ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ [c.89]
Ланге Ю. В. О физических основах ультразвукового резонансного метода неразрушающей оценки прочности клеевых соединений. — Дефектоскопия, [c.322]
Наиболее распространенный ультразвуковой метод. Он достаточно хорошо разработан, освоен и оснащен приборами. В основе ультразвукового метода лежит способность ультразвука распространяться в физических телах (н в первую очередь в металлах) с определенной скоростью и при возникновении каких-либо несплошностей больше длины волны ультразвука отражаться от их границы. По отраженному сигналу можно судить о наличии дефектов в металле и их величине (ультразвуковая дефектоскопия) или в отсутствие таковых о толщине металла, т. е. о развитии общей коррозии (ультразвуковая толщинометрия). Разработанные ультразвуковые приборы позволяют анализировать состояние металла толщиной до 100 мм с точностью около 0,1 мм. [c.99]
Физические основы метода. Ультразвуком называются колебания с частотой более 20 ООО гц находятся за пределами слышимости человеческого уха). Для ультразвуковой дефектоскопии применяются ультразвуки частотой от 10 до 100 Мгц, получаемые искусственным путем. При таких частотах длина волны ультразвука, проходящего через металл, составляет от 0,5 до 30 мм и становится соизмеримой с размерами дефектов. [c.373]
В книге изложены физические основы, методы и средства акустического контроля — одного из наиболее распространенных и быстро развивающихся видов неразрушающего контроля. Анализируются различные типы контактных и бесконтактных акустических преобразователей и устройство ультразвуковых дефектоскопов. Рассмотрены методы прохождения, свободных н вынужденных колебаний, акустической эмиссии, а также вопросы оптимизации параметров контроля на основе максимума отношения сигнал. — помеха. Изложены методы контроля различных типов изделий из металлов и неметаллических материалов. [c.2]
Учение об ультразвуке является в настоящее время одной из бурно развивающихся областей знания. Наши ученые своими работами по ультразвуку прочно утвердили приоритет отечественной науки в этой области, заложили основы учения об ультразвуке и выявили физические закономерности, позволившие построить и успешно применять ультразвуковые приборы для разнообразных практических целей (дефектоскопия твердых тел, сигнализация, измерение глубин и др.). Советскими исследователями опубликовано большое количество работ как по физике, так и по технике применения ультразвука. [c.5]
Сравнительно малая длина ультразвуковых волн является основой для того, чтобы рассматривать их распространение в ряде случаев методами геометрической акустики. Физически это приводит к лучевой картине распространения. Отсюда вытекают такие свойства У., как возможность геометрич. отражения и прелоилеппя, а также фокусировки. Практически эти свойства применяются для исследования мак]ю-скопич. неоднородности среды, в частности для определения дефектов [ультразвуковая дефектоскопия), а также для подводной акустич. локации (см. Гидро.ио-кация). [c.236]
В целях повышения надёжности лопаточного аппарата в эксплуатации, рабочие лопатки газовых турбин на температуру газа 700—750° изготовлены из сплавов на никелевой основе (ЭИ 765, ЭИ 893) методом штамповки с последующей термической обработкой, обеспечивающей получение однородной структуры и высоких свойств. На заводе все детали ответственного назначения (лопатки, диски, роторы, литые и кованые корпусные детали и конструктивные сварные швы) подвергаются физическим методам контроля (ультразвуковой, рентген- и гаммапросвечивание, цветная дефектоскопия и др.). [c.468]
Физические методы являются основой так называемых неразрушающих методов контроля (дефектоскопия)—магнитных, ультразвуковых, люминисцентных и др. Применение этих методов в промышленности позволяет автоматизировать контроль и оценивать качество изделий без их повреждений. [c.196]
Ультразвуковой контроль (УЗК) является одним из акустических методов неразрушающего контроля
Акустические методы неразрушающего контроля включают в себя испытания материалов и изготовленных из них изделий, основанные на использовании упругих колебаний и волн. В частности, осуществляется регистрация параметров упругих волн, возбуждаемых или возникающих в интересующем вас объекте. В зависимости от полученных результатов можно сделать выводы о свойствах материала и наличии дефектов. Наиболее распространены, кроме УЗК ,акустическая эмиссия и ультразвуковая толщинометрия.
Общепризнанным первооткрывателем ультразвуковой дефектоскопии является российский ученый, профессор, член-корреспондент Академии наук Сергей Яковлевич Соколов.
Он первым в мире предложил использовать ультразвук для обнаружения внутренних дефектов в изделиях, получил первый патент на метод и устройство для дефектоскопии [ Патент № 11371. Способ и устройство для испытания металлов. Вестник комитета по делам изобретений, № 6. 1929г.]
Работы были проведены на кафедре специальной радиотехники в Ленинградском Электротехническом институте (ЛЭТИ) в 1927-28 гг.
Физические основы ультразвукового контроля (УЗК) достаточно подробно описаны в работах А.К. Гурвича, И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского и многих других отечественных и зарубежных ученых.
В настоящее время объем применения акустических методов контроля в энергетическом машиностроении, на железнодорожном транспорте, в судостроении , в химическом машиностроении как в нашей стране, так и за рубежом достиг 70-80% от общего объема неразрушающего контроля (НК).
При контроле сварных соединений УЗК, по сравнению с другим основным методом — радиографией обладает более высокой чувствительностью и достоверностью к обнаружению трещиноподобных дефектов, более высокой оперативностью и производительностью, меньшей стоимостью и безопасностью в работе.
При контроле таких изделий как крупногабаритные поковки, массивные литые изделия, листовой и сортовой прокат УЗК является основным, а порой и единственным методом контроля внутренних дефектов.
Лаборатория «ЛЕНТЕСТ» имеет большой опыт в проведении неразрушающего контроля разнообразных изделий с помощью акустических методов.
- волны легко проникают в объекты контроля, в том числе металлы, бетон и другие материалы;
- волны эффективны при выявлении дефектов с малым раскрытием, поскольку чувствительны к изменению структуры и физико-механических свойств материалов,
- различные типы волн (нормальные, продольные, поперечные, поверхностные и др.) позволяют получить больше информации в ходе проведения неразрушающего контроля.
- волны безопасны для персонала.
Использование акустических методов неразрушающего контроля в различных отраслях промышленности (машиностроение, металлургия, энергетика, строительства, транспортная промышленность и др.) способствует снижению риска возникновения аварий, обеспечению экономии сырья и трудовых ресурсов, а также снижению скорости износа рабочих конструкций.
Опытные специалисты ООО "ЛЕНТЕСТ" всегда готовы найти нестандартное методическое решение для контроля изделий не прошедших технологическую проработку по вопросам НК.
Наши специалисты оперативно осуществляют работы по непосредственному проведению УЗК, а также по инспекционному контролю на предприятиях различных отраслей от Дальнего Востока до Западных границ России.
Дополнительную информацию об акустических методах неразрушающего контроля и стоимости работ можно получить, обратившись к нашим сотрудникам
В монографии Е.Ф.Кретова «Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении» приведены современные понятия качества и системы менеджмента качества. Изложены сведения о дефектах листового проката, поковок и сварных соединений. Дана информация о методах НК применяемых в энергомашиностроении. Подробно рассмотрены физические основы ультразвуковой дефектоскопии, средства и технологии ручного УЗК и толщинометрии металлоконструкций. Сведения о функциональной схеме, основных технических параметрах и сервисных возможностях ультразвуковых дефектоскопов даны применительно к современным цифровым приборам.
Четвертое издание дополнено рассмотрением принципа работы ультразвуковых фазированных решеток, особенностей УЗК стального литья, изложены основные принципы дифракционно-временного метода.
Книга рекомендована в качестве учебного пособия для студентов ВУЗов обучающихся по специальности 200102 «Приборы и методы контроля качества и диагностики», а также для обучения специалистов по ультразвуковой дефектоскопии и подготовке к сертификации на I, II и III уровни квалификации. Издание: 4-е. Год издания: 2014. Объем: 312 стр. Формат: 60х 90 1/16, цена – 690р
Содержание
Глава 1. Основы металловедения
1.1. Металлы и сплавы
1.1.1. Металлы
1.1.2. Кристаллическая структура металла
1.1.3. Строение слитка
1.1.4. Диаграмма состояния железо-углерод
1.1.5. Термическая обработка сталей
1.1.6. Термомеханическая обработка стали
1.1.7. Классификация легированной стали
1.1.8. Маркировка углеродистой стали
1.1.9. Маркировка легированной стали
1.1.10. Хромникелевые не ржавеющие стали
1.1.11. Исследование материалов с применением макро- и микроанализа
1.2. Сварка металлов
1.2.1. Физические основы сварки металлов
1.2.2. Геометрические параметры кромок под сварку
1.2.3. Виды сварных соединений и разделок кромок под сварку
1.2.4. Общие требования к сварке
1.2.5. Структурное строение сварных швов
1.2.6. Факторы влияющие на работоспособность сварных конструкций
1.3. Дефекты металлов
1.3.1. Классификация дефектов металла
1.3.2. Типы дефектов металла
1.3.2.1. Литейные дефекты
1.3.2.2. Дефекты прокатного и кованного металла
1.3.2.3. Дефекты сварных соединений
1.3.2.4. Дефекты возникающие при различных видах обработки деталей
1.3.2.5. Дефекты возникающие при эксплуатации изделий
Глава 2. Общие сведения по неразрушающему контролю
2.1. Задачи решаемые с применением НК и требования к нему
2.2. Виды контроля полуфабрикатов и изделий
2.3. Требования к обеспечению дефектоскопической технологичности изделий
2.4. Общие требования к средствам НК
2.5. Требования к персоналу НК
2.6. Выбор метода НК
Глава 3. Методы неразрушающего контроля
3.1. Методы оптического вида
3.2. Методы капиллярной дефектоскопии
3.3. Методы магнитного вида контроля
3.4. Методы вихретокового вида НК
3.5. Методы радиационного вида НК
Глава 4. Физические основы ультразвуковой дефектоскопии
4.1. Колебательный процесс
4.2. Гармонические колебания
4.3. Ультразвуковые волны
4.4. Параметры ультразвуковой волны. Акустические свойства среды
4.5. Шкала децибел
4.6. Явления на границе раздела двух сред
4.6.1. Частные случаи
4.6.2. Энергетические соотношения
4.6.3. Отражение от двугранного угла
4.7. Нормальные волны
4.8. Головные волны
4.9. Формирование акустического поля
4.10. Дифракция ультразвуковых волн
4.11. Затухание ультразвука в твердых средах
4.12. Расчет акустического тракта прямого контактного преобразователя
4.13. Поле излучения-приема наклонного преобразователя
4.14. АРД диаграмма
4.15. Пересчет отражателей одного вида в отражатели другого вида
4.16. Отражение от реальных дефектов
4.17. Электроакустический тракт ультразвукового дефектоскопа
4.18. Способы возбуждения ультразвуковых колебаний
Глава 5. Методы акустического контроля металлов
5.1. Классификация акустических методов НК
5.2. Теневой метод (амплитудный)
5.3. Эхо-метод
5.4. Зеркальный эхо-метод
5.5. Дельта-метод
5.6. Дифракционно-временной метод
5.7. Зеркально-теневой метод (ЗТМ)
5.8. Эхо-теневой метод
5.9. Сквозной эхо-метод
5.10. Акустико-эмиссионный метод
Глава 6. Средства ультразвукового контроля
6.1. Состав средств ультразвукового контроля
6.2. Классификация ультразвуковых дефектоскопов
6.3. Функциональная схема дефектоскопа общего назначения
6.4. Технические параметры ультразвукового дефектоскопа
6.5. Функциональная схема эхо-импульсного толщиномера
6.6. Технические параметры ультразвуковых толщиномеров
6.7. Ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи
6.8. Параметры преобразователей
6.9. Ультразвуковые фазированные решетки
6.10. Образцы для ультразвукового контроля
6.10.1. Стандартные образцы
6.10.2. Стандартные образцы предприятия
6.11. Метрологическое обеспечение средств ультразвукового контроля
Глава 7. Основные параметры контроля и измеряемые характеристики несплошностей
7.1. Основные параметры ультразвукового контроля
7.2. Измеряемые характеристики несплошностей
7.3. Классификация несплошностей на протяженные и не протяженные
7.4. Измерение координат отражателей
Глава 8. Технология ультразвукового контроля
8.1. Руководящие документы на ультразвуковой контроль
8.2. Выбор преобразователя, параметров контроля и режимов настройки
8.2.1. Тип и конструкция преобразователя
8.2.2. Диапазон контроля
8.2.3. Зона автоматической сигнализации дефектов (АСД)
8.2.4. Система временной регулировки чувствительности
8.2.5. Отсечка
8.2.6. Частота следования зондирующих импульсов
8.2.7. Мощность
8.3. Настройка глубиномера
8.4. Настройка чувствительности дефектоскопа и оценка размеров несплошностей по амплитудному признаку
8.4.1. Способ стандартных образцов предприятия
8.4.2. Способ АРД диаграмм
8.4.2.1. Оценка коэффициента затухания волн
8.4.2.2. Настройка чувствительности дефектоскопа
8.4.2.3. Определение эквивалентных размеров несплошностей
8.4.3. Способ DAC кривых
8.5. Схемы прозвучивания
8.5.1. Листовой прокат
8.5.2. Поковки
8.5.3. Сварные швы
8.5.4. Наплавки
8.6. Подготовка к контролю
8.7. Проведение контроля
8.7.1. Общие положения
8.7.2. Особенности контроля массивных поковок и поковок со структурными помехами
8.7.3. Особенности ультразвукового контроля сварных отливок
8.7.4. Особенности ультразвукового контроля аустенитных сварных соединений
8.8. Формулирование нормативных требований
8.9. Оформление заключения
8.10. Получение дополнительной информации о форме ориентации и реальных размеров несплошности
8.10.1. Общие сведения
8.10.2. Способы азимутального озвучивания
8.10.3. Способы озвучивания под разными углами ввода
8.10.4. Способы коэффициента формы
8.10.5. Способ коэффициента µ
8.10.6. Характер индикации на экране
8.10.7. Другие способы
8.10.8. Алгоритм определения характера дефекта
8.10.9. Определение реальных размеров дефекта
8.11. Импульсы помех
8.12. Надежность достоверность и воспроизводимость результатов ультразвукового контроля
Приложение к гл. 8 Государственные стандарты на ультразвуковой контроль металлопродукции
Глава 9. Ультразвуковая толщинометрия
9.1. Терминология
9.2. Условия применимости ультразвуковой толщинометрии
9.3. Средства ультразвуковой толщинометрии
9.4. Подготовка к измерению толщины
9.5. Проведение измерений
9.6. Некоторые сведения об ошибках измерений
9.7. Методика определения погрешности измерения толщины
Список литературы
| N | Наименование темы | Количество часов | |
| I уровень | II уровень | ||
| 1. | Основы ультразвукового контроля (физические принципы) | 4 | 8 |
| 2. | Технические средства ультразвукового контроля | 4 | 6 |
| 3. | Методы акустического контроля | 2 | 6 |
| 4. | Основные параметры методов и аппаратуры, способы их измерения и воспроизведения | 7 | 16 |
| 5. | Настройка аппаратуры при подготовке и выполнении контроля | 7 | 12 |
| 6. | Измеряемые характеристики и признаки несплошностей | 5 | 12 |
| 7. | Виды несплошностей и их образование | 2 | 3 |
| 8. | Методика контроля с учетом свойств контролируемого объекта и проведение контроля | 6 | 14 |
| 9. | Состояние и перспективы развития методов неразрушающего контроля | 1 | 1 |
| 10. | Требования к практическим знаниям персонала неразрушающего контроля | 1 | 1 |
| 11. | Безопасность и защита окружающей среды, квалификация и аттестация специалистов | 1 | 1 |
| ИТОГО: | 40 | 80 | |
По ультразвуковому контролю сроки согласовываются индивидуально.
1 Физические основы ультразвуковых исследований ультразвуковые волны распространение волн через границы сред генерация ультразвуковых волн ультразвуковая головка и импульсный дефектоскоп принципы импульсной визуализации азбука медицинской диагностики
2 элементы знаний о распространении и генерации звуковых волн виды волн волна скорость
3 Распространение звуковых волн и центр размеров Продольные волны бесконечной среды Поперечные волны бесконечной среды Конечная среда? (стержень, пластина, труба)
4 Колебания частиц среды для различных волн J.Изображение; Ультразвук в измерительной технике
5 Поверхностные волны (волны Рэлея) Распространяются по поверхности полупространства. Частицы среды движутся по эллиптическим траекториям. Продольная составляющая смещения уменьшается до нуля на глубине 0,2 λ, поперечная составляющая (в вертикальной плоскости) уменьшается до нуля на глубине 2λ. Траектория частицы: - эллиптическая с изменением направления вращения для h < 0,2 λ линейная (только поперечная поляризация) для h = λ
6 Пластинчатые волны (волны Лэмба) среда, ограниченная двумя параллельными плоскостями.Волны Рэлея распространяются по обеим поверхностям и взаимодействуют на толщине h λ. Два режима смещения: симметричный, антисимметричный
7 Поверхностные волны (волны Лява а) Поперечные волны, распространяющиеся в слое на подложке с различными акустическими свойствами. Они поляризованы в плоскости слоя, в котором расходятся. Скорость поперечных волн в слое должна быть меньше скорости волн в подложке
8 Продольная волна Поперечная волна Коэффициенты упругости для изотропного тела c L = (ν) λ + 2 µ E 1 = ρ + ρ (ν) (ν) µ ct = = λ, µ-константы Ламе E - модуль продольной упругости, G модуль сдвига, K модуль объемной упругости, ν коэффициент Пуассона.0,2 <ν <0,5 ρ средняя плотность ρ 2ρ (1+ ν) E
9 Акустические данные для твердых тел Сталь r = 46, ПММ r = 3, Дж. Изображение; Ультразвук в измерительной технике
10 Скорости волн в ограниченных средах Среда, у которой одно или два измерения а, b, перпендикулярные направлению распространения волны, ограничены: пластина а > λ, b < λ 2 ρ (1 ν) c L = E стержня a <λ, b <λ c = E L ρ скорость поверхностных волн всегда меньше скорости поперечных волн c R = 087, + 112, ν 1+ ν c T ПРИМЕЧАНИЕ: для изотропных и неограниченных сред частное от c T и c L постоянная, зависящая только от коэффициента Пуассона υ c c T L = 1 2ν (ν) 21
11 Скорости волн в жидкости c = K ρ K - модуль адиабатической объемной упругости ρ плотность материала Влияние температуры c (t) = c o + b (T T o)
12 Акустические данные для некоторых жидкостей J.Изображение; Ультразвук в измерительной технике вода r =
13 Скорости акустических волн в газах c = K ρ K - модуль объемной упругости адиабатического давления ρ плотность материала K = χ p χ отношение c p / c v, p - давление Влияние температуры c (t) = c o + b (T T o)
14 Акустические данные для некоторых газов J. Изображение; Ультразвук в измерительной технике
15 Затухание ультразвуковых волн I x = I e o 2α x изменение интенсивности I x [Вт м -2] с длиной пути x α = a 1 + a 2 a 1 - коэффициент поглощения (пропорциональный частоте) α 2 - коэффициент рассеяния (зависит в основном от диаметра зерна D и частоты f λ >> D - рэлеевское рассеяние α = α 1 f + α 2 f 4, α 2 ~ D 3 λ ~ D - стохастическое рассеяние α = α 1 f + α 2 f 2, α 2 ~ D при λ << D поглощение в каждом зерне и отражение – используется средний коэффициент отражения R на границах зерен α = α 1 f + α 2 f 2 + R/D
16 Влияние частота и зернистость для демпфирования стальной волны X дБ м -1 = 8,68 Y Eg.м -1; Y например, м -1 = 0,115 X дБ м -1
17 Коэффициенты затухания продольных волн для воздуха f = 1 МГц: 1,6·10-1, полистирол 1, глицерин, сталь 10-2; вода 2,5 10-4
18 Отражение и преломление ультразвуковых волн p = ρ c u, 1 2 p 1 p 2 p 3 ρ 1, c 1 ρ 2, c 2 ρ - плотность, c - скорость волны, u - среднее значение скорости молекул p - акустическое давление I = p 2 / (ρ u) - интенсивность P 1 - падающая волна, P 2 - прошедшая волна, P 3 - отраженная волна r = ρ c - волновое сопротивление m = r 1 / r 2 1. коэффициент отражения R для давления p 3 / p 1 2.коэффициент проникновения D для давления p 2 / p 1 R D = = мм м м
19 Отражение и преломление ультразвуковых волн на границе сталь-вода Отражение и проникновение волны при перпендикулярном падении волны на границе сталь-вода и вода сталь: а) энергия волны, б) - волновое давление ПРИМЕЧАНИЕ: фаза звукового давления отраженной волны противоположна (при m > 1) или согласована (при m < 1) с фазой давления падающей волны m (сталь-вода) = 30 R = -93,5 %, D = 6 , 45% D близок к 0 для сталь-воздух
20 Отражение звуковых волн при наклонном падении sinα sin β α = c c β α - угол падения по отношению к нормали к поверхности, β-угол волна, проходящая во второй среде.возникают две отраженные волны (поперечная и продольная) и две проходящие волны (поперечная и продольная) ПРИМЕЧАНИЕ: существует «критический» угол падения, при котором формируется только поверхностная волна, продольная волна для системы: вода-сталь α = 27 o ПММ-сталь α = 64 o ПММ-сталь поперечная волна α = 57 0
21 Трансформация продольной волны на границе
22 Преобразование поперечной волны на границе
23 Генераторы ультразвуковых волн 1. Пьезоэлектрические 2. Магнитострикционные 3. ЭМАП
24 Пьезоэлектрический эффект Кварцевый кристалл 3 оси: X - оси продольных колебаний для E !! к осям X, Y поперечных колебаний для E !! do Y Относительная деформация ε = k E [В/м] [k] = C N -1 кварц.k = 2, титанат бария BaTiO 3 k = цирконат бария (PZT) k = ниобат лития LiNbO 3 k = Пример: пластина PZT толщиной d = 10 мм ε = δ / d, E = U / d - абсолютная деформация зависит только от напряжения U: U = 1000 В -> δ = 0,2 мкм и ε = модуль Юнга E = 80 ГПа Эквивалентное напряжение: σ = E ε 1,6 МПа Резонансные колебания: продольные с частотой f н при c = м/с 50 кГц f n = (2n-1) / 2π c / 2d
25 Магнитострикционные преобразователи λ Удлинение ферромагнетика при намагничивании. относительное удлинение λ зависит от намагниченности B (B = f (h)) H [А/м] λs для типичной стали (для никеля λ всегда отрицательно, материал дает усадку) Обратите внимание на эффект «равномерности» в зависимости от поле Х.Преобразователь: сердечник из листового металла (вихревые токи!), намагниченный соленоидом. Наложение постоянного поля Ho (недостаточное намагничивание) и переменного поля Hi во избежание искажений из-за четности. стальной стержень длиной l = 10 см, для λ: δ 0,5 мкм, напряжение σ = ε E (ε = λ) σ 1 МПа, Преимущества нет ограничений по мощности преобразователя (большие сечения) Недостатки ограниченная частота индуцированных колебаний до примерно 100 кГц.
26 Электромагнитный преобразователь (ЭМАП) генерация продольных волн, вектор индукции параллелен поверхности, генерация поперечных волн, вектор индукции перпендикулярен поверхности и сила Лоренца параллельна поверхности
27 Ультразвуковые головки (пьезо)
28 Головки ультразвуковые (пьезо) 2
29 Дефектоскоп ультразвуковой импульсный
30 Принцип дефектоскопии (1)
31 Принцип дефектоскопии (2)
32 Классические виды визуализации для импульса система 1) Визуализация типа А 2) Визуализация типа В 3) Визуализация типа С
33 Визуализация типа А Положение эхосигнала на временной шкале Расстояние до дефекта Высота эхосигнала Размер дефекта
34 Визуализация типа В Подвижный, позиционируемый датчик, Расположение с памятью Положение датчика - положение края дефекта Высота эхо-сигнала Размер дефекта
35 Визуализация A + B
36 Визуализация C-типа Зонд Подвижный, позиционируется, U Образец с памятью Расположение датчика - положение края дефекта Высота эхо-сигнала Размер дефекта
37 Азбука медицинской ультразвуковой диагностики Акустические свойства ткани Пример сканирования типа В
38 Акустические свойства ткани
39 УЗИ глаза метод А Изображение с сетчаткой отряд
40 УЗИ глаза метод Б Тип визуализации Б, здоровый глаз, цифры обозначают части глаза (как показано на предыдущем изображении)
41 УЗИ в акушерстве метод Б УЗИ акушерское УЗИ УЗГ-10 ИПТП ПАН (1980) Визуализация типа B, осциллограмма близнецов на восьмом месяце беременности, поперечная тестовая плоскость
42 Как это работает? исследования сердца - 2D-эхография - с использованием эффекта Доплера
43 2D-эхография - принцип визуализации B (механический и мозаичный сканеры) - качество 2D-изображения (условия) - запись 2D-изображения - режимы B и M - 2D-изображения сердца
44 Двумерное сканирование Механические секторные сканеры В механическом секторном сканере может использоваться качающаяся или вращающаяся сканирующая головка.В вращающемся типе несколько преобразователей вращаются внутри небольшого купола, заполненного жидкостью. Когда каждый из них проходит над сердцем, он передает импульсы и получает эхо. Затем вступает в действие следующий элемент, как последовательность лучей маяка, скользящих по морю. Эхо-сигналы отображаются в форме B-режима. Сигналы от сканирующей головки используются для управления лучом осциллографа так же, как и ультразвуковым лучом. Результатом является томографическое изображение сердца, показывающее структуры в выбранной плоскости сканирования и характер их движения.
45 Двумерное сканирование Секторные сканеры с электронным управлением или с фазированной решеткой Принцип работы секторного сканера с электронным управлением. Последовательная пульсация элементов приводит к распространению волны под углом к оси преобразователя. Электронная фокусировка. Изменение последовательности импульсов изменяет взаимосвязь вспомогательных вейвлетов, вызывая фокусировку составной волны.
46 Двумерное сканирование Сканеры с электронным управлением или с фазированной решеткой 2 Динамическая фокусировка.Дифференциальная задержка электрических сигналов позволяет приемнику изменять свое фокусное расстояние по мере поступления эхосигналов от более удаленных структур. В системе с фазированной решеткой также может использоваться метод, называемый «динамической фокусировкой» (рис. 4). Если импульс передается через два интерфейса, А и В, эхо-сигнал от А возвращается первым. Его изогнутый волновой фронт достигает центральных элементов преобразователя раньше, чем края. Электрические сигналы от центральных элементов задерживаются, чтобы их могли догнать сигналы с краев.Затем все сигналы суммируются (A1). Через несколько микросекунд приходят эхо-сигналы от B. Этот волновой фронт менее искривлен, поэтому картина задержки изменена. Таким образом, приемник меняет свое фокусное расстояние по мере поступления эхосигналов от более удаленных структур, точно так же, как бинокль можно отрегулировать, чтобы удерживать в фокусе самолет, когда он пролетает мимо.
47 Качество двухмерных изображений Боковое разрешение. Поскольку ультразвуковой луч широкий, эхо-сигналы генерируются внеосевыми структурами.Поскольку ультразвуковой луч не является тонкой лазерной линией, объекты, лежащие вне оси, обнаруживаются и генерируют множественные артефакты. Это сильно ухудшает боковое разрешение, которое является основным фактором, ограничивающим точность изображения в B-режиме. Следовательно, необходимо уменьшить ширину луча с помощью методов фокусировки, чтобы сделать пучок как можно более узким.
48 Разрешение — Компромисс Влияние поперечного разрешения и плотности линий на качество 2-D изображения При низком поперечном разрешении формируются множественные изображения A, а также обнаруживаются некоторые эхо-сигналы от B.(2) Увеличение плотности линий без улучшения поперечного разрешения просто дает больше множественных изображений. (3) Если разрешение улучшается, но плотность линий остается низкой, получается четкое изображение A, но B исчезает. Должна быть как высокая плотность линий, так и хорошее разрешение для качественного изображения обоих объектов
49 Запись двухмерного изображения Схематическое изображение записи и отображения двухмерного изображения
50 В-режим и М-режим 2-D изображение с M-режимом для позиции линии курсора.Иногда полезно иметь возможность одновременно записывать М-режим и двумерные изображения. Это позволяет, например, детально анализировать движения конструкций, точная пространственная ориентация которых определяется двумерным изображением. Электронный курсор, наложенный на дисплей, устанавливается в нужное положение, и соответствующие строки B-режима распечатываются на ленточном самописце M-режима.
51 Доступ к сердцу для эхокардиографии Левая парастернальная область обеспечивает наилучший доступ для эхокардиографии.При этом он лежит над центром сердца, а расстояние от грудной стенки до самой дальней части нормального сердца составляет всего около 12 см. Дополнительный доступ, особенно важный для двухмерной эхокардиографии, обычно может быть получен от верхушки сердца и подреберным путем, с датчиком, расположенным рядом с мечевидным отростком.
52 Стандартные проекции для двухмерной эхокардиографии Стандартные проекции сердца для двухмерной эхокардиографии
53 Двумерные проекции нормального сердца Диаграмма, показывающая взаимосвязь между положением датчика относительно сердца и ориентацией изображения отображается.Ближайшая к датчику часть сердца всегда отображается вверху отображаемого изображения. (а) парастернальная проекция по длинной оси. (б) парастернальная проекция по короткой оси. (c) апикальный четырехкамерный вид.
54 Парастернальная длинная ось Схема изображения парастернальной длинной оси Эхокардиографическое изображение: диастола. Эхокардиографическое изображение: систола
55 Парастернальная короткая ось Схема изображения парастернальной короткой оси на уровне митрального клапана: диастола. Анатомический срез по короткой оси на уровне митрального клапана Эхокардиографическое изображение: диастола и систола
56 Апикальная четырехкамерная плоскость Четырехкамерная плоскость с указанием положения апикального датчика с указанным апикальным положением датчика. При верхнем угле наклона выводной тракт левого желудочка и проксимальный корень аорты можно увидеть в апикальной проекции.В течение более длительного периода фиброзная ткань может кальцифицироваться, и в конечном итоге клапан становится воронкообразной структурой, препятствующей кровотоку как из-за своей жесткости, так и из-за фактического стеноза устья. Запись в М-режиме нормального митрального клапана (слева) и стенозированного митрального клапана (справа). Обратите внимание на М-образную форму, описываемую обычным клапаном. Отчетливо видны ограниченная подвижность утолщенной передней створки и движение вперед задней створки в стенозированном клапане.
58 Атриовентрикулярные клапаны (УЗИ) Парастернальная проекция левого желудочка по длинной оси стенозированного митрального клапана во время диастолы.Обратите внимание на кончик створки и увеличение левого предсердия, типичное для ревматического митрального стеноза. Диаграмма, показывающая, как двумерные эхокардиограммы (слева и справа) позволяют различать митральные отверстия различной формы, которые выглядят идентичными на записи в М-режиме (в центре)
59 Использование эффекта Доплера — принцип визуализации B (механические и мозаичные сканеры ) - качество 2D-изображения (условия) - запись 2D-изображения - мод B и M - 2D-изображения сердца
60 Объект диагностики процесса кровотока Схематическое изображение нормального ламинарного потока в сравнении с турбулентным потоком, который приводит к множественным завихрениям и завихрениям с разными скоростями Примеры нормального ламинарного потока через аортальный клапан (вверху) и нарушенного или турбулентного потока в результате аортального стеноза (внизу)
61 Доплеровский сдвиг (Fd) ультразвука будет зависеть как от передаваемой частоты (fo), так и от скорости (V) движущейся крови.Уравнение Доплера решается для частотного сдвига «Доплеровский сдвиг» и сильно зависит от угла (?) между лучом ультразвука, передаваемым от преобразователя, и движущимися красными кровяными тельцами. Этот угол может быть измерен или может быть принят параллельным в зависимости от ориентация луча оператором системы Скорость звука в крови постоянна (c) и является важной частью доплеровского уравнения
62 Доплеровское изображение распределения скорости Схематическое представление выходной скорости потока.Поток к датчику отображается выше базовой линии, а поток от датчика отображается ниже базовой линии. Различные скорости, обнаруженные доплеровским прибором, обрабатываются с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ), и отображается результирующий спектр присутствующих скоростей. Ламинарные потоки равномерны. Турбулентные потоки показывают спектральное уширение
63 Доплеровское изображение распределения скорости (1) Схематическое изображение выхода скорости потока. Поток к датчику отображается выше базовой линии, а поток от датчика отображается ниже базовой линии. Различные скорости, обнаруженные доплеровским прибором, обрабатываются с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ), и отображается результирующий спектр присутствующих скоростей.Ламинарные потоки равномерны. Турбулентные потоки показывают спектральное уширение
64 Спектральный анализ создается путем помещения данных о скорости в бины, которые отображаются во времени. Яркость сигнала в любом данном бине связана с относительным количеством эритроцитов, обнаруженных при этой скорости. Термин «амплитуда» применяется к относительной яркости
65 Аномалии в работе клапана. Допплеролог должен исследовать струю под разными углами.Обратите внимание, что полная струя не видна из супрастернальной области у этого пациента, но обнаруживается при апикальном доступе. Большое значение этой концепции при клиническом обследовании аортального стеноза показано супрастернальной (слева, с потоком к датчику) и апикальной (справа, с потоком от датчика) струей аортального стеноза. Наилучший профиль был получен из апикальной позиции
66 Визуализация допплеровской информации на экране Существует множество выходных данных, которые могут быть отображены, и они получены в электронном виде из спектральных данных Пример различных допплеровских изображений пациента с митральным стенозом с датчиком, удерживаемым на вершине.Поток во время диастолы направлен к датчику. Отображаются ЭКГ, аналоговые выходные данные (максимальная и средняя скорость), спектральный дисплей и амплитудные сигналы. К ним относятся средняя скорость и максимальная скорость. Линия, проведенная в виде огибающей спектра при пиковом доплеровском смещении в любой момент сердечного цикла, представляет собой профиль пиковой скорости. Среднее доплеровское смещение можно оценить по линии, проведенной через самую темную часть спектра. Также может отображаться яркость или «амплитуда».
67 Двухмерная и доплеровская визуализация Схематическое изображение, обобщающее различные дисплеи, доступные в комбинированной двухмерной и доплеровской системе.Распечатанные спектральные записи также доступны в системах с этой возможностью. Струя митральной регургитации представляет собой мозаику различных цветов. Используется карта отклонений. Обратите внимание на направление потока, обозначенное цветной полосой справа. На изображении цветного потока красный и синий цвета представляют направление данной струи; различные оттенки от тусклого до яркого представляют разные скорости.Когда присутствует турбулентность, возникает многоцветная мозаика. Таким образом, создается двумерное изображение потока с возможностью быстрой идентификации размера, направления и скорости
.
Использование ультразвука в физиотерапии Ультразвук в физиотерапии представляет собой механические волны, распространяющиеся по тканям. Из-за физических условий они не видны. Все то, что невозможно увидеть невооруженным глазом, легче понять, если более внимательно изучить суть явления.
Ультразвук — это упругие волны с частотами более 16 кГц (иногда 20 кГц), т. е. выше верхнего предела человеческого слуха.В сонотерапии чаще всего используют ультразвуки с частотами в диапазоне 800 кГц-5 МГц. Эти волны должны распространяться в какой-либо среде, например, в воздухе, жидкости или твердом теле (в вакууме они не могут распространяться). Скорость распространения волн зависит от свойств данной среды, в таблице 1 приведены примеры физических данных. Чем больше плотность и эластичность среды, тем больше скорость распространения. При движении переносимая волной энергия подавляется из-за несовершенства среды.Физической мерой этого свойства является коэффициент поглощения. Упрощенно можно предположить, что такие жидкости, как вода или ее растворы и металлы, являются хорошими проводниками ультразвука, а мягкие вещества, такие как резина, силикон, — плохими. Мягкие ткани, такие как мышцы и жир, обладают промежуточными свойствами из-за высокого содержания воды в клетках. Энергия, переносимая волной в среде со статическими свойствами, превращается в тепло. Коэффициент поглощения для данного вещества зависит от частоты.Как правило, она увеличивается с увеличением частоты. По этой причине волны с более низкими частотами обеспечивают более глубокое проникновение в среду.
| Сайт | Скорость [м/с] |
|---|---|
| Воздух | 331 |
| Вода | 1493 |
| Алюминий | 6260 |
| Сталь | 5900 |
| Твердая резина | 2300 |
Таблица 1.Значение скорости волны в выбранных средах (по материалам «Ультразвуки и их применение» А. Сливинского.
| Сайт | Коэффициент поглощения | |
|---|---|---|
| 1 МГц | 3 МГц | |
| Вода | 0,0006 | 0,0018 |
| Воздух | 2,76 | 8,28 |
| Кровь | 0,03 | 0,09 |
| Жировая ткань | 0,14 | 0,42 |
| Нервная ткань | 0,20 | 0,60 |
| Мышцы (продольное применение) | 0,76 | 2,28 |
| Мышцы (поперечное приложение) | 0,28 | 0,84 |
| Кровеносные сосуды | 0,4 | 1,2 |
| Кожа | 0,62 | 1,86 |
| Сухожилия | 1,12 | 3,36 |
| Хрящ | 1,16 | 3,48 |
| Кость | 3,22 | нет данных |
Таблица 2.По материалам: Медицинская реабилитация 2000 г. том 4 специальный номер "Ионофорез и ультрафонофорез"
Другим важным явлением, имеющим большое практическое значение, является поведение волны на границе двух центров. Если свойства этих сред существенно различаются, волна частично отражается. Оставшаяся энергия уходит во вторую среду. В сонотерапии мы имеем дело с относительно высокими волновыми энергиями, введенными в тело. Мощность ультразвуковых излучателей находится в пределах 2-30 Вт в зависимости от размера головы и частоты.Мы часто хотим создать тепловой эффект, поэтому очень важен вопрос хорошей передачи волны от зонда к ткани-мишени. Одним из параметров среды, который используется при анализе явлений, происходящих на границе центров, является акустический импеданс. Упрощенно можно сказать, что передача энергии оптимальна (отсутствие отражения), если обе среды имеют одинаковый импеданс (аналогично электрическим системам). Чем больше разница импедансов, тем сильнее отражение.Примером такого сочетания сред является встречный воздух, где происходит почти полное отражение. Поскольку поверхность кожи по своей природе пористая и часто в некоторой степени покрыта волосами, трудно избежать даже тонкого слоя воздуха, который значительно ухудшает передачу инфекции. По этой причине используются муфты гелевого или масляного типа. Другим решением является проведение процедур в воде, что, однако, на практике ограничивает область применения конечностями. Очень часто мы имеем дело с гетерогенными по структуре центрами, т.е.мышечной или жировой ткани. В этих случаях среда содержит большое количество воды, хорошо проводящей волну, и ряд более твердых структур и газов, малых или близких по размеру по сравнению с длиной волны. В этом случае волна рассеивается.
| Переход | Коэффициент отражения |
|---|---|
| головка - воздух | 0,999 |
| головка - соединительный гель | 0,66 |
| контактный гель - кожа | 0,001 |
| кожа – жировая ткань | 0,009 |
| жировая ткань – мышцы | 0,009 |
| мышцы - кости | 0,34 |
| кожа-воздух | 0,999 |
Таблица 3.Коэффициент отражения на границе центров. По материалам: Медицинская реабилитация 2000 г. том 4 специальный номер "Ионофорез и ультрафонофорез"
Кавитация — явление образования и роста пульсирующих пузырьков газа в жидкости под воздействием ультразвуковой волны высокой интенсивности. Это происходит выше определенного уровня интенсивности, известного как порог кавитации. Упрощенно можно сказать, что акустическая волна вызывает циклическое изменение локального давления в данной среде.Чем больше интенсивность этой волны, тем больше разница между максимальным и минимальным давлением, причем давление всегда положительное (понятия абсолютного отрицательного давления не существует, оно может быть отрицательным по отношению к какому-то опорному уровню). С другой стороны, мы знаем, что температура кипения жидкости уменьшается при понижении давления. Если минимум этого давления, связанный с работой волны, ниже определенного предела, локально будет инициирован процесс испарения жидкости.Это создает микропузырьки насыщенного пара газа данной жидкости. В некоторых ситуациях пузырь не исчезает в фазе волны высокого давления, а увеличивается в последующих циклах. Так происходит до тех пор, пока процесс не станет нестабильным и пузырек быстро схлопнется — имплозия. Стенки жидкости ударяются друг о друга с очень большой скоростью и энергией (в микромасштабе). Локально существует огромное давление и, следовательно, температура. Это создает условия для синтеза химических соединений, не встречающихся в «нормальных» условиях.Эти явления являются предметом исследований и разработок в области ультразвуковой химии.
В случае сонотерапии явление кавитации очень вредно и его нельзя допускать, так как оно вызывает повреждение клеточных и тканевых структур. По этой причине стандарт на ультразвуковые устройства запрещает производителям размещать на рынке головки, излучающие волны с интенсивностью более 3 Вт/см 2 . Тем не менее исследования показывают образование кавитации при определенных условиях, даже при использовании меньшей интенсивности.Дополнительным неблагоприятным фактором здесь является неоднородность излучаемой ультразвуковой волны.
Типичные ультразвуковые головки, используемые в сонотерапии, изготовлены из керамических дисков с пьезоэлектрическими свойствами. Под действием переменного напряжения, прикладываемого к электродам, напыленным на плоские детали, изменяется толщина диска. По этой причине поверхность головки можно в какой-то степени рассматривать как вибрирующий поршень.Поскольку типичные диаметры преобразователей во много раз превышают длину излучаемой волны, луч имеет неравномерное распределение интенсивности. Это явление вызвано интерференцией волн, генерируемых отдельными фрагментами лба. Особенно высокую неоднородность мы наблюдаем в так называемом ближнее поле, в котором обычно проводится лечение. В дальнем поле мы наблюдаем гораздо более равномерное распределение интенсивности. Для головы 4 см 2 /1 МГц граница поля находится на расстоянии 10 см ото лба. На рис. 1 представлены характеристики изменения интенсивности волны на оси преобразователя.На рис. 2 показано трехмерное распределение интенсивности для преобразователя диаметром 20 мм на частоте 2 МГц и на расстоянии 6 мм и 75 мм от фронта.
Рис. 1. Распределение интенсивности волны на оси круглого преобразователя
Рис. 2. Трехмерное распределение напряженности поля на расстоянии 6 мм (а) и 75 мм (б) от передней грани Каждая ультразвуковая головка должна иметь заданный параметр, обозначаемый BNR, характеризующий неоднородность создаваемого поля. Обычно он находится в диапазоне 5-8 и показывает, насколько максимальная интенсивность, измеренная локально, больше средней интенсивности, полученной из отношения мощности и излучающей площади.На практике это означает, что если при терапии установить интенсивность 1 Вт/см 90 240 2 90 241 (типичное значение, но не слишком высокое), то локальная интенсивность в терапевтическом поле будет варьироваться от 0 до 6 Вт/см. 90 240 2 90 241 (для БНР = 6). По этой причине необходимо перемещать голову в терапевтической зоне, чтобы избежать локального перегрева тканей и даже кавитации. Это особенно важно при использовании высоких доз, где средняя интенсивность может быть более 2 Вт/см 2 .В таких случаях рекомендуется использовать импульсный режим, где скважность составляет 10-20%, благодаря чему значительно снижается средняя мощность и исключается сильное тепловое воздействие. Альтернативой также может быть проведение обработки в воде в дальней зоне.
Наиболее известным и очевидным эффектом ультразвуковых волн является нагрев тканей. Как упоминалось ранее, мышцы и хрящи имеют относительно высокий коэффициент поглощения, благодаря чему энергия ультразвука преобразуется в тепло.Это вызывает повышение болевого порога, расслабление мышц и изменение нервной проводимости. Нагрев ткани вызывает вторичный эффект увеличения кинетической энергии, что приводит к большей ферментативной активности в области ультразвука. Таким образом, улучшается обмен веществ и ускоряются процессы регенерации. Здесь следует отметить, что коэффициент поглощения хрящей и костей значительно выше, чем у мышц и жировой ткани. Это может привести к значительному повышению температуры этих структур во время процедуры и превышению разрешенной терапевтической дозы и, как следствие, к повреждению тканей.Интенсивность выше 2 Вт/см 2 следует использовать очень осторожно, всегда двигайте головой и наблюдайте за ощущениями пациента. Если у больного возникают специфические боли в области суставов и костей, следует уменьшить дозу или использовать импульсный режим. Глубину проникновения также можно в некоторой степени контролировать, выбирая частоту работы головки. Ультразвук с частотой 1 МГц вызывает более глубокое проникновение, чем ультразвук с частотой 3 МГц.
Ультразвуковые волны также оказывают чисто механическое воздействие, связанное с созданием переменного давления в терапевтической зоне.Ткани подвергают специфическому микромассажу с частотой операции головы. Это приводит к увеличению проницаемости клеточных мембран и расширению ионных каналов. Вследствие этого ускоряются обменные процессы, происходящие в клетках. В связи с этим большое значение имеет воздействие ультразвука на кожные элементы, особенно на роговой слой, являющийся основным барьером для всасывания веществ извне организма. Механическое воздействие волны значительно уменьшает плотность рогового слоя и модулирует размеры потовых и сальных желез и волосяных фолликулов.Дополнительным фактором, повышающим проницаемость кожи, является ранее описанный тепловой эффект. Эти явления привели к развитию методов трансдермальной доставки лекарств.
Фонофорез – метод введения лекарств через кожу с использованием воздействия ультразвука. Активное вещество растворено в геле, который также является связующим звеном между кожей и головой. Основным преимуществом этого метода, как и других чрескожных, является обход печеночного пассажа и концентрация препарата в терапевтическом месте.Ограничением здесь является относительно небольшое количество активного вещества из-за небольшой толщины геля между головой лица и кожей. Кроме того, молекулы лекарств проникают под кожу только путем диффузии и дополнительно захватываются кровью, циркулирующей в сосудах дермы. По этой причине терапевтическая эффективность фонофореза ограничивается поверхностными заболеваниями.
Электрофонофорез также является методом чрескожного введения лекарственных средств, но расширенным за счет воздействия электрического тока.Создателем метода является доктор А. Дышкевич, решивший использовать как преимущества ионофореза (создание сильного градиента электрического поля на диссоциированных ионах лекарств), так и воздействие ультразвуковых волн (преимущественно модуляция проницаемости кожи и повышение кинетической энергии в терапевтической зоне). Для применения разработана специальная конструкция ультразвуковой головки, которая имеет камеру для лекарственного вещества и соответствующую схему протекания тока. В связи с использованием постоянного тока для транспорта ионов лекарств головка головки должна иметь покрытие с достаточной химической стойкостью, чтобы во время терапии не происходило химической реакции с гелем, а затем и с молекулами лекарства.Обычные ультразвуковые головки чаще всего имеют поверхности из алюминиевого сплава, который является очень реакционноспособным металлом. Поэтому они не подходят для таких приложений.
Благодаря синергетическому эффекту ультразвука и переноса ионов в электрическом поле электрофонофорез оказался чрезвычайно эффективным методом лечения локальных заболеваний, расположенных под кожей на глубине даже нескольких сантиметров. Это особенно ценно при лечении заболеваний суставов, где единственной альтернативой является стандартная фармакотерапия или прямое введение, оба с побочными эффектами.Сравнительные исследования, проведенные доктором Дышкевичем на поперечных срезах мышц крупного рогатого скота с использованием красителя метиленового синего, показали в 4,5 раза большую глубину проникновения при электрофонофорезе по сравнению с фонофорезом. По сравнению со стандартным ионтофорезом глубина была в 3 раза больше.
В заключение следует отметить, что электрофонофорез является высокоэффективным методом введения лекарственных средств, в связи с чем его следует применять с осторожностью и под контролем лечащего врача.В случае неправильного диагноза или неправильного выбора препарата пациент может подвергнуться воздействию, аналогичному неправильной фармакотерапии или инъекциям.
Ограничением метода является его низкая изученность в медицине и не слишком большое количество готовых гелей.
.Метод ультразвукового контроля TOFD (Time-of-Flight Diffraction) является дополнительным методом ультразвукового контроля с высокой скоростью сканирования и возможностью записи полученных результатов. Чаще всего он используется для проверки повторяющихся элементов, таких как сварные швы одинаковых размеров.
В отличие от традиционного УЗ-контроля сварных швов, в методе TOFD используются две специальные широкополосные угловые головки продольных волн с фиксированным расстоянием, частоты 5 ÷ 15 МГц, одна из которых служит передатчиком, а другая - приемником.Головки служат для прослушивания наличия дифракционных эхо-сигналов, образующихся на кромках - верхней и нижней - встречающихся дефектов материала. Из-за характера регистрируемых сигналов чувствительность теста на порядок выше, чем в обычных УЗ-тестах, также предъявляются более высокие требования к качеству сканирующей поверхности, с которой вводятся и считываются ультразвуковые сигналы, и затухание родного материала и сварных швов. Расположение дефектов основано на времени прохождения ультразвуковой волны, а измерение размера дефекта основано на разнице во времени прохождения между краями дефекта.
Для проверки настройки масштабирования и чувствительности используются специальные эталоны чувствительности, изготавливаемые для материалов определенной толщины с рядом искусственных дефектов, называемых дифракторами, с определенной геометрией (конец дифрактора - пирамида с углом при вершине 60°).
Техника TOFD стандартизирована в соответствии с PN-EN ISO 10863, а критерии приемки включены в PN-EN ISO 15617. (под лицевой стороной соединения и у корня) радикально сокращает обнаружение дефектов.В этих областях испытания TOFD должны быть, по крайней мере, дополнены традиционными испытаниями UT.
Изображение сигнала TOFD полностью отличается от обычного тестирования и показывает изображение амплитуд сигнала в градациях серого, различая положительные (белые) и отрицательные (черные) амплитуды. Отсюда несколько более сложная интерпретация показаний, однако можно легко определить пространственные размеры дефектов.
Почти все тесты TOFD касаются сварных швов плоских элементов с малой кривизной, с автоматической записью развертки, включая положение головок с помощью энкодера.В зависимости от толщины теста зонды фокусируются на разной глубине – для исследования всего объема иногда необходимо 4 отдельных сканирования, которые дополняются тестами в вышеперечисленных областях. В связи с высокой скоростью сканирования и некоторыми трудностями интерпретации оценка результатов теста проводится на компьютере с соответствующим программным обеспечением.
В связи с большим перемещением головок, для обеспечения адекватной акустической связи используется постоянная подача воды к головкам.
Испытательное оборудование TOFD, принадлежащее CLDT, позволяет проводить испытания материалов с низким затуханием ультразвука (углеродистые, ферритные, ферритно-перлитные, бейнитные и подобные стали), сварных швов на плоских элементах или с малой кривизной. Должно быть обеспечено надлежащее состояние поверхности сканирования - в соответствии с действующими стандартами требуется шероховатость поверхности не более Ra = 12,5 мкм, без лакокрасочных покрытий. Максимальная толщина испытуемого материала 50 мм, минимальная 6 мм.
Из-за параметров головок и акустической гидромуфты диапазон температур испытаний и температура объекта испытаний должны быть в пределах 0 ÷ 50°С (безопасный диапазон от 5 до 50°С).
Метод TOFD подходит для контроля относительно длинных сварных соединений с несложной геометрией, например крупных сосудов, на высокой скорости и с высокой вероятностью обнаружения дефектов. Для мелких элементов имеет смысл только в случае повторных испытаний, без необходимости масштабирования оборудования.При необходимости проведения испытаний на уровнях выше А необходимо выполнить калибровочные стандарты и разработать методики испытаний.
.
Целью этого обучения является ознакомление вас с физическими основами ультразвуковой визуализации органов и кровотока. Ультразвуковое изображение формируется в результате прохождения ультразвуковых волн через органы и ткани. Взаимодействие звуковой волны со структурами тела позволяет получить характеристики изучаемых областей.Ультразвуковая головка является источником волны и приемником эха. Полученные эхо-сигналы преобразуются в электронный сигнал, а их интенсивность представляется в виде ярких и темных точек на экране ультразвука (например, в оттенках серого). Физические аспекты поведения звуковых волн в тканях определяют ультразвуковое изображение оцениваемых структур и исследуемых органов и происходящие в них изменения.
Варианты применения
Предлагаемый план тренировок:
Дополнительная информация
Обучение в основном предназначено для врачей, которые практически используют УЗИ в своих кабинетах, желающих углубить свои знания в области визуализации органов и кровотока с точки зрения физического явления и приборостроения.
.
Семинар - Ультразвуковой контроль материалов, Закопане 2000
Основные проблемы рентгенографических исследований вытекают из:
Общими для всех неразрушающих методов проблемами являются чувствительность и надежность испытаний, вероятность обнаружения дефектов и неопределенность, связанная с их измерениями.
Принимая во внимание современные проблемы радиографии, обсуждаются следующие темы: гарантии, источники и детекторы, радиографическое моделирование и анализ неопределенности радиографических измерений.
Хотя рентгенография является одним из старейших методов неразрушающего контроля и имеет высокий уровень общественного признания для атомной науки, прежде всего благодаря широкому использованию в медицинской диагностике, проблемы, связанные с радиационной защитой, все больше ограничивают ее использование в промышленности.
Наличие вредных излучений вызывает:
Из различных других областей известно, что снижение угроз и нарушений окружающей среды наиболее эффективно в источнике этих угроз (например, загрязнение, шум). Это относится и к радиации.
Разработка гибких, сильно ослабляемых пластиковых материалов оболочки с наполнителем в виде зерен, а фактически вольфрамовой пыли, значительно упрощает формирование оболочек в непосредственной близости от источника излучения - рабочего контейнера (рентгеновской трубки).То, что раньше делалось со свинцовыми листами, теперь стало намного проще, потому что намного проще резать и сгибать «кусочки» нового укрывного материала толщиной в несколько или десятки миллиметров, а также намного легче формировать укрытия без нежелательных пробелы. Даже удлинительный кабель источника излучения можно обернуть слоем гибкого защитного материала, который легко крепится к шлангу с помощью липкой ленты.
Фактор ослабления материала, состоящего из чрезвычайно тонкой дисперсии тяжелого абсорбента в легкой матрице, лучше, чем это было бы результатом только поверхностной плотности оболочки.Несмотря на некоторую информацию, полученную в ходе контактов со специалистами из Украины и Великобритании, и публикации [1,2], автору не удалось найти достоверного описания механизма взаимодействия рентгеновских и гамма-фотонов с этим типом материала, данных о активная толщина и коэффициент усиления (нарастание) и коэффициент линейного ослабления (m) как функция лучистой энергии. Отсутствуют сравнительные данные по массе щитков из композита «Гаммаблок», запатентованного в Великобритании, по сравнению с традиционными материалами (Pb, U, W).
Гибкие, высокоэффективные экраны в сочетании с источниками с энергией ниже 192 Ir позволяют уменьшить радиус зоны ограничения пребывания (7,5 мЗв/ч) до 2-3 метров и таким образом получить значительную экономию при строительстве и ремонт утолщенных промышленных установок, таких как энергетические, нефтехимические и морские платформы. По мнению авторов этих работ, рентгенографию можно проводить практически без помех для смежных монтажных и ремонтных работ, особенно при работе коллимированного луча без выброса источника из рабочего контейнера.По данным SafeRad Ltd из Великобритании, полуабсорбирующий слой этого материала для источников составляет 175 Se 6 мм (для Pb 2,2 мм). Стандартные листы поставляются размерами 350 х 750 мм и толщиной 8 и 16 мм.
Эффективные экраны источника излучения также изготавливаются из тщательно подогнанной свинцовой арматуры [3], но вес таких экранов, по-видимому, больше, чем экранов из гибких материалов.Однако в обоих случаях теперь предлагаются «безопасные» рентгенографические исследования с гарантией того, что радиус контролируемой зоны не превышает нескольких метров. Достижения в области защиты от радиации позволяют решать фундаментальную проблему рентгенографических исследований — опасность радиации для окружающей среды.
Рис. 1. Защитная система для радиографического контроля труб («LORA» - RTD Нидерланды)
75 Se, после нескольких лет раскрутки, не без драматического обсуждения температуры плавления и кипения селена, этот источник кажется преемником широко используемого 192 Ir, по крайней мере, в диапазоне 5-20 мм диапазон толщины из-за:
Рис. 2. Области применения 75 Se для центрирования трубы на участке техники RX - через две стенки
Современные проблемы, связанные с использованием источников 75 Se, заключаются в еще ограниченном предложении этих источников и их относительно высокой цене, а также задержках с внесением селена в некоторые важные нормативы и технические условия.
Распространение селена стало возможным после того, как ядерные установки в бывшем Советском Союзе (центрифуги по обогащению селена, высокомощные реакторы) были предоставлены немецким и другим компаниям, что привело к предложению высокообогащенных источников и удельной активности в десятки терабеккерелей. на грамм (3,7 ТБк от 3x3 мм).
Растущее в последнее время число поставщиков источников селена может снизить их цены, чего очень ожидают рентгенологи [4].
В стране источники селена начинают использовать в энергетике и для механизированного управления трубопроводами самоходными гусеницами. В диапазоне толщин около 10 мм качество рентгенограмм явно лучше, чем у иридиевых. Внедрение 75 Se в промышленность значительно упростило его включение в европейский стандарт PN-EN 1435.
Польский дистрибьютор источников селена и соответствующего оборудования очень помогает в переносе этого нового исследовательского метода на внутренний рынок.В настоящее время мы не можем ожидать внутреннего продукта этих источников, так как потенциал ядерного центра в Сверке (источники 169 Yb, 90 057 153 Gd и 90 057 192 Ir), который раньше был значительным в Европа явно ослабла.
Gadolin 153, когда-то интенсивно продвигаемый институтом в Сверке, начинает появляться в портативных, легких системах для рентгенографических исследований в реальном времени, например, коррозии изолированных трубопроводов с использованием метода касания.Благодаря низкому энергопотреблению 153 Gd и тщательно изготовленным крышкам устройство управляется вручную; опасная зона незначительна.
Здесь стоит напомнить, что уже 25 лет назад автор демонстрировал испытанные трубы с использованием источника 169 Yb, сохраняя при этом радиус контролируемой зоны около 3 м.
Миниатюрные низкоэнергетические рентгеновские аппараты на 50-70 кэВ взаимозаменяемы с источниками 169 Yb, 75 Se, т.е.в радиоскопах с ручным управлением, не представляющих угрозы для окружающей среды.
Рис. 3. Портативный рентгеноскоп с миниатюрной рентгеновской трубкой (RTD - Нидерланды)
Импульсные рентгеновские аппараты все легче и легче, питаются от аккумуляторов, генераторов внутреннего сгорания или от сети, они испускают излучение высокой интенсивности в виде коротких «вспышек» рентгеновских лучей.Они используются, в частности, в рентгенографических сканерах для осмотра трубопроводов изнутри. Они выдерживают высокие температуры трубопроводов, построенных в пустыне и в тропиках.
Миниатюрные линейные ускорители для высокоэнергетической радиографии, выше 1 МэВ, благодаря своей высокой радиационной эффективности позволяют проводить диагностические исследования даже в среде с высоким гамма-фоном (атомные электростанции), так как обеспечивают достаточно высокое отношение сигнал-к-излучению. - коэффициент шума.
Источниками исследований в реальном времени раньше были исключительно рентгеновские лучи из-за ограниченных возможностей датчиков изображения. В настоящее время в результате развития источников низкоэнергетических изотопов и совершенствования преобразователей и цифровой обработки изображений цифровые гамма-системы ( 153 Gd, 169 Yb, 75 Se, 192 Ir) строят все чаще и чаще и с применением высокоэнергетических генераторов рентгеновских лучей
Рассеянное, комптоновское и когерентное излучение, несмотря на многие преимущества, такие как возможность построения систем односторонней комптоновской рентгенографии (источник и детектор на одной стороне контролируемого объекта) и различение материалов с близким коэффициентом ослабления излучения (m), используется относительно редко, и развитие в этой области ограничивается специальными приложениями, такими как, например,испытания легких сплавов и пластмасс, обнаружение наркотиков и взрывчатых веществ, измерение толщины стенок методом рассеяния, измерение напряжений рентгеновским излучением (на поверхности) и нейтронным излучением (на поперечном сечении образца).
Космическое излучение после изучения применения для радиографии пирамид и подземных сооружений (метро Токио) в настоящее время не является предметом систематических радиографических исследований.
Излучение аннигиляции позволяет получить многообещающие результаты в исследованиях ползучести материалов, но, по-видимому, является маргинальной областью современных исследований излучения.
Позитронное излучение, позволяющее получить высокую контрастность и чувствительность рентгенографических исследований в определенных слоях исследуемого материала, в современных публикациях в области рентгенографии не фигурирует. В любом случае, источники позитронного излучения есть только в специализированных центрах.
Источники для микрорентгенографии в виде малофокусных рентгеновских аппаратов, несмотря на бурное развитие приложений микрорентгенографии, по-прежнему дороги и все чаще используются в цифровых рентгенографических системах реального времени (например,для контроля лопаток энергетических и аэрокосмических турбин, а также в электронной, военной и космической промышленности).
Источники нейтронов в виде электронных нейтронных генераторов, оснащенных системами торможения и коллимации пучка тепловых нейтронов, стали относительно легко доступными, что означает, что нейтронография в промышленных масштабах в настоящее время не ограничивается использованием станций, установленных на ядерных реакторах, а передвижных нейтронографических станций. приборы, применяемые в промышленности, используются в ракетной технике (тестирование твердого топлива), в авиационной коррозионной диагностике, диагностике содержимого и деградации контейнеров с радиоактивными отходами (нейтронная томография) и других.Изотопные источники нейтронов, из которых только 90 057 252,9 058 Cf обладают достаточно высокой эффективностью для рентгенографических исследований, из-за очень высокой стоимости применяются лишь изредка.
Газовые источники гамма-излучения (например, 85 Kr, CH 3 Br 82 ) до сих пор используются для испытаний на проникновение радиоизлучения и утечки. Однако из-за низкого уровня общественного признания приложений с открытым исходным кодом этот вопрос касается только специальных приложений.Однако следует подчеркнуть, что при локализации сложных утечек и сверхчувствительных пентестах эти источники позволяют получать результаты, трудно достижимые другими методами неразрушающего контроля.
Источники x B (клатрат), также на основе газа 85 Kr, несмотря на многообещающие результаты методологических исследований и первых применений, не представляются предметом современных исследований или промышленного интереса.
Поверхностные источники, используемые для цифровой «обратной рентгенографии» (большой источник — малый детектор, отсекающий рассеянное излучение), несмотря на многообещающие результаты в виде практически полного устранения комптоновского излучения, до сих пор остаются на периферии радиографических вопросов.
Авторадиографо-метрические источники. Это сами тестовые объекты, активируемые в реакторах и с помощью ускорителей (синхротроны) или с радиоактивными, природными (руды, минералы) или искусственными примесями (имплантаты).Это могут быть, например, образцы для сегрегационных и диффузионных испытаний, старые изображения, активированные в реакторе (для проверки подделок) и другие. Помимо разработки методики тонкослойной активации для трибологических испытаний и контроля коррозии и износа деталей машин и промышленных установок, этот вопрос не может быть включен в русло рентгенографических исследований.
Некоторые виды авторадиографических источников представляют собой фольгу из диспрозия, индия, золота или гадолиния, используемую в качестве преобразователей в нейтронографии.Проблема заключается в доступности этих материалов, но нет сообщений об эффективных и легкодоступных материалах преобразователя.
Низкоэнергетические изотопные источники - так здесь называются изотопные источники с энергией ниже 100 кэВ - т.е. 170 Tm (тул-170), 125 I, 241 Am (америк-241). Тюль используется давно, но низкая удельная активность и эффективность этих источников не позволяют прогнозировать бурное развитие использования тюля.Америка, произведенная из продуктов деления, является очень хорошим радиографическим источником для стали толщиной 0,2 - 2 мм, но также "страдает" малой удельной активностью. Йод, при очень малых габаритах, применялся для проверки тонких металлических и пластиковых изделий с затрудненным доступом к тесту, при этом активная часть источника находилась на конце провода, вводимого в труднодоступные места. Однако сообщений о более широком применении этого источника нет.
Рентгенографические пленки предлагаются во все более широком ассортименте, предназначенном для использования с традиционными металлическими, фторметаллическими покрытиями и в новых системах проявления пленки-покрытия. Рентгеновские пленки уже достигли очень высокого разрешения, и здесь нет существенного прогресса. Значительное повышение эффективности рентгенографического процесса на пленке достигнуто за счет механизированной обработки (проявки) пленок.Хотя обычно это связано с повышением температуры проявления, что способствует развитию зерен эмульсии и ухудшению разрешающей способности, больше нет ограничений в использовании автоматического проявления, как это было в прошлом в атомной промышленности.
Следует упомянуть мембранную томографию, которая очень полезна в условиях полевых исследований. Рентгенограммы одного и того же объекта (сварных швов) делают в разных геометрических системах и цифровой результат контроля получают путем компьютерной реконструкции выявленных на рентгенограмме дефектов.В полевых условиях делается несколько рентгенограмм в строго определенных геометрических условиях, остальное делается в лаборатории.
Отслаивающиеся эмульсии в течение многих лет использовались в авторадиографии, а в последнее время — в исследованиях пенетрантов. В случае последнего существенным преимуществом этого детектора является простота повышения чувствительности пенетрантных тестов за счет увеличения времени экспозиции эмульсии, т.е. время пребывания эмульсии на тест-объекте (т.е.турбинная лопатка, прецизионное литье и т. д.). Эффект аналогичного характера возникает при использовании в качестве детектора обычных мембран.
Детекторы для моментальной рентгенографии. Рентгенография на бумаге не снискала большой популярности, хотя автор по собственному опыту считает эту методику очень полезной. Трудно объяснить, почему использование радиографической бумаги на самом деле ограничивается обучением сварщиков, за исключением, может быть, одного (в любом случае положительного) теста, проведенного несколько лет назад в Gaz de France.
Материалы, подвергающиеся термообработке или проявляемые в контакте с воздухом, также не стали предметом серьезных сравнительных и валидационных работ.
Селеновые, фосфорные и кремниевые пластины - цифровая рентгенография. В современной рентгенографии на первый план выходит цифровая обработка изображений, получаемых в режиме реального времени. Причины очевидны: цифровая технология реального времени позволяет справиться с двумя основными проблемами рентгенографии, упомянутыми в начале, — ускорить и автоматизировать процесс обследования и избежать дорогостоящей пленки в качестве детектора.Это также позволяет обрабатывать электронные рентгенографические изображения и, таким образом, увеличивать обнаружение дефектов и снижать неопределенность рентгенографических измерений и компьютерного архивирования результатов испытаний. Однако необходимо помнить, что лучшие системы цифровой рентгеноскопии приближаются (по некоторым данным, даже превосходят) к стандартной пленочной рентгенографии. Рентгенографические тесты с повышенной чувствительностью на мелкозернистых мембранах по-прежнему имеют еще более высокое разрешение и выявляемость деталей.
Рис. 4. Сравнение обнаружительной способности, полученной на пленочной и цифровой рентгенографии в системе ADR - DPS AGFA
Цифровая радиоскопия разработана на основе микросцинтилляционных детекторов с фотодиодами и детекторными пластинами из аморфных (аморфных) материалов. В первом случае фотоны рентгеновского или гамма-излучения преобразуются в световые импульсы (сцинтилляции), а затем преобразуются в электрические импульсы, усиливаются и обрабатываются в цифровое изображение.Отдельные пиксели такого изображения соответствуют одному микродетектору с фотодиодом. Размеры этих детекторов обычно порядка 0,1 мм. Они выполнены в виде линейных или поверхностных извещателей. В последнем случае нет необходимости преобразовывать ионизирующее излучение в свет. Фотоны создают электрические сигналы, которые улавливаются транзисторной схемой. Ниже приведено описание обеих систем цифровой рентгеноскопии, взятое из литературы.
В первой из описанных систем [5] использовался линейный детектор с высоким разрешением, равным 50 мм, и 2048 пикселей на строку.Источником излучения является рентгеновский аппарат на 225 кВ, который вращается вместе с детектором вокруг трубы и записывает изображение сварного шва линия за линией. Каждая зона (линия) тестируется с источником, перпендикулярным детектору; таким образом, нет косой проекции, как при рентгенографии на пленке. Пучок излучения и детектор плотно коллимированы/экранированы, что снижает влияние паразитного излучения. Эта система, по словам ее авторов, позволяла добиться качества изображения, близкого к пленочному.Также использовалось сканирование под разными углами (например, параллельно стенке канавки), что значительно увеличивало POD плоских несплошностей, таких как трещины и прилипание (непровар). Использование алгоритмов «томосинтеза» и «плоскостной томографии» значительно обогатило возможности интерпретации изображений.
Рис. 5. Радиоскопические системы для контроля кольцевых швов труб: (а) система для контроля через две стенки (под водой) с плоским детектором, (б) система для контроля через одну стенку (рентгеновская источник в центре трубы) ) с плоским детектором, (c) испытательная система с двойными стенками с линейным детектором
Вторая система [6] получила название «прямая» рентгенография, в которой используется детектор в виде слоя аморфного селена, преобразующего Х фотонов в электрические заряды, которые могут быть собраны и зарегистрированы транзисторной системой в виде тонкого слоя из аморфного кремния.Название «прямая» рентгенография связано с тем, что этап преобразования рентгеновских лучей в свет, а затем в электрический сигнал опущен. За счет обхода непрямого преобразования света были достигнуты очень высокая, пленочная передаточная функция модуляции и контрастная чувствительность. Слой аморфного селена размером 14 "х17" (примерно 355 х 430 мм) содержит 7,9 млн пикселей размером 139 микрон. Приведены характеристики качества «прямого» изображения и сравнение с «непрямыми» детекторами и рентгенографической пленкой.Новый детектор позволяет добиться качества изображения, сравнимого с пленкой, с которой он намного быстрее.
В обоих случаях изображения записываются на CD-ROM и, таким образом, могут быть легко заархивированы, распечатаны на принтерах с высоким разрешением и отправлены в электронном виде.
Говоря о виртуальной рентгенографии, автор имел в виду все виды компьютерного моделирования и симуляции рентгенографического процесса или его компонентов, используемые при разработке и апробации технологий и систем рентгенографических исследований.Хорошие симуляционные программы позволяют сократить цикл методического исследования и значительно снизить его стоимость. Они являются отличным инструментом для обучения персонала.
Программное обеспечение SINDBAD [7] моделирует весь рентгенографический процесс. Он используется при проектировании систем неразрушающего контроля и при оценке обнаружения определенных неоднородностей. Принимая во внимание, что разрешающая способность рентгенографического метода является первостепенным фактором в оценке обнаружения дефектов, был разработан модуль, имитирующий размытие изображения на основе передаточной функции модуляции (MFL).Система моделирования состояла из моделей MFL, разработанных для отдельных элементов рентгенографической системы, таких как источник и детектор рентгеновского излучения. Синтетическое рентгенографическое изображение получают с помощью свертки функций MFL. Программу валидировали путем прогнозирования результатов испытаний простых объектов и сравнения с результатами реальных испытаний. Корреляция была удовлетворительной.
Программное обеспечение под названием «Moderato», моделирующее весь рентгенографический процесс, было разработано для французского консорциума EDF [8] для объективного подтверждения правильности и эффективности периодических радиографических испытаний целостности трубопроводов атомных электростанций, проводимых с 192 Ir и 90 057. 60 Ко.Неровности литых отводов и сварных швов описываются в системе САПР, детектором является пленка с армирующими покрытиями. Вычислительная модель является микроскопической и основана на симуляции Монте-Карло, поэтому она по очереди анализирует поведение каждого фотона. Во время оценки можно наблюдать размытие изображения в результате рассеяния фотонов в тестируемом объекте, затем измеряемое на тестовых рентгенограммах. Полученные компьютерные изображения корректны и используются для дальнейшей обработки результатов испытаний и трехмерной 3D-реконструкции.
Определение максимального размера контрольной зоны в объектах сложной формы (например, отливках) при сохранении приемлемого уровня обнаружения на концах зоны является предметом моделирования программного обеспечения, позволяющего прогнозировать вероятность обнаружения конкретных несплошностей в соответствующее место объекта испытаний [9]. Соответствующие алгоритмы позволяют создать трехмерную зернистую структуру и разместить в ней в нужном месте дефекты определенного размера и морфологии.Для каждого разрыва создается изображение и определяется его контраст. Сложные, реальные формы тестируемых объектов (слепков) затрудняют использование симуляций из-за ограниченности памяти компьютеров, как оперативной, так и видеокарты. По этой причине была разработана процедура, позволяющая уплотнять сетку зерен только в выбранных зонах моделируемого объекта. Программа генерирует трехмерную карту POD для одного или нескольких направлений исследований.
Информация о вероятности обнаружения несплошности (POD) и связанной с ней достоверности рентгенографического контроля (PW) довольно сильно различается в зависимости от типа несплошности и других факторов, учитываемых при определении этих значений. Рентгенографические POD и PW обычно выше, чем у других РУЧНЫХ НК, и ниже, чем при механизированном ультразвуковом контроле.POD и надежность рентгенологических исследований обычно оцениваются в 0,6-0,7 (POD) и 0,55-0,6 (PW) соответственно.
Руководство ISO [10] дает следующее определение термина «неопределенность»: параметр, сопровождающий результат измерения, характеризующий распределение значений, которые можно обоснованно отнести к измеряемой физической величине.
Неопределенность результатов измерений является неотъемлемым элементом каждого процесса измерения. Руководство ISO 25 (1990), стандарты ISO для испытательных лабораторий и калибровки, содержит требования по определению степени неопределенности каждого измерения, чтобы предоставить дополнительную информацию об измеряемой величине и качестве измерения.
Хотя методы расчета неопределенности количественных измерений, таких как длина, температура и другие измерения, хорошо изучены, они не включают оценку результатов испытаний, таких как радиографический и другой неразрушающий контроль.
В процессе оценки качества продукции по рентгенограммам нет необходимости проводить измерения только в случае недопустимых по ее характеру признаков (например, трещина, незакрепленная часть или недостающая часть). В остальных случаях измерения производятся в следующем диапазоне:
Несоответствия, как с точки зрения их наличия, так и размеров, оцениваются, чтобы решить, принять или отклонить продукт. Следовательно, следует определить неопределенность измерения несплошности.
Некоторые контрольные параметры особенно важны при измерении дефектов (например, характеристики аппарата, интенсивность освещения экрана негатоскопа, тип мембраны, энергия излучения и т. д.)). Они являются причиной неопределенности измерений, а, следовательно, и неопределенности решения о принятии или отклонении продукта.
Измерение представляет собой оценку фактической и неизвестной несплошности, поэтому, если неопределенность измерения не указана, лицо, принимающее решение, не будет знать, насколько близка оценка к реальному размеру несплошности.
Качество рентгенограммы, как описано в радиографических стандартах, выражается в виде чувствительности теста, t.j) наименьший обнаруживаемый дефект определенной формы, такой как отверстие или проволока стандарта радиографического качества изображения (IQI). Должны быть сделаны соответствующие показания IQI (обнаруживаемость стержней или отверстий в эталоне) как доказательство достаточного качества изображения, но это не соответствует необходимости судить о фактических размерах аномалии.
Руководство ISO-25 (1990) требует, чтобы испытательные и калибровочные лаборатории сообщали о своих результатах вместе со значением неопределенности измерений.Некоторые пионерские исследования в этой области были проведены в области измерения неопределенности при ультразвуковом [11] и рентгенографическом [12] контроле.
В результате этого исследования были разработаны формулы для расчета общей стандартной неопределенности. Каждый тестовый параметр анализировался отдельно, а затем рассматривался вместе. Некоторые из этих параметров были проанализированы экспериментально, другие основаны на теории.
Не вдаваясь в подробности рассматриваемой работы, ниже приведен пример расчета неопределенности для следующих параметров испытаний:
Результаты расчета:
Наилучшая оценка (с поправкой на увеличение):
90 242Многолетний опыт автора показывает, что трудно проводить рентгенографические измерения с точностью выше 0,5 мм. Приведенные здесь результаты анализа неопределенностей, по-видимому, подтверждают эти практические наблюдения.
Рис. 6. Источники погрешности рентгенографии
[1] Российско-украинская публикация об особых свойствах пластмасс с наполнителями, обнаруженных при исследовании многослойных авиационных баков, ICNDT, Сан-Паулу
[2] Malcom Wass - Экраны Gamma Blok - новая возможность эффективной радиологической защиты, Национальная конференция по радиографическим исследованиям, Попов, 1999
[3] Материалы RTD, Нидерланды
[4] М.Добровольски - Радиографические свойства источника Se-75, Национальная конференция по радиографическим исследованиям, Попов, 1999,
.[5] U. Ewert, B. Redmer, J. Muller - Механизированный контроль сварных швов для обнаружения плоских дефектов и измерения глубины с помощью томосинтеза и планартомографии, Review of Progress in Quantitative NDE, июль 1999 г.
[6] П.К.Солтани, Д.А.Высневски - Прямая радиография с аморфным селеном для промышленной визуализации, Обзор прогресса в количественном неразрушающем контроле, июль 1999 г., Канада
[7] A Koenig et al.- Моделирование рентгенограмм с использованием системы MTF, Review of Progress in Quantitative NDE, июль 1999 г., Канада
.[8] Й. Чен, Дж. Грей - Разработка алгоритма построения сетки POD для рентгеновского излучения с использованием рентгеновского излучения, радиографического моделирования, Обзор прогресса в количественном неразрушающем контроле, июль 1999 г., Канада
[9] ISO/IEC/OIML/BIPM, ISBN 92-67-10188-9, «Руководство по выражению неопределенности в измерениях», 1993 (E)
[10] р.К. Чепмен, «Руководящий документ CEGB по оценке погрешностей измерения дефектов при ультразвуковом НК сварных швов», Надежность в НК, Труды НК 88, 27-я ежегодная Британская конференция по НК, Великобритания, 1988 г.
[11] Y. Shoef, G.Shoef - Неопределенность в рентгенографии, Insight, Oct. 1997
.Неразрушающий контроль (NDT) позволяет оценить состояние данной конструкции и оценить ее долговечность, качество изготовления и безопасность использования. Основным преимуществом неразрушающего контроля является возможность определения параметров и физических свойств контролируемого элемента на каждом этапе производства.
Мы предлагаем различные методы измерения, в зависимости от ваших потребностей: визуальные испытания VT , то есть внешний осмотр, ультразвуковые испытания UT , испытания на проникновение PT или магнитопорошковые испытания MT .Эти методы позволяют испытывать данный образец, не повреждая его, благодаря чему он сохраняет свои эксплуатационные и прочностные свойства.
Предлагаемые нами испытания сварных швов можно использовать во многих сферах жизни – от строительства, энергетики до пищевой промышленности.
Те же эндоскопические исследования заключаются в осмотре внутренних органов с использованием устройств, обеспечивающих подачу света и оптики. При проведении испытаний NDT мы используем различные приспособления – лупы, калибры для сварки, инспекционные зеркала, микроскопы и видеоэндоскопы. Эндоскопическое исследование позволяет обнаружить дефекты, вызванные дефектами формы, размерными отклонениями, дефектами поверхности или эксплуатационными повреждениями. Неразрушающий контроль сварных швов поможет диагностировать дефекты формы, неправильную сборку и коррозию оборудования. С другой стороны, ультразвуковые испытания с использованием специализированных преобразователей идеально подходят для контроля элементов конструкций стальных объектов.
Эндоскопическое обследование особенно рекомендуется при периодическом осмотре и ремонте конструкций.Мы гарантируем полностью профессиональный неразрушающий контроль сварных швов. Приглашаем Вас воспользоваться нашими услугами!
.Ультразвуковое исследование (УЗИ) — наиболее часто используемый метод диагностики заболеваний внутренних органов. Это позволяет наблюдать за анатомическими пространствами, а также за размером, формой и расположением органов и их внутренней части. Преимущество этого метода в том, что он неинвазивен и безопасен для пациента даже при коротких интервалах между обследованиями. Диагностическая возможность визуализации соответствующей структуры в значительной степени зависит от использования специального зонда.Необходимость улучшения ультразвукового изображения постоянно требует создания новых, анатомически подогнанных конструкций датчиков. В статье представлены принципы работы ультразвукового аппарата и пояснены явления, происходящие при ультразвуковом исследовании. В основе работы ультразвуковой аппаратуры лежит волновое движение, которое происходит путем передачи части колебательной энергии последующим частицам данной среды. Под действием приложенной извне силы макромолекула смещается из состояния равновесия, но за счет упругих и инерционных сил среды вынуждена возвращаться в движение.Он колеблется вокруг положения равновесия. Энергия одной молекулы передается другим молекулам с запаздыванием, так что движение, колеблющееся в данной среде, движется с определенной скоростью. Обсуждаемое явление переноса энергии называется волновым движением, и скорость его распространения зависит от скорости волны. Распространение ультразвуковых волн зависит от систем, генерирующих колебания, интенсивности ультразвуковых волн и, прежде всего, от структурной структуры и механических свойств материальных сред.
Вся статья доступна в электронной версии Flippingbook - Medical Engineer and Physicist 2/2014: www.inzynier-medyczny.pl
Моника Енджеевска, Петр Янковский, Бартош Венцковски
Польское общество клинической инженерии, ул. Naramowicka 219a / 18, 61-611 Poznań, тел.: +48 602 303 517, e-mail: [email protected]
