Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии» Бийск (стр. 1 из 3)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Бийский технологический институт (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»

В.Г. Ефимов, М.С. Лихачев

МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
для студентов специальности 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии»

Бийск

Издательство Алтайского государственного технического
университета им. И.И. Ползунова

2010

УДК 618.2 Рецензент: к.т.н. нач. отдела ФГУП «ФНПЦ «Алтай» А.Г. Митин Ефимов, В.Г.

Методические рекомендации представляют собой описание четырех лабораторных работ, необходимых для практического освоения методов радиационного и ультразвукового контроля, а также получения навыков работы с аппаратурой промышленного испол-нения. Каждая работа содержит необходимое теоретическое введение, рекомендации по выполнению и контрольные вопросы, необходимые для подготовки к защите лабораторной работы.

Методические рекомендации предназначены для студентов специальности 200106, изучающих специальную дисциплину «Методы неразрушающего контроля», очной и очно-заочной форм обучения.

УДК 618.2

Рассмотрены и одобрены
на заседании кафедры ИУС. Протокол № 11 от 29.10.2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Лабораторная работа № 1. Исследование прохождения рентгеновского излучения и моноэнергетического излучения через вещество……………………………………………………..…...	4
2 Лабораторная работа № 2. Экспериментальное исследование АЧХ пьезоэлектрического датчика………………………………..….	7
3 Лабораторная работа № 3. Ультразвуковой неразрушающий контроль качества продукции……………………………………........	9
4 Лабораторная работа № 4. Надежность оператора в составе радиометрической системы неразрушающего контроля…………….	12
Литература………………………………………………………………	16

1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРОХОЖДЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
И МОНОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО

Цель работы: определение коэффициентов ослабления и дозовых факторов накопления в алюминии и свинце и изучение основных эффектов взаимодействия рентгеновского и гамма-излучения с веществом.

1.1 Основные теоретические сведения

При прохождении через различные среды в результате взаимодействия с веществом интенсивность рентгеновского и гамма-излучения (далее просто – гамма-кванты) уменьшается.

Пусть на барьер падает моноэнергетический узкий пучок гамма-квантов с интенсивностью I₀. Свойства поглотителя характеризуются линейным коэффициентом ослабления µ, определяющим относительное уменьшение интенсивности излучения при прохождении через слой поглотителя толщиной 1 см.

Изменение интенсивности излучения при прохождении через слой dx (рисунок 1) равно

При

Последнее выражение представляет собой закон ослабления для интенсивности узкого моноэнергетического мононаправленного пучка гамма-квантов. Коэффициент учитывает и поглощение и рассеяние, но при этом каждый рассеянный квант выбывает из пучка и не участвует в создании интенсивности I. Пренебречь квантами, испытавшими рассеяние, и получить возможность пользоваться формулой для узкого пучка можно лишь в условиях так называемой хорошей геометрии, которая создается путем коллимации пучка гамма-квантов.

Рисунок 1 – Изменение интенсивности излучения
при прохождении через слой dx

Если в пучке гамма-квантов роль рассеянных квантов велика, то такой пучок называется «широким пучком». Для этого случая интенсивность излучения параллельного пучка за защитой определяется формулой

где

– энергетический фактор накопления, который показывает, во сколько раз увеличивается интенсивность излучения широкого пучка по сравнению с интенсивностью узкого пучка за защитой.

1.2 Порядок выполнения работы

1. Нарисовать схему эксперимента для геометрии узкого и широкого пучка.

2. Для источника Isovolt-420 с энергией излучения 150 и 200 КэВ замерить дозиметром значение интенсивности I как функции толщины поглотителя из алюминия. Повторить данный пункт для поглотителя из свинца. Результаты измерений занести в таблицу, которую составить самим.

3. Повторить пункт 2 для геометрии широкого пучка.

4. Рассчитать значения линейного коэффициента ослабления m(х) и дозового фактора накопления В(х) по следующим формулам:

5. Сравнить полученные значения с табличными из справочника [2].

6. Построить графики функции m(х)=f(x) и В(х)= f(x) для двух значений энергии.

Контрольные вопросы

1. Способы получения рентгеновского и гамма-излучения.

2. Эффекты взаимодействия гамма-квантов с веществом.

3. Спектры тормозного и характеристического излучений.

4. Закон ослабления моноэнергетического узкого пучка гамма-квантов.

5. Линейный и массовый коэффициент ослабления.

2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЧХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Цель работы:

- исследование амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) четырехполюсников в диапазоне частот 20-200 кГц;

- определение смещения амплитуды по одному из размеров пьезоэлемента;

- получение практических навыков работы с электроакустической аппаратурой.

2.1 Общие сведения

Входящий в состав системы ультразвукового контроля электроакустический тракт может быть представлен в виде четырехполюсника, входными контактами которого являются обкладки исследуемого пьезоэлемента, а выходными – контакт точечного щупа. Сигнал с генератора подается на исследуемый пьезоэлемент и параллельно на частотомер через делитель. Сигнал, принимаемый щупом, подается на осциллограф, служащий в данном случае измерительным элементом.

Состав аппаратуры: генератор сигналов низкочастотный ГЗ-109; осциллограф С1-112; частотомер ЧЗ-22; точечный щуп; пьезокристалл из керамики ЦТС.

2.2 Порядок выполнения работы

1. Изобразить на уровне функциональной схему проведения эксперимента в соответствии с общими сведениями.

2. Собрать реальную схему в соответствии с функциональной.

3. После проверки схемы преподавателем включить аппаратуру для прогрева в течение 5 минут.

4. Снять АЧХ в указанном диапазоне частот.

5. Для фиксированной частоты по указанию руководителя снять картину распределения смещения по указанной поверхности пьезоэлемента.

6. Построить график измеренной АЧХ и распределения смещения.

Контрольные вопросы

1. Что такое АЧХ?

2. Каким образом осуществляется оптимальное подключение измерительной аппаратуры к контактам четырехполюсников?

3. Как выбирается диапазон измерений при регистрации?

4. Как производится корректировка результатов измерений при измерении динамического диапазона?

5. Каковы качественно физические процессы, происходящие в четырехполюснике?