акустическую тень).
• Зеркально-теневой — используется для контроля деталей с двумя параллельными сторонами, развитие теневого метода: анализируются отражения от противоположной грани детали. Признаком дефекта, как и при теневом методе, будет считаться пропадание отраженных колебаний. Основное достоинство этого метода в отличие от теневого заключается в доступе к детали с одной стороны.

• Временной теневой основан на запаздывании импульса во времени, затраченного на огибание дефекта. Используется для контроля бетона или огнеупорного кирпича.
• Метод многократной тени аналогичен теневому, с тем исключением, что ультразвуковая волна несколько раз проходит через параллельные поверхности изделия.
• При эхо-сквозном методе используют два преобразователя, расположенные по разные стороны объекта контроля друг напротив друга. В случае отсутствия дефекта, на экране дефектоскопа наблюдают сквозной сигнал и сигнал, двукратно отражённый от стенок объекта контроля. При наличии полупрозрачного дефекта, также наблюдают отражённые сквозные сигналы от дефекта. При отсутствии дефекта на экране дефектоскопа наблюдаются только 1 и 2 импульсы. При наличии полупрозрачного дефекта, дополнительно 3 и 4-й. На рисунке для наглядности отражения ультразвуковых волн, неверно показаны направления их распространения.
  Ультразвуковые волны распространяются вдоль акустической оси передатчика (верхнего преобразователя).

• Ревербационно-сквозной метод включает в себя элементы ревербационного метода и метода многократной тени. На небольшом расстоянии друг от друга, как правило с одной стороны изделия, устанавливают два преобразователя — передатчик и приёмник. Ультразвуковые волны, посылаемые в объект контроля после многократных отражений, в конечном счете попадают на приёмник. Отсутствие дефекта позволяет наблюдать стабильные отраженные сигналы. При наличии дефекта изменяется распространение ультразвуковых волн — изменяется амплитуда и спектр принятых импульсов. Метод применяется для контроля многослойных конструкций и полимерных композитных материалов.
• Велосиметрический метод основан на регистрации изменения скорости упругих волн в зоне дефекта. Применяется для контроля многослойных конструкций и для изделий из полимерных композиционных материалов.

 Ультразвуковое исследование не разрушает и не повреждает исследуемый образец, что является его главным преимуществом. Возможно проводить контроль изделий из разнообразных материалов, как металлов, так и неметаллов. Кроме того можно выделить высокую скорость исследования при низкой стоимости и опасности для человека (по сравнению с рентгеновской дефектоскопией) и высокую мобильность ультразвукового дефектоскопа.

Особенности ультразвуковой дефектоскопии

Использование пъезоэлектрических преобразователей требует подготовки поверхности для ввода ультразвука в металл, в частности создания шероховатости поверхности не ниже класса 5, в случае со сварными соединениям ещё и направления шероховатости (перпендикулярно шву). Ввиду большого акустического сопротивления воздуха, малейший воздушный зазор может стать неодолимой преградой для ультразвуковых колебаний. Для устранения воздушного зазора, на контролируемый участок изделия предварительно наносят контактные жидкости, такие как вода, масло, клейстер. При контроле вертикальных или сильно наклоненных поверхностей необходимо применять густые контактные жидкости с целью предотвращения их быстрого стекания.

Для контроля изделий с внешним диаметром менее 200мм, необходимо использовать преобразователи, с радиусом кривизны подошвы R, равным 0,9-1,1R радиуса контролируемого объекта, так называемые притертые преобразователи, которые в таком виде непригодны для контроля изделий с плоскими поверхностями. Например, для контроля цилиндрической поковки, необходимо производить перемещение преобразователя в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что подразумевает под собой использование двух притёртых преобразователей — по одному для каждого из направлений.

Как правило, ультразвуковая дефектоскопия не может дать ответ на вопрос о реальных размерах дефекта, лишь о его отражательной способности в направлении приемника. Эти величины коррелируют, но не для всех типов дефектов. Кроме того, некоторые дефекты практически невозможно выявить ультразвуковым методом в силу их характера, формы или расположения в объекте контроля.

Практически невозможно производить достоверный ультразвуковой контроль металлов с крупнозернистой структурой, таких как чугун или аустенитный сварной шов (толщиной свыше 60 мм) из-за большого рассеяния и сильного затухания ультразвука. Кроме того, затруднителен контроль малых деталей или деталей со сложной формой.

Ультразвуковая терапия ∙ Проведение ультразвуковой терапии

Основа ультразвуковой терапии – действие на организм человека высокочастотных звуковых волн. Такие волны не воспринимаются ухом, но оказывают на ткани тела физико-химическое, механическое и незначительное тепловое воздействие. При прохождении ультразвука в тканях запускается сложный физико-химический процесс, в результате которого меняется кислотность и электропроводность внутриклеточной жидкости. Под физико-химическим действием ультразвука ускоряются окислительно-восстановительные процессы, синтез биологически активных веществ. Механическое действие ультразвука оказывает акустическое давление, вызывающее микровибрацию и массаж тканей на клеточном уровне. Тепловое действие вызывает расширение лимфатических и кровеносных сосудов, что способствует улучшению кровоснабжения и микроциркуляции, активизации обмена веществ.

Проведение ультразвуковой терапии улучшает кровообращение в патологическом очаге, снимает мышечные спазмы, оказывает противовоспалительное и обезболивающее действие.

Ультразвуковая терапия назначается для лечения и профилактики различных болезней. Особенно эффективно ее применение при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, в том числе остеохондроза, артритов, артрозов различного происхождения. Этот метод лечения не имеет выраженных побочных действий, может применяться даже в тех случаях, когда другие виды физиотерапии противопоказаны.

С помощью ультразвука можно вводить в суставы и другие отделы организма лекарственные препараты. Такой метод применения ультразвуковой терапии называется фонофорезом. К преимуществам данного метода относится быстрая доставка медикаментов непосредственно к очагу болезни, отсутствие раздражения пищеварительного тракта, которое часто наблюдается при лечении болезней органов движения нестероидными противовоспалительными препаратами.

---

Бесплатные услуги

• Питьевая галерея
• Бассейн
• Wi-Fi
• Охраняемая парковка
• Библиотека
• Спортивный инвентарь
• Спортивные площадки
• Сауна

история развития и современные методы ультразвуковой диагностики

Современным пациентам сложно представить, что ещё не так давно медики обходились без такого метода диагностики, как ультразвуковое исследование. Ультразвук произвёл настоящую революцию в медицине, наделив врачей высокоинформативным и безопасным способом обследования пациентов.

Всего за каких-то полвека, которые насчитывает история ультразвуковой медицины, УЗИ стало главным помощником в диагностике большинства заболеваний. Как же появился и развивался этот метод?

Первые исследования ультразвуковых волн

О наличии в природе звуковых волн, не воспринимаемых человеком, люди догадывались давно, но открыл «невидимые лучи» итальянец Л. Спалланцани в 1794 г., доказав, что летучая мышь с заткнутыми ушами перестаёт ориентироваться в пространстве.

Первые научные опыты с ультразвуком стали проводиться еще в XIX в. Швейцарскому учёному Д. Колладену в 1822 г. удалось вычислить скорость звука в воде, погружая в Женевское озеро подводный колокол, и это событие предопределило рождение гидроакустики.

В 1880 году братья Кюри обнаружили пьезоэлектрический эффект, возникающий в кварцевом кристалле при механическом воздействии, а спустя 2 года был сгенерирован и обратный пьезоэффект. Это открытие легло в основу создания из пьезоэлементов преобразователя ультразвука – главного компонента любого УЗ-оборудования.

XX век: гидроакустика и металлодетекция

Начало XX века ознаменовалось развитием гидролокации – обнаружения объектов под водой при помощи эха. Созданием первых эхолотов мы обязаны сразу нескольким учёным из разных стран: австрийцу Э. Бэму, англичанину Л. Ричардсону, американцу Р. Фессендену. Благодаря гидролокаторам, сканировавшим морские глубины, стало возможным находить подводные препятствия, затонувшие корабли, а в годы I мировой войны – вражеские субмарины.

Еще одним ультразвуковым направлением стало создание в начале 30-х годов дефектоскопов для поиска изъянов в металлических конструкциях. Своё место УЗ-металлодетекция нашла в промышленности. Одним из основателей данного метода стал российский учёный С.Я. Соколов.

Методы эхолокации и металлодетекции заложили фундамент для первых экспериментов с живыми организмами, которые и проводились приборами промышленного назначения.

Ультразвук: шаг в медицину

Попытки поставить ультразвук на службу медицине относятся к 30-м годам XX века. Его свойства начали применять в физиотерапии артритов, экземы и ряда других заболеваний.

Опыты, начавшиеся в 40-е годы, были направлены уже на использование УЗ-волн в качестве инструмента диагностики новообразований. Успехов в исследованиях достиг венский психоневролог К. Дюссик, который в 1947 году представил метод, названный гиперсонографией. Доктору Дюссику удалось обнаружить опухоль мозга, замеряя интенсивность, с которой ультразвуковая волна проходила сквозь череп пациента. Именно этот учёный считается одним из родоначальников современной УЗ-диагностики.

Настоящий прорыв в развитии УЗД произошел в 1949 году, когда учёный из США Д. Хаури сконструировал первый аппарат для медицинского сканирования. Это и последующие творения Хаури мало напоминали современные приборы. Они представляли собой резервуар с жидкостью, в которую помещался пациент, вынужденный долгое время сидеть неподвижно, пока вокруг него передвигался сканер брюшной полости – сомаскоп.

Примерно в это же время американский хирург Дж. Уайлд создал портативный прибор с подвижным сканером, который выдавал в режиме реального времени визуальное изображение новообразований. Свой метод он назвал эхографией.

В последующие годы УЗИ-сканеры совершенствовались, и к середине 60-х годов они стали приобретать вид, близкий к современному оборудованию с мануальными датчиками. Тогда же западные врачи начали получать лицензии для использования в практике метода УЗД.

УЗД в советской медицине

Эксперименты по применению ультразвука проводились и советскими учеными. В 1954 году в институте акустики Академии Наук СССР появилось специализированное отделение, возглавляемое профессором Л. Розенбергом.

Выпуск отечественных УЗИ-сканеров был налажен в 60-е годы в НИИ инструментов и оборудования. Учёные создали ряд моделей, предназначенных для применения в различных медицинских сферах: кардиологии, неврологии, офтальмологии. Но все они так и остались в статусе экспериментальных и не получили «места под солнцем» в практической медицине.

К тому моменту, когда советские врачи начали проявлять интерес к ультразвуковой диагностике, им уже приходилось пользоваться плодами достижений западной науки, поскольку к 90-м годам прошлого века отечественные разработки безнадёжно устарели и отстали от времени.

Современные технологии в УЗИ

Методы ультразвуковой диагностики продолжают активно развиваться. На смену обычной двухмерной визуализации приходят новые технологии, позволяющие получать объёмную картинку, «путешествовать» внутри полостей тела, воссоздавать внешний вид плода. Например:

1. Трёхмерное УЗИ – создаёт 3D изображение в любом ракурсе.
2. Эхоконтрастирование – УЗИ с применением внутривенного контраста, содержащего микроскопические газовые пузырьки. Отличается повышенной точностью диагностики.
3. Тканевая, или 2-я гармоника (THI) – технология с улучшенным качеством и контрастностью изображения, показана пациентам с избыточным весом.
4. Соноэластография – УЗИ с применением дополнительного фактора – давления, помогающего по характеру сокращения тканей определять патологические изменения.
5. Ультразвуковая томография – методика, аналогичная по информативности КТ и МРТ, но при этом совершенно безвредная. Собирает объёмную информацию с последующей компьютерной обработкой изображения в трёх плоскостях.
6. 4 D– узи – технология с возможностью навигации внутри сосудов и протоков, так называемый «взгляд изнутри». По качеству изображения похоже на эндоскопическое исследование.

29 октября — Всемирный день врача ультразвуковой диагностики

28.10.2020

Ежегодно 29 октября врачи ультразвуковой диагностики отмечают свой профессиональный праздник — Всемирный день врача ультразвуковой диагностики. УЗИ — это один из наиболее безопасных и доступных диагностических методов.

     На сегодняшний день ультразвуковая диагностика является одним из основных инструментов современной медицины, и заключения врачей ультразвуковой диагностики помогают врачам многих специальностей в постановке правильного диагноза. Область применения ультразвукового исследования безгранична и с каждым годом открываются новые возможности этого метода.

     Ультразвуковое исследование — это неинвазивное исследование органов и тканей, основанное на принципе эхолокации. Во время исследования с помощью специального прибора происходит передача ультразвуковых волн в направлении исследуемой области, а затем, их последующее отражение от стенок органов. Изображение, полученное в результате ультразвука, выводится на экран монитора и позволяет делать выводы о состоянии внутренних органов.

     Врач ультразвуковой диагностики — это высококвалифицированный специалист, основной задачей которого является точная оценка состояния различных органов и систем пациента и последующее заключение на основе данных, полученных в результате обследования. Заключение врача ультразвуковой диагностики передается лечащему врачу для постановки диагноза.

---

Ультразвуковая диагностика обладает рядом неоспоримых достоинств:

— Высокая информативность и абсолютная безвредность для пациента.

— Способность диагностировать патологии на ранних стадиях развития.

— Возможность проводить динамическое наблюдение за состоянием пациента.

— Отсутствие лучевой нагрузки.

— Возможность диагностики детей с первых дней жизни.

— Возможность проводить неограниченное количество исследований.

— Быстрое получение результатов исследования.

— Простота проведения исследования.

— Отсутствие необходимости в длительной подготовке перед проведением исследования.

— Возможность записи исследования на DVD-диск или обычную флэшку.

— Полученные данные могут использоваться для консультации у других специалистов.

---

     Метод ультразвукового обследования занимает ведущие позиции в диагностике большинства заболеваний органов брюшной полости, мочевыделительной системы, щитовидной железы, слюнных и молочных желез, сердца и т.д. Широко применяется УЗИ в гинекологии. С помощью УЗИ малого таза проводят диагностику многих заболеваний органов женской половой сферы.

     В акушерской практике при оценке процессов внутриутробного развития плода УЗИ играет главную роль. Акушер-гинеколог получает возможность исследовать на УЗИ все органы плода с целью выявления пороков, а также контролировать этапы нормального развития беременности. Данный метод широко используется в педиатрической практике, а также для диагностики неотложных состояний, требующих оперативного вмешательства и контроля при хирургических и диагностических манипуляциях.

     Будучи довольно молодым методом, ультразвуковая диагностика совершила настоящий переворот, обеспечив врачей мощным, быстрым, безопасным и информативным инструментом обследования пациентов для выявления широкого круга заболеваний. О наличии в природе звуковых волн, которые не воспринимаются человеком, люди догадывались давно, но открыл эти «невидимые лучи» итальянец Ладзаро Спалланцани в 1794 году, доказав, что летучая мышь с заткнутыми ушами перестает ориентироваться в пространстве.

     Первые научные опыты с ультразвуком стали проводиться еще в XIX веке, когда швейцарскому ученому Колладену в 1822 году удалось вычислить скорость звука в воде, погружая в Женевское озеро подводный колокол, и это событие предопределило рождение гидроакустики.

     В конце XIX века, в 1877 году, Джон Уильям Струтт разработал теорию звука, которая и явилась основой науки об ультразвуке. В 1880 году братья Кюри обнаружили пьезоэлектрический эффект, а спустя 2 года был сгенерирован и обратный пьезоэффект. Это открытие легло в основу создания из пьезоэлементов преобразователя ультразвука — главного компонента любого УЗ-оборудования.

     В XX веке исследования в области ультразвука были продолжены. В первой половине XX века учеными Спроулом, Фаерстоуном и Спер был разработан «сверхзвуковой рефлектоскоп», благодаря чему стало возможным обнаруживать дефекты в металле.

     Попытки внедрить ультразвук в медицину относятся к 30-м годам XX века, сначала его свойства начали применять в физиотерапии артритов, экземы и ряда других заболеваний. В 40-е годы начали проводить опыты по использованию УЗ-волн для диагностики новообразований. Венский психоневролог Дюссик в 1947 году представил метод, названный гиперсонографией. Доктору Дюссику удалось обнаружить опухоль мозга, замеряя интенсивность, с которой ультразвуковая волна проходила сквозь череп пациента. Именно этот ученый считается одним из родоначальников современной УЗ-диагностики.

     Первый медицинский ультразвуковой прибор был создан в 1949 году. Ученый из США Д. Хаури сконструировал первый аппарат для медицинского сканирования. Это и последующие творения Хаури мало напоминали современные приборы. Они представляли собой резервуар с жидкостью, в которую помещался пациент, вынужденный долгое время сидеть неподвижно, пока вокруг него передвигался сканер брюшной полости — сомаскоп.

     В это же время американский хирург Дж. Уайлд создал портативный прибор с подвижным сканером, который выдавал в режиме реального времени визуальное изображение новообразований, свой метод он назвал эхографией.

     В последующие годы УЗИ-сканеры совершенствовались, и к середине 60-х годов они стали приобретать вид, близкий к современному оборудованию с мануальными датчиками. Методы ультразвуковой диагностики продолжают активно развиваться и сейчас. На смену обычной двухмерной визуализации приходят новые технологии: трехмерное УЗИ, эхоконтрастирование, соноэластография, ультразвуковая томография, 4 D-узи. Сегодня УЗИ широко применяется практически во всех лечебных учреждениях.

Об отделении — Отделение функциональной и ультразвуковой диагностики

Отделение функциональной и ультразвуковой диагностики входит в состав амбулаторно-консультативного центра. Отделение имеет огромный практический опыт в функциональной и ультразвуковой диагностике пациентов онкологического профиля. Одним из первых в Ленинграде Центр ввел в широкую практику ультразвуковые исследования в 80-х годах XX века. В настоящее время отделение располагает всеми техническими возможностями и компетенциями врачей для реализации высококлассной функциональной и ультразвуковой диагностики, как на амбулаторном этапе, так и в клинике Центра. Результаты нашей работы, в том числе обеспечивают выбор единственно верной тактики лечения, своевременную коррекцию проводимой терапии, профилактику осложнений.

Отделение оснащено оборудованием функциональной диагностики и ультразвуковыми аппаратами последнего поколения, позволяющими проводить исследования с использованием широкого спектра современных диагностических методик.

Исследование функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем позволяют получить оперативную и достоверную информацию о работе сердца, сосудов, бронхов и легких. Это позволяет понять состояние ключевых систем организма, выстроить эффективную и безопасную тактику лечения основного онкологического заболевания, внести коррективы в терапию сопутствующей патологии, сделать прогноз о рисках и перспективах выздоровления. Функциональные исследования, как правило, не требуют специальной подготовки, безопасны, легко переносимы пациентом.

Ультразвуковое исследование, благодаря своей доступности, высокой информативности, отсутствию лучевой нагрузки занимает одно из ведущих мест среди лучевых методов диагностики. Это неинвазивный метод диагностики заболеваний различных органов и систем организма. На современном этапе ультразвуковое исследование – скрининговая методика, которая может выявить заболевания на доклинической стадии заболевания, то есть при отсутствии жалоб у пациента. Ранняя диагностика позволяет проводить наиболее эффективное лечение. Различные виды ультразвуковых исследований широко используются в программах диспансерных осмотров. У пациентов с клиническими симптомами или имеющимися изменениями уровня онкомаркеров УЗИ проводится как диагностический, так и уточняющий метод. Успешная ультразвуковая диагностика возможна только при умелом сочетании современного диагностического оборудования и высококвалифицированного персонала. Приоритетом нашего отделения является проведение широкого спектра высококачественных ультразвуковых исследований различных органов и систем.

Методики и технологии функциональной диагностики

• Электрокардиография.
• Холтеровское мониторирование электрокардиограммы.
• Суточное мониторирование артериального давления.
• Эхокардиография.
• Исследование функции внешнего дыхания (спирография).

Методики и технологии ультразвуковой диагностики

• УЗИ сосудов (артерий и вен) конечностей.
• УЗИ брахиоцефальных сосудов.
• УЗИ органов брюшной полости.
• УЗИ забрюшинного пространства (почек, надпочечников, забрюшинных лимфоузлов).
• УЗИ в гинекологии (включая полостной датчик).
• УЗИ в урологии (включая полостной датчик).
• УЗИ щитовидной железы с зонами регионарного лимфооттока.
• УЗИ молочной железы с зонами регионарного лимфооттока.
• УЗИ органов мошонки.
• УЗИ мягких тканей.
• УЗИ периферических лимфатических узлов.

Новые диагностические разработки

• Дифференциальная диагностика объёмных образований печени.
• УЗИ мягких тканей любой локализации (злокачественное поражение мягких тканей, липомы, фибромы, посттравматические гематомы, постинъекционные абсцессы, гигромы, парапроктиты и т.д.) с применением ультразвуковой ангиографии и компрессионной эластографии.
• Трансректальное УЗИ предстательной железы с применением ультразвуковой ангиографии и компрессионной эластографии – раннее выявление злокачественных образований.
• Трансвагинальное УЗИ органов малого таза с применением ультразвуковой ангиографии и компрессионной эластографии – раннее выявление злокачественных образование матки, яичников.
• УЗИ сосудов (допплерография) печени до и после трансплантации.
• УЗИ молочных желез с применением ультразвуковой ангиографии и компрессионной эластографии – раннее выявление злокачественных образований молочных желез и метастатического поражения регионарных лимфоузлов.
• Исследования печени (в т.ч. определение степени фиброза) при хроническом гепатите, циррозе, после трансплантации печени.

Техническое обеспечение

Ультразвуковые исследования проводятся только на диагностических системах экспертного и премиум класса:

• УЗ-аппарат «Toshiba Aplio XG, МХ, 500».
• УЗ-аппарат «SuperSonic Imagine Aixplorer».
• УЗ-аппарат «General Electric Logiq 9».

Ультразвуковые и функциональные исследования сердечно-сосудистой и дыхательной систем проводятся с использованием диагностических систем экспертного класса:

• УЗ-аппарат эхокардиографии «GE Vivid 7».
• Комплекс аппаратно-программный носимый с цифровой записью суточного мониторирования электрокардиографии и артериального давления «Кардиотехника-04-АД-03 (М)».
• Электрокардиограф 12-канальный «Cardio 32».
• Аппарат спирографии ПБС-01 «СПИРО».

Используемая уникальная аппаратура позволяет

• С высокой точностью оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и дыхательной системы как в данный момент времени, так и в течение суток.
• Детально визуализировать структуру сердца, дать качественную и количественную оценку его функций.
• Визуализировать крупные и средние артерии и вены, дать качественную и количественную оценку сосудистого кровотока.
• Визуализировать органы в объемном изображении, за счет чего значительно повышается информативность исследования.
• Визуализировать патологические образования (от 1 мм) при использовании высокочастотных матричных датчиков.
• Проводить ультразвуковую ангиографию в режиме цветового допплеровского картирования, энергетического картирования, B-flow при котором удается более достоверно дифференцировать доброкачественный и злокачественный характер образований.
• Проводить соноэластографию.

методы проведения и возможности исследования

В основе ультразвуковой диагностики лежит явление звуковой волны, которая с легкостью проходит через разные ткани человеческого тела. При этом ультразвуковая волна, проходя через органы, кости, мягкие ткани, встречая на своем пути препятствия, отражается на датчике. Другими словами, кости, мягкие ткани, жидкости тела пропускают ультразвук в различной степени, тем самым предоставляя возможность построить модель конкретного изучаемого объекта путем измерения звука.

Возможности ультразвуковой диагностики невероятно большие, поскольку можно оценить строение и размеры большинства внутренних органов, определить многие патологии в сжатые сроки, причем без каких-либо болезненных ощущений.

Также при помощи УЗИ можно определить любой срок беременности, оценить состояние плода и даже строение его внутренних органов. К тому же возможно выявить доброкачественные и злокачественные новообразования на ранних стадиях, что позволит вовремя назначить грамотную терапевтическую схему.

Виды ультразвуковой диагностики

На сегодня различают несколько разновидностей ультразвуковой диагностики в зависимости от того, какую именно область человеческого тела необходимо исследовать:

• абдоминальное УЗИ. Подобный вид диагностики проводится через переднюю брюшную стенку. В этом случае можно оценить состояние печени, желчного пузыря, поджелудочной железы, почек, селезенки и т. д. К тому же можно визуализировать матку у женщин;
• трансвагинальное исследование, которое осуществляется путем введения специального датчика во влагалище женщины. Этот метод исследования позволяет детально визуализировать матку и придатки, определить массу заболеваний;
• трансвезикальная диагностика, которая используется для визуализации полости мочевого пузыря через мочевыводящий канал;
• трансректальное исследование (УЗИ предстательной железы и мочевого пузыря). Данный метод диагностики предполагает введение датчика через прямую кишку.

Стоит упомянуть и о существовании УЗИ-методик для исследования кровеносных сосудов, щитовидной железы, суставов и даже глаз. При выявлении многих патологий используется дуплексное сканирование сосудов брюшной полости, шеи, вен нижних конечностей и т. д.

Чтобы выполнить ультразвуковую диагностику при помощи современного оборудования, обращайтесь в Центр Семейной Медицины «Вера». Опытные узисты соблюдают установленные стандарты и порядок проведения ультразвуковой диагностики, смогут максимально точно диагностировать состояние внутренних органов.

Симуляционные технологии в освоении ультразвуковой диагностики в медицине

Ультразвуковая диагностика в настоящее время широко используется практически во всех специальностях медицины. И это не удивительно, ведь диагностический ультразвук значительно укорачивает время постановки диагноза, информативен, относительно дешевый, безопасный и удобный метод. Однако для его освоения наряду с хорошими теоретическими знаниями (особенно анатомии нормальной, топографической, патологической) требуется серьезная отработка навыков исследования, координация движения датчика с изображением на мониторе, правильная интерпретация изображения. Опыт адекватного исследования, высокие профессиональные навыки достигаются благодаря многократному, длительному тренингу, что не всегда возможно, когда объектом обучения является пациент.

Серьезным подспорьем в освоении навыков ультразвуковой диагностики становится симуляционное обучение, что к великому удовлетворению с этого года внедрено в нашем Университете на базе ЦИОТ (Центр инновационных образовательных технологий) и мы имели счастье первыми ознакомиться с достоинствами этого метода обучения.

В ходе занятий на симуляционном оборудовании у обучающихся, прежде всего, формируется умение определять анатомические структуры относительно положения датчика. Занятия позволяют отработать навык движения рукой, причем, правой и левой. Также есть возможность понять, что такое доступы в ультразвуковой диагностике и для чего важно выполнять ультразвуковое исследование в определенной последовательности. При работе на фантомах легко усвоить понятия структуры, эхогенности, контуров исследуемых образований и органов, а также есть возможность обсуждать широкий круг заболеваний, что при осмотре больного не всегда уместно. Симуляционные технологии позволяют обучить методике ультразвукового исследования различных органов и систем в достаточно короткие сроки, отрабатывать конкретные навыки, не нанося ущерб пациенту.

Большое спасибо уважаемым сотрудникам ЦИОТ Авраменко Екатерине Александровне, Семенову Станиславу Аркадьевичу и его руководителю Вахитову Мавлету Шакировичу за отличную организацию и большую помощь в проведении симуляционного цикла по ультразвуковой диагностике.

Заведующая отделением ультразвуковой диагностики

Малахова Татьяна Владимировна

 

Ультразвуковой метод

Ультразвуковой метод

| Первая страница | [содержание]

Ультразвуковой метод определения толщины стенки

---

Ультразвуковой метод измерения основан на принципах эхо-импульса. с расчетом времени ультразвукового перехода через тело, подлежащее измерению. Как и в эхолоте, короткий ультразвуковой импульс генерируется в головке преобразователя пьезокристаллом и перенесенный в кузов мне мерный.Как передача ультразвукового энергия в воздухе в этом диапазоне частот невозможна, связь требуется среда. Подходящая среда для ультразвуковой передачи между датчиком и измеряемым телом находится вода. Когда ультразвуковой сигнал проходит через области разной плотности (пластик материал-вода-воздух) всегда есть блики на участках где встречаются разные материалы

уравнение толщины стенки : Эти отраженные импульсы возвращаются к датчику, где они записано.Время передачи импульса, отсчитываемое от того места, где он попадает в измеряемое тело туда, где возвращается через ту же пятно равно удвоенной толщине стенки измеряемого тела. Умножение этого времени прохождения на скорость звука в материале. свойства, дает значение толщины стенки.

Крепления механической муфты, которые направляют датчик на образец для испытаний, разные. По заявке окружающая среда Могут применяться 3 различных метода.

Прямая муфта применяется для труб большого диаметра. Здесь достигается хорошая пропускная способность звука. Поэтому этот метод применяется когда другие методы сцепления не срабатывают.

Муфта для водопровода — наиболее широко применяемый метод. Применяется в широком диапазон размеров.

Погружная муфта обычно рекомендуется для малых труб размеры, где здесь бесконтактное измерение и измерение силы необходимо.

---

| Первая страница | [содержание]

Рольф Дидерихс 18 декабря 1995 г., [email protected]

/ DB: Артикул / DT: tutor / AU: Diederichs_R / IN: NDTnet / CN: DE / CT: UT / CT: толщина / CT: процесс / CT: пластик / ED: 1996-01

Высокочастотный ультразвуковой допплеровский метод бесконтактного измерения эластичности живых тканей

В последнее время появились методы функциональной визуализации или измерения с использованием ультразвука, такие как методы измерения эластичности, ^1–7) Методы визуализации кровотока, ^{8,9 )} методы статистического анализа, ^10–12) методы оценки распределения температуры, ¹³⁾ методы оценки движения, ¹⁴⁾ методы визуализации костей, методы визуализации костей, ^15,16) и методы визуализации слияния, ¹⁷⁾ широко используются для диагностики тканей человека. Во многих исследованиях предлагались бесконтактные методы с использованием ультразвукового исследования в воздухе. Например, датчики контроля труб, ¹⁸⁾ , а также измерения толщины, ¹⁹⁾ измерения дорожного покрытия, ²⁰⁾ и методы измерения пульса ²¹⁾ .

Насколько нам известно, только несколько исследований изучали перспективы бесконтактных измерений эластичности. Бесконтактные измерения эластичности полезны для оценки зрелости нежных фруктов, диагностики кожных покровов после хирургических операций и оценки мягких материалов в условиях высоких температур.Инузука измерил жгут фруктов с помощью сжатого воздуха и лазерного датчика смещения. ²²⁾ В исх. 22, сжатый воздух производил небольшую вибрацию на поверхности диагностированного фрукта, и эти колебания регистрировались с помощью лазерного датчика смещения. Эластография с оптической когерентной томографией (ОКТ) также известна как бесконтактный метод измерения эластичности тканей человека. ^4–7) Амброзинский описал метод визуализации распространения поперечных волн в глазах свиней, при котором поперечные волны индуцировались воздушным ультразвуком, а поперечные волны регистрировались с помощью ОКТ. ²³⁾ Фудзивара предложил метод измерения силы человека. ²⁴⁾ Fujiwara использовала воздушную ультразвуковую фазированную решетку для создания деформаций, которые были измерены с помощью лазерного датчика смещения. Авторы разработали систему бесконтактного измерения упругости с использованием бортового ультразвукового преобразователя с параболическим отражателем и лазерного доплеровского измерителя скорости для оценки нежных фруктов. ^25–28) В справочниках. 22–28 световые волны использовались для обнаружения деформаций и колебаний.

В этой статье мы предлагаем новый бесконтактный метод измерения с использованием высокочастотного ультразвукового излучения в воздухе. Ожидается, что при использовании ультразвукового ультразвукового излучения в МГц-диапазоне лучшее временное и пространственное разрешение по сравнению с воздушными ультразвуковыми преобразователями общего назначения, работающими на частотах ниже 100 кГц. Высокочастотный ультразвук чувствителен к фазовым изменениям. Следовательно, ожидается высокая чувствительность обнаружения при расчетах смещения с использованием метода Доплера. Для измерения вязкоупругости мы использовали высокочастотный ультразвук в воздухе на частоте 1 МГц. ²⁹⁾ Сфокусированный воздушный ультразвук с частотой 1 МГц позволил обнаруживать смещения микрометрового уровня при приложении к описанной в настоящее время системе, где смещения были рассчитаны с использованием метода Доплера. Поперечное пространственное разрешение составляло примерно 600 мкм м. Обычный лазерный доплеровский измеритель скорости и лазерный датчик смещения могут обнаруживать смещения на уровне нанометров и микрометров соответственно. Пространственное разрешение обычной системы ОКТ составляет 12 мкм м (в воздухе) в направлении глубины и 15 мкм м в боковом направлении соответственно. ^6,7) Обнаруживаемые смещения предложенной системы (<10 мкм м) были сопоставимы с перемещениями лазерных датчиков смещения, а смещения были меньше пространственного разрешения (15 мкм м) типичной системы ОКТ. . Следовательно, точные измерения эластичности ожидаются с использованием высокочастотного сфокусированного ультразвукового излучения в воздухе. Кроме того, ультразвуковое исследование в воздухе полезно для измерения неровных поверхностей, волосатых веществ и прозрачных материалов.

В разд.2 поясняется конфигурация бортового ультразвукового преобразователя с фокусировкой на частоту 1 МГц. Пространственное разрешение предложенной системы также оценивалось численно и экспериментально. В разд. 3, предлагаемая система проверена путем выполнения измерений вязкоупругости на фантомах, имитирующих ткань, и образцах тканей цыпленка. В этих измерениях использовался пьезоэлектрический привод для создания колебаний на поверхности образцов.

В этом разделе мы сначала описываем высокочастотный бортовой ультразвуковой преобразователь, который использовался в этом исследовании. Кроме того, экспериментальный принцип метода измерения вязкоупругости в разд. 3.

2.1. Воздушный ультразвуковой преобразователь с фокусировкой на частоте 1 МГц

В этом исследовании использовался высокочастотный сфокусированный воздушный ультразвуковой преобразователь с центральной частотой 1 МГц, фокусной шириной 20 мм и диаметром 20 мм. На рисунке 1 показано распределение звукового давления, рассчитанное по принципу Гюйгенса. Как показано на рис. 1, единственная точка фокусировки находится на расстоянии 20 мм от бортового ультразвукового преобразователя.Расчетные фокусная ширина и глубина составляют 0,6 мм и 3,2 мм соответственно, где фокусная ширина и глубина фокуса определяются как полная ширина на половине максимума.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. (Цветной онлайн) Результат расчета распространения ультразвуковой волны по принципу Гюйгенса.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В эксперименте, описанном в следующем разделе, мы использовали сфокусированный воздушный ультразвуковой преобразователь (1K20N-YX R20, японский зонд) (центральная частота: 1 МГц, диаметр: 20 мм, фокусное расстояние: 20 мм).Фотография этого бортового преобразователя показана на рис. 2 (а). Как показано на рис. 2 (b), преобразователь состоит из согласующего слоя и пьезоэлектрического элемента. Звуковое давление, создаваемое преобразователем, измерялось с помощью микрофона (PMN-Pt, толщина: 0,76 мм, эффективная площадь: 0,5 × 0,5 мм ² ) (1C0,5 N, японский датчик). Частота микрофона варьировалась от 40 кГц до 10 МГц. Измеренные осевое и горизонтальное разрешение составили 1,36 мм и 0,6 мм соответственно. Экспериментальная система представлена ​​на рис.2 (б). Отрицательная прямоугольная волна (1 волна, ширина: 0,5 мкм с, время спада импульса: 10 мкм с, напряжение: 30 В) генерировалась с помощью импульсного приемника (JPR-50P, японский зонд) и подавалась в качестве входа. к преобразователю. Волна, принимаемая микрофоном, усиливалась предусилителем (PR-60D, японский зонд, 60 дБ). Усиленный сигнал подавался на приемник импульсов. Затем были применены электрические фильтры (фильтр высоких частот (HPF): 0,2 МГц, фильтр низких частот (LPF): 10 МГц), которые были встроены в генератор-приемник.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. (Цветной онлайн) (a) Фотография бортового ультразвукового преобразователя 1 МГц. (б) Система измерения звукового давления. Результаты измерения звукового давления, создаваемого высокочастотным бортовым ультразвуковым преобразователем в (c) глубинном и (d) боковом направлениях.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Сначала было измерено распределение давления в направлении Z .Диапазон измерения составлял от 1,0 до 39,0 мм, шаг измерения — 0,5 мм. Результаты измерения распределения давления в направлении Z показаны на рис. 2 (c). Расчетная точка фокусировки находится всего на 20 мм, как показано на рис. 1; однако измерения дали две фокальные точки ( Z = 18,5 и Z = 19,5 мм), как показано на рис. 2 (c). Вторая точка фокусировки была связана с отражением в согласующем слое. Максимальные значения составляли 1,89 и 1.38 для 1-го и 2-го координационных центров соответственно. Сравнение двух пиковых значений двух точек фокусировки показало, что первая точка фокусировки связана с сильным сигналом. В эксперименте в разд. 3, корреляция была вычислена с использованием самой сильной первой точки фокусировки, полученной при измерениях звукового давления. Во-вторых, распределения давления в направлениях X и Y были измерены путем сканирования микрофона для Z = 18,5 мм. Диапазон измерения варьировался от −0.От 8 до 0,8 мм, шаг измерения — 0,05 мм. Результаты измерения распределений давления в направлениях X и Y показаны на рис. 2 (d). Пики наблюдались при X = 0 и Y = 0. Максимальные значения составляли 1,93 и 1,89 для направлений X и Y соответственно. Ширина луча в направлениях X и Y составляла 0,55 мм и 0,65 мм соответственно. Хотя предполагается, что бортовой ультразвуковой преобразователь имеет круглую форму, ширина луча была другой, поскольку формы согласующего слоя и пьезоэлектрического элемента больше не были круглыми после машинной обработки.Измеренные фокусная ширина и глубина резкости составили 0,6 мм (усредненное значение) и 3,5 мм соответственно. Эти значения практически совпадали с расчетными. Принимая апертуру равной 20 мм и скорость звука в воздухе c , равную 340 м с ^-1 , максимальное значение частоты повторения импульсов (PRF) для импульсной / эхо-системы составляет 9 кГц.

2.2. Принцип оценки вязкоупругости

Здесь мы описываем принцип измерения вязкоупругости, который будет представлен и обсужден в разд.3. Известно, что волны Рэлея распространяются на поверхность упругих твердых тел, таких как биологические ткани, а фазовая скорость волн Рэлея выражается следующим уравнением: ^30,31)

, где μ — модуль сдвига, а ρ — плотность.

При применении модели Войта, которая состоит из пружин, масс и демпферов, к уравнению. (1), уравнение, представляющее распространение фазовой скорости волны Рэлея по поверхности вязкоупругого тела, может быть получено путем модификации уравнения (1).(1) следующим образом:

Здесь μ ₁ — модуль сдвига, μ ₂ — коэффициент вязкости, а ω _s — центральная частота поверхностной волны.

Фазовая скорость поверхностной волны была рассчитана по разности фаз поверхностной волны, наблюдаемой в двух разных точках. Фазовая скорость выражается как

, где расстояние между двумя точками составляет Δ x , разность фаз равна, а центральная частота поверхностной волны равна ω _s .Если предполагается, что вязкоупругий материал имеет коэффициент Пуассона, близкий к 0,5, модуль сдвига мкм ₁ может быть связан с модулем Юнга соотношением

Здесь представлены результаты измерений вязкоупругости на основе принципа, описанного в предыдущем разделе; они были выполнены для подтверждения того, что предлагаемый высокочастотный ультразвуковой преобразователь в воздухе может быть использован для бесконтактных измерений вязкоупругости.

3.1. Экспериментальная система

На рис. 3 схематически показана разработанная система измерения вязкоупругости.Система измерения вязкоупругости состоит из двух подсистем: (1) система возбуждения вибрации, которая создает поверхностные волны на образцах, и (2) система обнаружения вибрации, которая обнаруживает поверхностные волны.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. (Цветной онлайн) Схема построенной экспериментальной системы высокочастотного воздушного ультразвукового преобразователя для измерения вязкоупругости.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В системе возбуждения колебаний применен актуатор контактного типа. На рисунке 4 (а) показана фотография пьезоэлектрического привода (MYKK16S400F170R, механотрансформатор, частота вибрации: ~ 1300 Гц, максимальное смещение: 388 мкм, м при 150 В, емкость: 12,1 мкм, Ф) с отличным временным откликом. и широкая полоса частот. Рабочее напряжение исполнительного механизма составляло от -20 до +150 В, а резонансная частота (состояние без фиксирования) составляла 1310 Гц.Размеры привода составляли 72 × 16 × 15 мм ³ , а площадь вибрации — 16 × 6,6 мм ² . Монтажная пластина была прикреплена для удержания привода. Как показано на рис. 4 (b), привод состоял из многослойного пьезоэлектрического материала и механизма увеличения смещения. Увеличенное смещение было в 100 раз больше, чем у пьезоэлектрического материала, с использованием принципа рычага.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Фиг.4. (Цветной онлайн) (а) Фотография и (б) конфигурация пьезоэлектрического привода.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В системе обнаружения вибрации использовался предложенный бортовой преобразователь. Взрывные волны испускались высокочастотным воздушным ультразвуковым преобразователем по направлению к поверхности образца, а отраженные волны принимались тем же преобразователем. Смещения поверхностных волн, распространяющихся через поверхности образцов в направлении Z , измерялись бесконтактно.Для расчета форм колебаний смещения применялся метод импульсного допплера. Таким образом, в этом эксперименте поверхностные волны возбуждались на образцах с помощью пьезоэлектрического привода, а возбужденные поверхностные волны регистрировались с помощью предлагаемого бортового ультразвукового преобразователя.

3.2. Образцы и экспериментальный метод

В этом эксперименте использовались фантомы, имитирующие ткань, с различными вязкоупругими свойствами, чтобы определить, можно ли обнаружить разницу в модулях Юнга и вязкости с помощью ультразвуковых волн в воздухе в полосе МГц для обнаружения вибрации.В качестве образцов использовали три типа фантомов, имитирующих ткань (OST): (1) фантом (A) (модуль Юнга 30 кПа, без вязкости), (2) фантом (B) (модуль Юнга 30 кПа, с вязкостью) и (3) фантом (C) (модуль Юнга 70 кПа, без вязкости). Размеры каждого фантома составляли 100 × 100 × 50 мм ³ . Кроме того, куриные крылышки использовались в качестве образцов биоткани. На рисунках 5 (а) и 5 ​​(б) показаны фотографии фантомов и образцов ткани цыпленка соответственно.Образцы устанавливали рядом с фокусом бортового преобразователя.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. (Цветной онлайн) Фотографии экспериментальной установки (а) имитирующих ткань фантомов и (б) образцов ткани цыпленка.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Для возбуждения синусоидальная волна ( f _s = 100–500 Гц, 3 волны) генерировалась функциональным генератором (1930A, NF) и усиливалась в 100 раз с помощью усилителя мощности (HSA-4014, NF).Выходной сигнал подавался на пьезоэлектрический актуатор при управляющем напряжении 100 В _0p . В системе обнаружения синусоидальная волна (= 1 МГц, 5 волн, PRF: 8 кГц) генерировалась функциональным генератором (WF1974, NF) и усиливалась в 100 раз с помощью усилителя мощности (HSA-4101T, NF). Выходной сигнал был настроен на 125 В для управления бортовым ультразвуковым преобразователем. Ультразвуковые волны, излучаемые бортовым ультразвуковым преобразователем, распространялись в воздухе и отражались от поверхностей образцов.Отраженные ультразвуковые волны регистрировались бортовым ультразвуковым преобразователем. Обнаруженные волны усиливаются импульсным приемником (МОДЕЛЬ 5052PR, Panametrics, 40 дБ) и регистрируются с помощью регистратора данных (MR6000, HIOKI) с частотой дискретизации F _s , равной 50 МГц. Продолжительность измерения 80 мс. Сигналы, зарегистрированные регистратором данных, сохранялись в персональном компьютере для автономной обработки данных с использованием MATLAB (Mathworks Inc., R2018a).

В случае фантомов, имитирующих ткань, расстояние x ₀ = 30 мм от центра пьезоэлектрического привода до центра бортового ультразвукового преобразователя было установлено в качестве начального положения, = 0, и измерения выполнялись до = 4.9 мм с шагом 0,7 мм. В случае образцов куриной ткани расстояние x ₀ = 25 мм (= 0) от центра пьезоэлектрического привода до центра бортового ультразвукового преобразователя было установлено в качестве начального положения, = 0, и измерения проводились до достижения расстояния = 4,9 мм; измерения проводились с шагом 0,7 мм. Частоты возбуждения: f _s = 100, 200, 300, 400 и 500 Гц. Для каждого образца измерения проводились по пять раз.

3.3. Обработка сигналов

3.3.1. Метод расчета для получения поверхностных волн

Здесь мы объясняем метод расчета для получения смещений поверхностных волн с использованием метода Доплера. На рисунке 6 (а) показан поток сигналов, сохраненных в регистраторе данных. Время t _air — это время распространения ультразвуковых волн в воздухе, где Δ t _air = 1/ F _с ( F _с = 50 МГц) и 0 t _air <125 мкм с.Время t _surf — это время распространения поверхностных волн, где Δ t _surf = 1 / PRF (PRF = 8 кГц) и 0 t _surf <80 мс. Величина n , показанная на рис. 6 (a), является номером кадра, где t _surf [ n ] = Δ t _surf n и 0 n <640. Рисунок 6 (b) показывает пример радиочастотного (RF) сигнала, принятого ультразвуковым преобразователем для фантома (A) ( f _s = 200 Гц) при x ₀ = 30 мм (= 0).Входные импульсные сигналы наблюдались в диапазоне 0 < t _air <50 μ с. Отраженные сигналы наблюдались при t _air = 115 μ с. Размах напряжения отраженных сигналов составлял 1,19 В _pp . Предполагая, что скорость звука в воздухе c на 340 м с ⁻¹ , расстояние распространения составляет 39,1 мм. Соответствующее расстояние между преобразователем и фантомом составляет 19,6 мм, что близко к фокусному расстоянию преобразователя.На основании этих результатов мы предположили, что эхо-сигналы были получены правильно.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 6. (Цветной онлайн) (a) Поток сигнала, сохраненный в регистраторе данных, и (b) форма отраженной волны (RF-сигнал), полученная высокочастотным бортовым ультразвуковым преобразователем.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На рисунке 7 показана блок-схема для получения форм волн смещения поверхностных волн с использованием метода Доплера.Во-первых, радиочастотные сигналы [рис. 6 (b)] были преобразованы в комплексные сигналы с применением преобразований Гильберта, HPF (частота среза: 500 кГц) и LPF (частота среза: 1,5 МГц). В течение периода измерения непрерывно получали серию сложных сигналов (0 t _surf <80 мс). Во-вторых, мы применили метод Доплера к этим сложным сигналам. В методе Доплера разность фаз между двумя комплексными сигналами на t _surf [ n ] и t _surf [ n + 1] была рассчитана в терминах автокорреляции, где 0 n <639 .Смещение / было получено из уравнения. (4) следующим образом:

, где и — центральная частота ультразвукового излучения в воздухе, т. Е. 1 МГц. Трехчленное скользящее среднее применялось для отношения смещения /. Наконец, формы волны смещения поверхностных волн были получены путем интегрирования.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 7. (Цветной онлайн) Блок-схема сигналов для получения смещений поверхностных волн из сигналов RF.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

На рисунке 8 (a) показаны результирующие формы волны смещения для фантома (A) ( f _s = 200 Гц). Волны между 10 и 30 мс являются поверхностными волнами, которые распространяются непосредственно от исполнительного механизма, а волны через 30 мс являются отраженными волнами, которые были отражены от левой стороны фантома, показанного на рис. 5 (а). Максимальные смещения при = 0 и f _s = 200 Гц составили 68.1, 58,7, 100,3 и 5,1 мкм м, для образцов фантомов (A), (B), (C) и ткани цыпленка соответственно. Максимальное смещение образцов цыплят было меньше, чем у фантомов. Причина такого результата в том, что курица является неоднородной средой и имеет шероховатую поверхность.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. (Цветной онлайн) Примеры (a), (b) форм волны смещения поверхностных волн и (c) зависимости фазы от положения измерения для фантома (A).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

3.3.2. Оценка вязкоупругости

Используя формы волны смещения, оценка вязкоупругости, описанная в разд. 2.2 был выполнен. На рисунке 8 (b) показаны формы волны смещения поверхностных волн для фантома (A) для положений в диапазоне 0 4,9 мм ( f _s = 200 Гц). Поверхностные волны по мере увеличения демонстрировали отставание по фазе. Рисунок 8 (b) также показывает, что амплитуды поверхностных волн уменьшались с увеличением. Характеристики затухания поверхностных волн обсуждаются в разд.4.2.

На рисунке 8 (c) показана взаимосвязь между фазовым сдвигом и местом, где фазовый сдвиг был рассчитан с точки зрения автокорреляции. Красная линия на рис. 8 (c) показывает линейное соответствие данным. Обратный наклон — фазовая скорость, рассчитанная по формуле. (3), а частота возбуждения — f _s . Здесь f _s = / 2 π . Затем фазовые скорости были получены для всех частот возбуждения: f _s = 100, 200, 300, 400 и 500 Гц.Наконец, чтобы оценить модуль сдвига μ ₁ и коэффициент вязкости μ ₂ , была вычислена аппроксимация, связывающая фазовую скорость с частотой возбуждения f _s , используя уравнение. (2) и f _s = / 2 π . Модуль сдвига мкм ₁ был преобразован в модуль Юнга в соответствии с

3.4. Результаты оценки вязкоупругости

На рисунках 9 (a), 9 (c) и 9 (e) показана взаимосвязь между положением измерения и фазой поверхностной волны для фантомов (A), (B) и (C), соответственно.На рисунках 9 (b), 9 (d) и 9 (f) показано соотношение между частотой возбуждения и фазовой скоростью для фантомов (A), (B) и (C) соответственно. Расчетные значения для фантома (A) были следующими: модуль Юнга E = 30 ± 0,79 кПа и коэффициент вязкости мкм ₂ = 0,079 ± 0,073 Па · с. Расчетные значения для фантома (B) были: E = 25 ± 0,81 кПа и μ ₂ = 2,6 ± 0,17 Па · с. Расчетные значения для фантома (C) составили: E = 69 ± 2.1 кПа и мкм ₂ = 0,23 ± 0,24 Па · с.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. (Цветной онлайн) Фазовые изменения поверхностной волны относительно положения [(a), (c), (e), (g)] и фазовых скоростей для различных частот [(b), (г), (е), (з)]. (a) и (b) показывают результаты для фантома (A) (модуль Юнга 30 кПа, без вязкости). (c) и (d) показывают результаты для фантома (B) (модуль Юнга 30 кПа, с вязкостью).(e) и (f) показывают результаты для фантома (C) (модуль Юнга 70 кПа, без вязкости). (g) и (h) показывают результаты для образцов куриной ткани.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Расчетные модули Юнга для фантомов (A) и (C) хорошо согласуются с эталонными значениями 30 и 70 кПа, которые были предоставлены производителем, OST. Сравнивая расчетные модули Юнга для фантомов (A) и (B), расчетный модуль для фантома (B) был примерно на 5 кПа ниже, чем для фантома (A).Причина этого результата подробно обсуждается в разд. 4.1. Что касается коэффициентов вязкости для трех типов фантомов, расчетная вязкость для фантома (B) была выше, чем для двух других фантомов. Это потому, что только фантом (B) имел высокую вязкость.

На рисунках 9 (g) и 9 (h) показаны результаты измерений образцов куриного крыла. Расчетные модуль Юнга и коэффициент вязкости для образцов куриного крыла составляли E = 19 ± 3,3 кПа и μ ₂ = 3.8 ± 0,43 Па соответственно. Изломы E и μ ₂ образца цыпленка были больше, чем у фантомов. Причина в том, что курица представляет собой неоднородную среду и имеет шероховатую поверхность. Расчетные значения практически совпадают с контрольными значениями ( E = 24,0 кПа, μ ₂ = 5,0 Па ³²⁾ ). В совокупности эти результаты подтверждают предлагаемый метод измерения, в котором используется высокочастотный ультразвуковой преобразователь.

4.1. Сравнение расчетных модулей Юнга и значений теста

В разд. 3.4 расчетный модуль Юнга для фантома (B) был примерно на 5 кПа ниже, чем для фантома (A). Этот результат был подтвержден эталонными значениями, предоставленными поставщиком (OST). Контрольные значения были измерены с использованием коммерческой контактной системы измерения. В этих измерениях к каждому фантому применялось статическое сжатие, и деформация сжатия измерялась в сравнении с напряжением сжатия.Что касается результатов измерений, при приложении статического давления 30 кПа в фантоме (A) и фантоме (B) возникали деформации сжатия 10% и 25% соответственно. Обычно деформации сжатия больше для более мягких материалов. Таким образом, результаты в разд. 3.4 были сочтены разумными.

4.2. Затухание на расстоянии форм волны смещения

Форма волны смещения на рис. 8 (b) показывает, что амплитуды поверхностных волн уменьшаются с увеличением расстояния от исполнительного механизма.Это затухание связано с обнаруживаемым расстоянием или измеряемым диапазоном, которые важны для диагностики тканей человека на основе изображений. Здесь, вычисляя затухание на расстоянии как отношение сигнал / шум, было вычислено смещение.

При измерениях, описанных в разд. 3.2 диапазон измерения был небольшим (Δ x ≈ 5 мм) для оценки затухания. Поэтому дополнительные измерения проводились для более широкого диапазона расстояний ( x = 25–75 мм).Шаг измерения составлял 5 мм, частота возбуждения актуатора — 500 Гц. Напряжение возбуждения привода составляло 100 В _0p . Максимальные смещения при x = 25 мм и f _s = 500 Гц составили 17,6, 13,7 и 22,3 мкм м для фантомов (A), (B), (C) соответственно. Отношение сигнал / шум было рассчитано с использованием формы волны смещения и уровня шума 0,32 мкм м [Рис. 8 (а)].

На рисунке 10 показано рассчитанное отношение сигнал / шум.Наклоны (= — α ) были получены линейной аппроксимацией (метод наименьших квадратов), где α — коэффициент затухания. Расчетные уравнения представлены на рис. 10, где R ² — коэффициент детерминации. Полученные значения составляли 0,23, 0,31 и 0,20 [дБ мм ^-1 ] для фантомов (A), (B) и (C) соответственно. Коэффициент затухания для фантома (B) был больше, чем для фантома (A), что объяснялось вязкостью. Кроме того, мы оценили измеримые расстояния.Мы предположили, что смещение обнаружимо, где отношение сигнал / шум превышает 20 дБ (= 3,2 мкм м), а поверхностная волна затухает линейно. Смещение могло быть обнаружено на расстоянии до 70 мм для фантома (B). Результаты показывают, что измерение возможно как минимум при x = 75 мм для фантомов (A) и (C). Смещение могло быть обнаружено до 91 мм для фантома (A) и до 110 мм для фантома (C).

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Фиг.10. Зависимость отношения сигнал / шум от расстояния для различных рассматриваемых фантомов.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

4.3. Зависимость ширины фокусировки и чувствительности от частоты воздушного ультразвука

При измерении чувствительных веществ, таких как биологические ткани, необходимо снизить нагрузку на цель. Ожидается, что увеличение частоты снизит нагрузку, потому что фазовая чувствительность становится высокой.Кроме того, изображения с более высоким разрешением можно получить с помощью высокочастотного ультразвука. Поэтому мы рассчитали ширину фокусирующего луча и чувствительность к смещению на разных частотах. Здесь смещения были рассчитаны с фазой (= 0,037 рад / с ^-1 ), где смещения 1 мкм м были получены в эксперименте, который был описан в разд. 3. Рисунок 11 показывает, что ширина фокусировки и смещения экспоненциально уменьшаются с увеличением частоты. Ширина и смещение луча составляют 7 мм и 10 мкм м соответственно для частоты 100 кГц.Ширина и смещение луча составляют 0,6 мм и 1 мкм м соответственно для частоты 1 МГц. Результаты расчетов показывают, что как поперечное пространственное разрешение (= ширина фокусирующего луча), так и чувствительность обнаружения смещения улучшаются за счет увеличения частоты. Следовательно, увеличивая частоту, можно уменьшить входную мощность устройства возбуждения и нагрузку на измеряемую цель. Кроме того, к измерительной системе может быть применено другое устройство возбуждения малой мощности.

Приблизить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 11. Ширина и смещение фокусирующего пучка (для смещения 1 мкм м) в зависимости от частоты.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

В этой статье мы предложили новый высокочастотный ультразвуковой метод для бесконтактного измерения эластичности тканей человека. В наших экспериментах мы обнаружили, что предлагаемая система измерения с использованием высокочастотного ультразвукового излучения в воздухе может обнаруживать смещения микрометрового уровня; следовательно, вязкоупругость была правильно оценена для трех рассмотренных типов фантомов, имитирующих ткань.Кроме того, мы подтвердили, что вязкоупругость образцов биологической ткани (образцы куриного крыла) была сопоставима с эталонным значением. Эти результаты подтверждают предложенный метод бесконтактного измерения упругости.

В нашей будущей работе мы исследуем влияние частоты ультразвукового излучения в воздухе на работу системы обнаружения и рассмотрим усовершенствования согласующего слоя датчика ультразвукового излучения в воздухе. Также будет исследована бесконтактная система возбуждения колебаний с использованием сжатого воздуха.

Авторы благодарят Japan Probe за ультразвуковые преобразователи в воздухе. Часть этой работы была поддержана фондом Ono Acoustics Research Fund. Мы хотели бы поблагодарить Editage за редактирование на английском языке.

Новый метод мониторинга состояния

На заводе Sipat Национальной тепловой энергетической корпорации в Индии мы полагаемся только на измерение вибрации в качестве основного метода контроля состояния подшипников. Иногда также используются инфракрасные датчики температуры, но их использование становится необходимым в основном, когда становится важным мониторинг температуры.

Теперь доступен новый метод, называемый ультразвуковым контролем состояния, который может обнаруживать даже начальные неисправности подшипников, а также достаточность смазки.

Измерения IRD обычно бесполезны для очень низких скоростей, но ультразвуковые детекторы можно использовать даже в медленно движущихся машинах, таких как направляющие / опорные подшипники APH и т. Д. Эту технологию можно рассматривать как интегрирующую, поскольку ее можно использовать с инфракрасным излучением и вибрацией. инспекции, а также автономные для выполнения множества инспекционных мероприятий.Инструменты, основанные на этой технологии, могут контролировать широкий спектр производственных операций, и при этом они достаточно просты, чтобы их можно было использовать с минимальным обучением для базовых эффективных процедур проверки.

Многие сбои и ремонтные работы, которые обычно происходят в промышленных условиях, можно предотвратить с помощью ультразвуковой технологии, высокоэффективного неразрушающего метода профилактического обслуживания.

Ультразвуковое обнаружение утечек рекомендовано такими организациями, как Министерство энергетики США, как лучший метод обнаружения места утечки, чтобы минимизировать потери энергии и повысить эффективность установки.Ультразвуковые датчики, разработанные с использованием правильных технологий и программного обеспечения, могут использоваться для мониторинга состояния и профилактического обслуживания. Это минимизирует простои производства, улучшит контроль качества и безопасность, а также сократит трудозатраты за счет улучшения возможностей устранения неполадок.

Рассмотрим следующий отчет сторонней группы по оценке интеграции ультразвуковой технологии в одной организации с более чем 500 объектами:

• Было выявлено более 100 применений для различного оборудования на каждом объекте, такого как котлы, теплообменники, компрессоры, двигатели, насосы, клапаны и конденсатоотводчики.
• Общая экономия для организации составит приблизительно 3,7 миллиона долларов в год.
• Окупаемость инвестиций в интеграцию ультразвука с этим сокращением затрат будет примерно 15: 1.
• Ежегодная экономия человеко-лет, вызванная сокращением времени, затрачиваемого на диагностику и устранение неисправностей, составит примерно 45 человеко-лет.

Обзор техники
Легкие и портативные ультразвуковые переводчики часто используются для проверки самого различного оборудования.Некоторые типичные области применения включают: осмотр подшипников; проверка шестерен / редукторов; насосы; моторы; осмотр конденсатоотводчика; проверка клапана; обнаружение / определение тенденции кавитации; анализ клапанов компрессора; обнаружение утечек в системах давления и вакуума, таких как котлы, теплообменники, конденсаторы, чиллеры, резервуары, трубы, люки, гидравлические системы, аудит сжатого воздуха, специальные газовые системы и подземные утечки; и испытания на искрение и коронный разряд в электрическом оборудовании.

Что делает ультразвуковое исследование в воздухе таким эффективным?
Все работающее оборудование и большинство проблем с утечками производят широкий диапазон звуков.Высокочастотные ультразвуковые компоненты этих звуков имеют чрезвычайно коротковолновую природу. Коротковолновый сигнал имеет тенденцию быть достаточно направленным.

Таким образом, относительно легко определить его точное местоположение, отделив эти сигналы от фоновых шумов оборудования и рабочего оборудования. Кроме того, по мере того, как в механическом оборудовании начинают происходить изменения, тонкая направленная природа ультразвука позволяет обнаруживать эти потенциальные предупреждающие сигналы на ранней стадии, до фактического отказа, часто до того, как они будут обнаружены с помощью вибрации или инфракрасного излучения.

Переносные ультразвуковые приборы, часто называемые «ультразвуковыми трансляторами», предоставляют информацию тремя способами:

• качественный с возможностью «слышать» ультразвук через шумоизолирующие наушники;
• количественный по показаниям интенсивности (дБ) на измерителе или панели дисплея; и,
• аналитический с использованием программного обеспечения спектрального анализа для просмотра записанных звуковых образцов.

Хотя способность измерять интенсивность и просматривать звуковые паттерны важна, не менее важно уметь «слышать» ультразвук, производимый различным оборудованием. Именно поэтому эти инструменты так популярны.

Они позволяют инспекторам подтвердить диагноз на месте, будучи в состоянии четко различать звуки различного оборудования. В большинстве ультразвуковых инструментов это достигается с помощью электронного процесса, называемого «гетеродинирование», который точно переводит ультразвуковые сигналы, воспринимаемые инструментом, в слышимый диапазон, где пользователи могут слышать и распознавать их через наушники.

Мониторинг состояния
Мониторинг состояния и профилактическое обслуживание традиционно выполнялись с помощью анализа вибрации, инфракрасных и других технологий. Ультразвуковая технология — отличный вариант, особенно для организаций с небольшим бюджетом.

Ультразвуковые детекторы способны точно интерпретировать звуки, создаваемые недостаточной смазкой, чрезмерной смазкой и ранними признаками износа. Правильная ультразвуковая технология — это быстрое и эффективное средство определения таких условий движения механических компонентов, таких как подшипники, редукторы, двигатели, компрессоры и т. Д.

Ультразвук возникает в результате трения, удара, турбулентности и электрического разряда. Трение и удар — это побочные продукты механического оборудования. Например, роликовый подшипник будет создавать трение, когда вал и шарики катятся вокруг центра. Однако, если трение слишком велико, на оборудовании начинают возникать проблемы из-за дисбаланса, или подшипник может заклинивать, что приводит к полному отключению оборудования.

Правильная смазка ответственных подшипников всегда важна.Правильно смазанный подшипник будет производить ультразвук плавного качения, обнаруживаемый ультразвуковым приемником, микрофон которого можно соприкасать с корпусом.

Если подшипник слишком смазан, через гарнитуру будет слышен очень слабый звук ультразвука. Если подшипник недостаточно смазан, интенсивность работы подшипника резко возрастет, и могут появиться другие звуки, такие как трепетание или царапание. Признаки недостаточной смазки подшипника появятся на ультразвуковом изображении еще до того, как инфракрасный свет сможет обнаружить повышение температуры, и задолго до анализа вибрации.

Кроме того, как только подшипник начинает изнашиваться, ультразвуковая волна вызывает большие всплески сигнала, вызванные плоскими пятнами или царапинами на дорожке качения. Шипы слышны через гарнитуру в виде хлопков или потрескивания.

Как только ультразвуковое излучение, производимое подшипником, начинает показывать эти характеристики, можно запланировать замену подшипника во время обычного останова производства. Обнаружение износа происходит мгновенно. Нет необходимости снимать показания подшипника с нескольких точек соприкосновения по разным осям и отправлять их на анализ.

Однако использование ультразвуковой технологии для мониторинга состояния не должно быть сложным. Программное обеспечение может использоваться для записи выходного сигнала ультразвукового датчика. Как только базовый или контрольный сигнал компонента записан, будущие записи могут быть сравнены с ним, чтобы определить износ или надлежащую смазку компонента с течением времени.

Основные преимущества ультразвуковых и ультразвуковых инструментов:

1. Они имеют направленный характер и могут быть легко обнаружены.

2. Они обеспечивают самое раннее предупреждение о надвигающейся механической неисправности.

3. Многие проблемы можно обнаружить только в ультразвуковом диапазоне.

4. Звуковой шум игнорируется, что увеличивает избирательность возможности точного определения местоположения. Следовательно, они более точно определяют проблемы.

5. Их можно использовать для обнаружения утечек и потенциальных условий электрического сбоя.

6. Инструменты можно использовать в шумной обстановке.

7. Они поддерживают и улучшают другие технологии профилактического обслуживания (PdM) или могут самостоятельно участвовать в программе обслуживания.

8. Они мгновенно ставят диагноз.

9. Возможна даже внутренняя изоляция неисправных компонентов.

10. Более универсальный — Ультразвук можно использовать в нескольких приложениях.

11. Неразрушающий — ультразвуковые инструменты не оказывают отрицательного воздействия на проверяемый компонент и не мешают ему.

12. Ультразвуковой контроль можно проводить во время работы оборудования.

13. Обслуживающий персонал, в настоящее время использующий IRD, может легко использовать это оборудование.

14. Они могут обнаруживать даже звуковые волны, исходящие от оборудования и многих подшипников двигателя с неприводным концом.

Приборы
Переводчики бортовых УЗИ относительно просты в использовании. Они состоят из базового портативного устройства с наушниками, панели дисплея, регулировки чувствительности и (чаще всего) сменных модулей, которые используются либо в режиме сканирования (бортовой), либо в контактном (бортовом) режиме.

Некоторые инструменты могут регулировать частотную характеристику от 20 до 100 килогерц (кГц). Ультразвуковые инструменты могут быть аналоговыми или цифровыми. Цифровые приборы указывают интенсивность в децибелах. Цифровые приборы обычно имеют встроенную регистрацию данных с программным обеспечением для управления данными, чтобы предоставлять информацию о тенденциях и создавать группы сигналов тревоги для оборудования, требующего особого внимания. Некоторые цифровые инструменты также имеют встроенную запись звука, которая позволяет пользователям брать образцы звука и просматривать их с помощью программного обеспечения для спектрального анализа.

Приложения
Как правило, приложения для ультразвуковых переводчиков делятся на три основные категории: механический контроль, обнаружение утечек и электрический контроль.

Механический осмотр
Механическое оборудование производит «нормальную» звуковую подпись при эффективной работе. Когда компоненты начинают выходить из строя, происходит изменение исходной звуковой сигнатуры. Это изменение можно отметить как изменение интенсивности на панели дисплея и / или как качественное изменение звука, которое можно услышать через наушники и записать для дальнейшего анализа.Ультразвуковой преобразователь может быть подключен к анализатору вибрации, или образцы звука могут быть просмотрены с помощью программного обеспечения спектрального анализа на персональном компьютере.

Согласно исследованию НАСА, «Ультразвуковой мониторинг подшипников обеспечивает самое раннее предупреждение о выходе из строя подшипников. Они отметили, что увеличение амплитуды контролируемой ультразвуковой частоты на 12 децибел по сравнению с базовой линией будет указывать на начальные (зарождающиеся) стадии отказа подшипника. Это изменение обнаруживается задолго до того, как на него указывают изменения вибрации или температуры.”

Другие возможности ультразвукового механического контроля включают: кавитацию в насосах, утечку клапана компрессора, неисправные шестерни, чрезмерное трение и плохие соединения, и это лишь некоторые из них.

Обнаружение утечек
Причина того, что ультразвук настолько универсален, заключается в том, что он обнаруживает звук утечки. Когда жидкость (жидкость или газ) протекает, она перемещается со стороны утечки высокого давления через место утечки на сторону низкого давления, где она быстро расширяется и создает турбулентный поток.Эта турбулентность имеет сильные ультразвуковые компоненты. Интенсивность ультразвукового сигнала быстро падает от источника. По этой причине можно определить точное место утечки. Это может относиться к утечкам давления, таким как утечки сжатого воздуха и разрежения (разрежения), утечки в клапанах и конденсатоотводчиках.

Клапаны поршневого компрессора очень шумны и производят сильную постороннюю вибрацию. Изолируя звук с помощью коротковолновой природы ультразвука, можно слушать и просматривать звуки этих шумных клапанов в реальном времени и определять негерметичный клапан.Когда он открывается и закрывается, будет отчетливо выраженный щелкающий звук, и звук любого протекающего клапана будет четко отличаться от звука обычных клапанов. Точно так же с помощью этих инструментов можно обнаружить множество других утечек пара, воздуха и / или h3.

Когда происходит утечка, турбулентный поток создает волны звукового давления по всему спектру от 0 Гц до 100 кГц и выше. Звуки с более низкой частотой распространяются на большие расстояния и влияют на окружающий шум, например, от работающего оборудования.Кроме того, эти звуки обладают большей энергией и могут легко отражаться от поверхностей, что сводит к минимуму способность низкочастотного микрофона точно определять место утечки. Высокочастотные волны (намного превышающие 40 кГц) не обладают достаточной энергией, чтобы их можно было обнаружить с разумных расстояний. Ультразвуковой датчик, используемый для обнаружения и локализации утечек, должен:

• Узкая полоса пропускания с центром частоты 40 кГц

• Имеют узкую диаграмму направленности приема

• Есть элементы управления для регулировки чувствительности приемника для точного определения местоположения

• Иметь аналоговый измеритель, который быстро отображает небольшие изменения входного сигнала

• Иметь хорошее соотношение сигнал / шум, поскольку шум сводит к минимуму способность датчика обнаруживать утечку

• Иметь долгое время автономной работы

Электроэмиссия
Некоторые предварительные эксперименты показали, что основная гармоника электрического излучения (60 Гц в США, 50 Гц в других местах) будет наиболее преобладать в короне.По мере того, как состояние становится более серьезным, будет наблюдаться все меньше и меньше гармоник 60/50 Гц. Например, в дугообразовании очень мало составляющих с периодом 60/50. Механическая рыхлость будет демонстрировать гармоники, отличные от 60/50 Гц, с незначительным частотным содержанием между пиками или без него.

Смазка
По мере появления концепции «прогнозируемой» смазки и временной («профилактической») смазки бывают случаи, когда полезно использовать спектральный анализ в сочетании со звуком.Вместо того, чтобы смазывать подшипники по обычному, «зависящему от времени» графику, инспекторы могут регулярно проверять подшипники и определять те, которые нуждаются в смазке, не трогая остальных. Таким образом, специалисты по смазке могут быть обучены тому, как эффективно наносить ровно столько смазки, чтобы предотвратить чрезмерное смазывание.

Если уровень шума подшипника превышает базовый уровень на 8 дБ без изменения акустического качества, подшипник следует смазать. При нанесении смазки техник должен остановиться, когда уровень звука упадет до заданного базового уровня.Способ продемонстрировать этот процесс — просмотреть звуковой образ, отмечая изменения амплитуды и слушая акустические свойства в реальном времени.

Программное обеспечение для спектрального анализа
С появлением программного обеспечения для спектрального анализа аналогичный тип диагностики БПФ может быть выполнен на стандартном ПК, если на ПК есть звуковая карта. Эти программы не только предоставляют спектральные и временные представления звука, но и позволяют пользователям одновременно слышать образцы звука, просматривая их на мониторе ПК.

Обычно отрывок звука записывается с помощью записывающего устройства MP3 или магнитофона. Некоторые ультразвуковые инструменты имеют встроенную запись звука, которую можно загрузить в ПК с помощью компактной флэш-карты. При воспроизведении в реальном времени можно анализировать акустические свойства. На основе известного «хорошего» или «нормального» состояния можно быстро определить аномалию.

Однако, прежде чем переходить к этой технологии, мы должны рассмотреть следующую программу внедрения «под ключ» для интеграции ультразвуковой технологии:

• Определить критические компоненты и системы для тестирования

• Определите подходящие продукты, такие как датчики, программное обеспечение и аксессуары

• Определите контрольные точки и снимите начальные показания для сравнительного анализа

• Задокументируйте контрольные точки, показания, компоненты и продукты

• Обучить персонал правильной эксплуатации ультразвуковых датчиков и программного обеспечения в соответствии с документацией

  .

• Определите достижимые этапы интеграции

• Сохраняйте гибкость, расширяйте интеграцию продуктов и продолжайте оценивать ключевые области интеграции, включая мониторинг состояния и обнаружение утечек

Ультразвуковые приборы, переносимые по воздуху, становятся важной частью программ мониторинга состояния, летучих выбросов и энергосбережения.Их универсальность, простота использования и портативность позволяют менеджерам эффективно планировать и внедрять процедуры проверки.

Обнаруживая утечки, обнаруживая высоковольтные электрические выбросы и обнаруживая раннее предупреждение о механическом отказе, эти инструменты способствуют снижению затрат, повышению эффективности системы и сокращению времени простоя. Для оптимальной эффективности рекомендуется использовать все основные технологии — инфракрасные, вибрационные и ультразвуковые — как часть комплексной программы проверки.

При правильном внедрении и регулярном использовании ультразвуковая технология может стать быстрым и экономичным средством контроля критически важных компонентов на наших предприятиях. Подход к реализации должен включать правильный продукт, обучение персонала, определение критических компонентов, сравнительный анализ и решимость добиваться своих целей.

Отсутствие обучения и понимания, нерегулярный мониторинг и отсутствие приверженности программе профилактического обслуживания приведут к плохим результатам.Однако правильное внедрение ультразвуковой технологии повысит надежность, сократит время поиска и устранения неисправностей и сократит время, затрачиваемое на тушение пожаров нашим эксплуатационным и обслуживающим персоналом.

Артикул:

Другие предлагаемые показания:

• «Как ваши подшипники держатся? Узнайте с помощью ультразвука »Алан Бандес
• «Вибрационные и ультразвуковые технологии: возможный комплексный инструмент контроля?» Стюарт Кортни,

11 главных преимуществ ультразвукового контроля

11 главных преимуществ ультразвукового контроля

Компании в сферах, ориентированных на активы, таких как электроэнергетика, нефтегазовая промышленность, транспорт и производство, зависят от крупных и дорогих единиц оборудования или машин для получения прибыли.Чтобы сохранить в рабочем состоянии крупные активы, компании полагаются на режимы неразрушающего контроля, чтобы определить необходимость технического обслуживания или ремонта. Это продлевает срок службы активов, снижая потребность в капитальных вложениях для замены встроенного оборудования. Это также предотвращает сбои в работе: в то время как авиакомпания без работающего самолета — безобидная шутка, авиакомпания с самолетами, которые перестают работать в полете, — это кошмар.

Основным преимуществом ультразвукового контроля и других методов неразрушающего контроля является предотвращение дорогостоящих и трагических отказов оборудования.

Существует множество видов неразрушающего контроля, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Один из наиболее распространенных, полезных и экономичных методов — ультразвуковой контроль. Оборудование для ультразвукового контроля может быстро, эффективно и недорого создать изображение внутренней структуры материала.

Основная предпосылка проста — подобно летучим мышам или дельфинам, ультразвуковые датчики передают высокочастотные звуковые волны через физические носители. Подобно летучим мышам с воздухом и дельфинам с водой, оборудование UT передает волны через металлы или композитные материалы.Улавливая и анализируя отражение (или передачу) звуковых волн, прибор UT может генерировать изображение неровностей и аномалий в среде. Это позволяет техническим специалистам UT обнаруживать и сообщать о недостатках материала, которые могут привести к выходу оборудования из строя.

В настоящее время используется несколько методов неразрушающего контроля, от самых простых до очень сложных. В своей простейшей форме визуальный, слуховой, обонятельный и тактильный осмотр — все это основные средства тестирования активов без необходимости разбирать их; Если что-то не выглядит, не звучит, не пахнет или не ощущается, пора обратиться в техобслуживание.Очевидно, что у этих проверок есть ограничения, как и у вихретоковых, рентгенографических, магнитопорошковых и проникающих испытаний.

Ультразвуковой контроль также имеет ограничения. Поверхность должна быть доступной, технические специалисты должны быть квалифицированными, и необходимо использовать ссылки. Некоторые материалы, такие как чугун, трудно проверить, а некоторые дефекты, особенно линейные трещины, параллельные звуковому лучу, не так легко обнаружить. Тем не менее, ультразвуковой контроль остается широко используемым и очень полезным благодаря многочисленным усовершенствованиям и преимуществам этого метода.

Ультразвуковой контроль металлов разрабатывается не менее 90 лет и основан на принципах гидролокатора, существовавшего до него. За это время технология значительно улучшилась и продолжает использоваться благодаря своим многочисленным преимуществам. Компании полагаются на ультразвуковые испытания для:

1. Скорость. Усовершенствованные ультразвуковые методы, такие как фазированная решетка (PAUT) и времяпролетная дифракция (TOFD), могут дать немедленные результаты. Как только зонд проходит по поверхности материала, программное обеспечение прибора отображает визуальное изображение его внутренней части.Техники могут обследовать большие площади в течение смены, а информированные решения по результатам сканирования могут быть приняты мгновенно. Зонды с фазированной решеткой значительно увеличивают скорость проверки за счет одновременного сканирования больших площадей.
2. Простота использования. Хотя ультразвуковой контроль требует обучения и сертификации, современное программное обеспечение и инструменты делают процесс плавным и интуитивно понятным. Кроме того, сканирование требует небольшой подготовки, а легкие беспроводные инструменты легко переносить. При использовании эхо-импульсных методов должна быть доступна только одна сторона материала.
3. Глубина. Ультразвук сканирует тонкие и толстые материалы с одинаковой эффективной скоростью. Они проникают в материалы более глубоко, чем другие методы неразрушающего контроля, что позволяет лучше обнаруживать дефекты.
4. Точность и чувствительность. Ультразвуковой контроль, в котором применяются передовые методы и проверенные программные алгоритмы, позволяет определять размер, форму и положение большинства дефектов в нужных материалах с большей стабильной точностью, чем другие методы неразрушающего контроля. UT также чувствителен к поверхностным дефектам, а также к тем, которые скрываются ниже.
5. Переносимость. Легкие портативные автономные инструменты позволяют техническим специалистам выезжать на место работы и преодолевать серьезные препятствия во время смены. Более того, технические специалисты, которые физически не устают таскать с собой тяжелое оборудование, с меньшей вероятностью станут умственно утомленными и сделают ошибки даже в конце долгого жаркого дня.
6. Мощность изображения. Программное обеспечение предоставляет мощные инструменты визуализации. Изображения можно просматривать под разными углами, фильтры можно использовать для устранения шума или улучшения характеристик, а функции масштабирования позволяют детально исследовать мелкие детали.
7. Универсальность. Более универсальные ультразвуковые продукты могут использоваться в широком спектре отраслей, ориентированных на активы, для обеспечения целостности материалов и качества производства. Помимо дефектоскопии, он может использоваться и для других целей, например для измерения толщины. Все это означает меньшее количество необходимого оборудования и более эффективные проверки.
8. Программное обеспечение. В дополнение к опциям высокоскоростной обработки и визуализации проверенное в промышленных масштабах программное обеспечение также упрощает документацию по проверкам и отчетность.Тесты могут храниться локально на приборе или передаваться в центральную систему, где их можно использовать для исследований или предоставлять регулирующим органам.
9. Прочность. Созданное с учетом полевых условий, оборудование для ультразвуковых испытаний может выдерживать температуру, влажность, вибрацию и пыль. Аккумуляторы с возможностью «горячей» замены также можно проводить в течение дня без возврата на базу.
10. Сенсорный экран высокого разрешения. Используя современные планшеты и телефоны, ультразвуковые инструменты теперь построены с сенсорными экранами с высоким разрешением, что обеспечивает гораздо больше функций, чем более старые модели с кнопочным управлением.
11. Надежно и чисто. Ультразвуковая технология является автономной и не представляет опасности для технических специалистов или рабочих в этой зоне. Это улучшает другие методы неразрушающего контроля, такие как радиология, при которой в непосредственной близости выделяются радиоактивные частицы, и жидкий пенетрант, требующий громоздких систем удержания жидкости.

Хотя расширенный ультразвуковой контроль — не единственное доступное эффективное решение неразрушающего контроля, это распространенная, мощная и широко используемая технология во многих отраслях промышленности.Без ультразвукового тестирования компании подвергаются риску незапланированного простоя активов, опасных аварий, а также правового, нормативного и репутационного ущерба.

Часто ультразвуковой контроль используется в сочетании с другими методами неразрушающего контроля, такими как вихретоковый контроль, поэтому каждый может покрыть землю, а другой — нет. И в одиночку и в рамках комплексной стратегии неразрушающего контроля, ультразвуковая дефектоскопия является бесспорно ценным активом для компаний, которые используют его успешно.

Zetec уже полвека предоставляет решения для ультразвукового контроля для отраслей, ориентированных на активы.Чтобы найти идеальное ультразвуковое решение для вашей работы, свяжитесь с нами сегодня .

Дизайнеры

Zetec являются ведущими специалистами в области ультразвуковых и вихретоковых технологий, и мы можем помочь вам сориентироваться в любом из наших решений или устройств для неразрушающего контроля.

Когда ультразвуковой контроль является лучшим методом неразрушающего контроля?

Неразрушающий контроль — это отрасль, отвечающая за безопасную и эффективную работу в различных областях.Любой опытный специалист по неразрушающему контролю может сказать вам, что в разных областях требуются разные подходы и методы тестирования.

В то время как технический специалист может счесть визуальный осмотр эффективным для одной работы, его может быть совершенно недостаточно для другой. Между технологиями возобновляемых источников, инфраструктурой, медицинской визуализацией и любой другой отраслью, поддерживаемой неразрушающим контролем, специалисты по неразрушающему контролю должны быть готовы использовать целый ряд методов тестирования, в зависимости от требований каждой отдельной работы.

Знакомство с каждым методом тестирования требует высокого уровня навыков и сертификации, но настоящая проверка знаний проистекает из интуиции, позволяющей знать, какой метод лучше всего подойдет для проверяемого компонента.

Сегодня в блоге мы отвечаем на часто задаваемые вопросы: Когда ультразвуковое тестирование является лучшим методом неразрушающего контроля?

Вот что вам нужно знать.

Основы ультразвукового контроля

Ультразвуковой контроль, как следует из названия, использует ту же технологию, что и ультразвуковые аппараты, обычно используемые в медицине.

Благодаря использованию высокочастотных звуковых волн ультразвуковой контроль проникает в компонент для выявления разрывов.

Когда звуковые волны проходят через компонент, звук будет отражаться обратно, если попадет на материал с другим акустическим импедансом.

Как описано на нашей странице дисциплин тестирования: «После получения отправляющим устройством он будет отображаться в виде индикации на экране. Знание скорости, с которой звук распространяется через деталь, а также времени прохождения, позволит технику определить расстояние до указанного материала с изменением акустического импеданса ».

В ультразвуковом контроле используется преобразователь, состоящий из пьезоэлектрического кристалла, преобразующий электрический ток в звуковые волны — обычно сжатие (продольный или прямой луч) и поперечную волну (поперечный или угловой луч).

Плюсы

Ультразвуковой контроль (УЗ) имеет ряд преимуществ по сравнению с некоторыми другими методами неразрушающего контроля. UT очень портативен и требует только ограниченного доступа для получения немедленных результатов.

Особенно по сравнению с менее точными методами, такими как визуальный осмотр, UT может последовательно и с высокой точностью обнаруживать поверхностные и подповерхностные дефекты.

Минусы

Когда метод тестирования включает более сложную технологию, он всегда имеет некоторые незначительные недостатки.

В случае ультразвукового контроля обучение более обширное, чем другие методы, и у начинающих технических специалистов меньше шансов выполнить его хорошо.

В процессе контроля это также более дорого, сложно использовать на тонких материалах и требует относительно гладкой поверхности для соединения преобразователя. Кроме того, геометрия детали может вызвать сложности в процессе проверки, и техник должен знать скорость детали и иметь ссылку для калибровки при настройке оборудования.

Свяжитесь с TXNDT сегодня!

Будь то визуальный контроль, испытание магнитными частицами или ультразвуковое испытание, лучший метод проверки должен выбрать квалифицированный специалист, обладающий достаточным опытом, чтобы взвесить все за и против каждого метода и определить, какой из них наиболее эффективен для человека. работа.

В TXNDT мы заботимся о том, чтобы каждый технический специалист, которого мы обучаем, был полностью подготовлен к работе. Это обучение включает в себя все наиболее важные методы, от испытания магнитными частицами до испытания на проникновение жидкости, и все, что между ними.

Поскольку требования к специалисту по неразрушающему контролю могут меняться от работы к работе, опытные инструкторы TXNDT гарантируют, что все потенциальные технические специалисты обладают квалификацией, чтобы взять на себя все, что им бросает следующая работа.

Начиная с вводных курсов по неразрушающему контролю и заканчивая сертификацией уровня 3 по неразрушающему контролю, мы активно подходим к обучению всех наших студентов и призываем всех потенциальных технических специалистов принимать активное участие в собственном обучении.

Если вы или ваш персонал ищете способы расширить свои навыки и возможности карьерного роста с помощью курсов по неразрушающему контролю, рассмотрите возможность сертификации по неразрушающему контролю.

Но не доверяйте любой школе неразрушающего контроля. Если вы ищете первоклассный опыт, позвоните нам сегодня по телефону 281-231-0001 или посетите наш веб-сайт для получения дополнительной информации.

УЛЬТРАЗВУК

УЛЬТРАЗВУК УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Ультразвуковая аппаратура обнаружения позволила обнаружить дефекты во всех типах материалов, не повреждая проверяемый материал. Обнаружены мельчайшие трещины, щели и пустоты, слишком мелкие, чтобы их можно было увидеть с помощью рентгеновского излучения. ультразвуковым контролем.Требуется доступ к ультразвуковому испытательному прибору к только одной поверхности проверяемого материала и может использоваться с методы тестирования с использованием прямой или угловой диаграммы направленности.

Для ультразвукового контроля используются два основных метода. Первый из них методы — иммерсионное тестирование. В этом методе проверки часть под обследование и поисковая установка полностью погружены в жидкую связку, которая может быть водой или любой другой подходящей жидкостью.

Второй метод называется контактным тестированием. адаптирован для использования в полевых условиях, и этот метод обсуждается в этой главе.В этом метод исследуемая часть и поисковая единица связаны с вязкий материал, жидкость или паста, которая смачивает обе стороны поисковый блок и исследуемый материал. Есть две основные ультразвуковые системы: (1) импульсная и (2) резонансная. Импульсная система может быть эхо-сигналом или сквозной передачей; эхо является наиболее универсальной из двух импульсных систем. Эхо-импульс Дефекты обнаруживаются путем измерения амплитуды отраженных и время, необходимое для прохождения этих сигналов между конкретными поверхностями и прерывность.(См. Рисунок 10-13.) Временная развертка, которая запускается одновременно с каждой передачей импульс, заставляет пятно перемещаться по экрану ЭЛТ (электронно-лучевой трубка). Пятно перемещается слева направо по лицевой стороне прицела. От 50 до 5000 раз в секунду или выше, если требуется для высокоскоростной автоматизации сканирование. Из-за скорости цикла передачи и приема, изображение на осциллографе остается неподвижным.

Через несколько микросекунд после начала развертки генератор скорости электрически возбуждает генератор импульсов, а генератор, в свою очередь, излучает электрический пульс.Преобразователь преобразует этот импульс в короткую серию ультразвуковых звуковые волны. Если интерфейсы преобразователя и образца правильно ориентированный, ультразвук будет отражаться обратно на датчик, когда он достигает внутреннего дефекта и противоположной поверхности образца. Временной интервал между передачей начального импульса и прием сигналов изнутри образца измеряется по времени схемы. Отраженный импульс, полученный преобразователем, усиливается, затем передается на осциллограф, где импульс, полученный от дефект отображается на экране ЭЛТ.Пульс отображается в том же отношение к передним и обратным импульсам, поскольку дефект связан с передняя и задняя поверхности образца. (См. Рисунок 10-14.)

Рефлектоскоп — это прибор импульсного эхо-типа. Рефлектоскоп может использоваться для обнаружения таких дефектов, как трещины, складки, включения, расслоения, частичные сварные швы, пустоты, усадка, пористость, отслаивание и другие подповерхностные дефекты.

Принцип работы изображен на рисунке 10-15, где электрические импульсы преобразуются кристаллом в ультразвуковые колебания, которые передаются материалу.Часть электрического импульса, подаваемого на электронно-лучевую трубку, вызывает начальное индикация импульсов, как показано на рисунке 10-15, вид A. Обратное отражение сформировалось в поле зрения B, вибрации прошли в нижнюю часть детали и отразился обратно в поисковый блок, который преобразует их обратно в электрические импульсы. Вертикальная индикация экрана их возвращение известно как «индикатор первого обратного отражения». Если имеется дефект (рисунок 10-15, вид В), часть вибраций, проходящих через материал, отражается от дефект, вызывающий дополнительную индикацию на экране.Горизонтальный ход развертки указывает время, прошедшее с тех пор, как колебания покинули кристалл.

Этот тип операции, называемый испытанием прямым пучком, подходит для обнаружения дефектов, плоскости которых параллельны плоскости часть. Посредством испытания углового луча, также называемого испытанием поперечной волной, Полезность рефлектоскопа включает в себя следующее:

1. Дефекты, плоскости которых лежат под углом к ​​плоскости детали.
2. Разрывы в областях, которые не могут быть достигнуты с помощью стандарта. техника прямого пучка.
3. Некоторые внутренние дефекты листового и листового проката.
4. Некоторые типы внутренних дефектов НКТ, труб и прутков, такие как в виде включений и мелких трещин у поверхности.
5. Трещины в основном металле в результате сварки.
6. Некоторые дефекты сварных швов.

Испытание угловой балки отличается от испытания прямой балкой только тем, как в котором ультразвуковые волны проходят через проверяемый материал.В качестве Как показано на рисунке 10-16, луч проецируется в материал под острым углом. угол к поверхности с помощью кристалла, срезанного под углом и установленного в пластике. Луч или его часть последовательно отражается от поверхности материала или любой другой неоднородности, включая край части. При испытании прямым лучом горизонтальное расстояние на экран между начальным импульсом и первым обратным отражением представляет толщина куска; в то время как при испытании углового луча это расстояние представляет собой ширину материала между поисковым устройством и противоположный край детали.

Резонансная система

Эта система отличается от импульсного метода тем, что частота передачи является или может постоянно изменяться. Резонансный метод принципиально используется для измерения толщины, когда две стороны материала проверенные гладкие и параллельные. Точка, в которой частота совпадает точка резонанса испытываемого материала — это толщина, определяющая фактор.

Необходимо, чтобы частота ультразвуковых волн, соответствующая к конкретной настройке циферблата, будьте точно известны. Проверки должны быть сделаны со стандартными тестовыми блоками для защиты от возможного дрейфа частоты.

Если частота ультразвуковой волны такова, что ее длина волны равна в два раза больше толщины образца (основная частота), тогда отраженная волна вернется на преобразователь в той же фазе, что и исходная передача так, чтобы усиление сигнала или резонанс происходить.Если частота увеличена так, чтобы в три раза больше длины волны равняется четырехкратной толщине, тогда отраженный сигнал вернется полностью не совпадают по фазе с переданным сигналом, и отмена будет происходить. Дальнейшее увеличение частоты, чтобы длина волны была равна к толщине снова дает отраженный сигнал в фазе с передаваемым сигнал и резонанс возникает снова.

Начиная с основной частоты и постепенно увеличивая частоты, можно отметить последовательные погашения и резонансы и показания, используемые для проверки чтения основной частоты.(См. Рисунок 10-17.)

В некоторых приборах схема генератора содержит двигатель с приводом от двигателя. конденсатор, изменяющий частоту генератора. (См. Рисунок 10-18.) В других приборах частота изменяется электронным способом. Изменение частоты синхронизируется с горизонтальной разверткой ЭЛТ. Таким образом, горизонтальная ось представляет собой частотный диапазон. Если частота Диапазон содержит резонансы, электрическая схема устроена так, чтобы представлять их вертикально.Затем перед трубкой помещают калиброванные прозрачные весы и толщину можно прочитать напрямую. Инструменты обычно работают между 0,25 мкл. и 10 мк. в четырех или пяти диапазонах. Резонансный толщиномер может использоваться для проверки толщины из таких металлов, как сталь, чугун, латунь, никель, медь, серебро, свинец, алюминий и магний. Кроме того, участки коррозии или износа резервуаров, трубы, обшивки крыльев самолета и другие конструкции или изделия могут быть обнаружены и оценили.

Прямое считывание, доступны устройства для измерения толщины со шкалой от 0,025 дюйма до 3 дюймов с точностью лучше ± 1 процентов.

Ультразвуковой контроль требует наличия опытного оператора, знакомого с используемое оборудование, а также метод проверки, который будет использоваться для множество различных частей, которые проходят испытания.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

.