Измерение коэффициента затухания ультразвуковых волн в неоднородных материалах при одностороннем доступе

Аннотация

Рассмотрен усовершенствованный метод измерения коэффициента затухания ультразвуковых волн в объектах из материалов с неоднородной структурой при одностороннем доступе к объектам. Основное назначение метода — оценка состояния структуры ответственных крупногабаритных объектов из бетона, чугуна и других сложноструктурных материалов с целью предупреждения возможных аварий и катастроф. Коэффициент затухания ультразвуковых волн определяется посредством обработки реализаций структурного шума, возникающего в результате отражения зондирующего сигнала от многочисленных неоднородностей объекта. Предложен усовершенствованный алгоритм обработки реализаций структурного шума, позволяющий повысить точность измерений, расширить границы применимости метода и одновременно упростить процедуру обработки принимаемых сигналов. Исследованы вопросы оптимизации параметров зондирующего сигнала и характеристик преобразователей. Для проверки эффективности предложенного метода и нового алгоритма обработки реализаций структурного шума проведен ряд экспериментов. Выполнены измерения коэффициента затухания продольной ультразвуковой волны в специально изготовленном бетонном блоке. Измерения проводили двумя методами: классическим теневым и с помощью предлагаемого метода, основанного на обработке реализаций структурного шума. Эксперименты показали хорошие результаты: точность измерений увеличена почти в 10 раз по сравнению с предыдущим вариантом предлагаемого метода. Наиболее целесообразная область применения предлагаемого метода — мониторинг состояния структуры ответственных крупногабаритных объектов из материалов с неоднородной структурой (плотины, опоры мостов) в ситуациях, когда невозможно использовать другие ультразвуковые методы неразрушающего контроля, например, основанные на измерении скорости ультразвуковых волн.