Эти методы, в России чаще называе­мые теневыми, основаны на наблюдении изменения параметров прошедшего через ОК акустического сигнала (сквозного сиг­нала). На начальном этапе развития ис­пользовали непрерывное излучение, а признаком дефекта было уменьшение ам­плитуды сквозного сигнала, вызванное образуемой дефектом звуковой тенью. Поэтому термин "теневой" адекватно от­ражал содержание метода. Однако в даль­нейшем области применения рассматри­ваемых методов расширились.

Методы начали применять для опре­деления физико-механических свойств материалов, когда контролируемые пара­метры (упругие постоянные, коэффициент затухания, плотность и т. п.) не связаны с образующими звуковую тень нарушения­ми сплошности. При этом в большинстве случаев непрерывное излучение было за­менено импульсным. Существенно рас­ширено также число информативных па­раметров сквозного сигнала, к которым кроме амплитуды добавились фаза, время прихода и спектр.

Таким образом, теневой метод можно рассматривать как частный случай более общего понятия "метод прохождения". Кстати, в англоязычной литературе по­следний называется through transmission technique, что полностью соответствует русскому термину "метод прохождения". Понятие "теневой метод" в английском языке не применяется.

При контроле методами прохождения излучающий и приемный преобразователи располагают по разные стороны от ОК или контролируемого его участка. В некото­рых методах прохождения преобразовате­ли размещают с одной стороны от ОК на определенном расстоянии друг от друга. Информацию получают, измеряя парамет­ры прошедшего от излучателя к приемни­ку сквозного сигнала.

Амплитудный метод прохождения (или амплитудный теневой метод) (рис. 2.4, а) основан на регистрации уменьшения амплитуды сквозного сигнала под влиянием дефекта, затрудняющего прохождение сигнала и создающего зву­ковую тень. Для контроля этим методом можно использовать тот же импульсный дефектоскоп, который включают по раз­дельной схеме, причем излучающий и приемный преобразователи располагают по разные стороны от ОК. Иногда приме­няют специализированные более простые по схеме приборы.

Временной метод прохождения

(временной теневой метод, рис. 2.4, б) основан на измерении запаздывания им­пульса, вызванного огибанием дефекта. При этом в отличие от велосиметрическо - го метода тип упругой волны (обычно продольной) не меняется. В этом методе информационным параметром служит время прихода сквозного сигнала. Метод эффективен при контроле материалов с большим рассеянием УЗ, например бето­на, огнеупорного кирпича и т. п.

Метод многократной тенн аналоги­чен амплитудному методу прохождения (теневому), но о наличии дефекта судят при этом по амплитуде сквозного сигнала (теневого импульса), многократно (обыч­но двукратно) прошедшего между парал­лельными поверхностями изделия. Метод более чувствителен, чем теневой или зер­кально-теневой, так как волны проходят через дефектную зону несколько раз, но менее помехоустойчив.

Рассмотренные выше разновидности метода прохождения используют для об­наружения дефектов типа нарушения сплошности. Методы прохождения, при­меняемые для контроля физико-механи-

ческих свойств материалов, не связанных с нарушениями сплошности, в свою оче­редь, делятся на методы; сквозного про - звучивания, продольного профилирования и поверхностного прозвучивания с посто­янной базой (см. гл. 4).

Фотоакустнческая микроскопия. В фотоакустической микроскопии аку­стические колебания генерируются вслед­ствие термоупругого эффекта при освеще­нии ОК модулированным световым пото­ком (например, импульсным лазером), сфокусированным на поверхности ОК. Энергия светового потока, поглощаясь в материале, порождает тепловую волну, параметры которой зависят от теплофизи­ческих характеристик ОК. Тепловая волна приводит к появлению термоупругих ко­лебаний, которые регистрируются, напри­мер, пьезоэлектрическим детектором.

Сканирование поверхности ОК лучом лазера синхронизовано с разверткой экра­на дисплея. Сканируя лучом поверхность исследуемого объекта, можно получить информацию о его однородности. Напри­мер, нарушение сплошности образца (трещины, расслоения) приведет к локаль­ному изменению теплоемкости и тепло­
проводности, что проявится в величине ре­гистрируемого фотоакустического сигнала.

Велосиметрический метод (рис. 2.4, в) основан на регистрации изменения скоро­сти упругих волн в зоне дефекта. Напри­мер, если в тонком изделии распространя­ется изгибная волна, то появление рас­слоения вызывает уменьшение ее фазовой и групповой скоростей. Это явление фик­сируют по сдвигу фазы прошедшей волны или запаздыванию прихода импульса. Ме­тод имеет несколько вариантов, реализуе­мых при одно - и двустороннем доступе к ОК. Его применяют для контроля изделий из полимерных композиционных материа­лов (ПКМ) и качества соединения слоев в многослойных конструкциях.

Акустическая микроскопия, как отмечено ранее, может также применяться в теневом варианте. Такой способ контро­ля не получил распространения.

Ультразвуковая томография. Этот термин часто применяют в отношении различных систем визуализации дефектов. Между тем, первоначально он применялся для УЗ-систем, в которых пытались реали­зовать подход, повторяющий рентгенов­скую томографию, т. е. сквозное прозвучи-
вание ОК по разным направлениям с вы­делением особенностей ОК, полученных при разных направлениях лучей. Именно такой подход рассмотрен в [425, с. 502/401]. Моделируется распростране­ние УЗ-волн между излучателем и прием­ником с учетом рефракции на неоднород­ностях. Конкретно, моделируется возмож­ность повышения разрешающей способно­сти при наличии в ОК двух или нескольких дефектов.

Эффективность применения УЗ-ТО- мографии с усовершенствованной компь­ютерной обработкой результатов обосно­вана в работе [425, с. 103/189]. В ней пред­ложена методика формирования адаптив­ных проекций, позволяющая не только обнаруживать дефекты, но и определять ослабленные дефектами участки ОК, вы­являя нарушения структуры, оценивать напряжения в металлах и композицион­ных материалах. Для этого разработан специальный прибор.

Метод лазерного детектирования. Известны методы визуального представ­ления акустических полей в прозрачных жидкостях и твердых средах, основанные на дифракции света на упругих волнах [27]. Они применяются для исследования поля излучения преобразователя и поля дифракции на препятствии. В [425, с. 480/504] визуализация достигается пу­тем наблюдения за смещениями точек по­верхности, вдоль которой распространяет­ся УЗ-волна, с помощью лазерного интер­ферометра. Этим способом удается про­слеживать, например, поле наклонного преобразователя на боковой поверхности, вблизи которой он расположен; дифрак­цию УЗ-волн на различных препятствиях, например на узкой щели и усталостной трещине. Наблюдают дифракционные волны от кончика щели и рэлеевские вол­ны, бегущие по одной и двум поверхно­стям щели; волны Стоунли на границе раздела двух твердых тел; преломление волн различных типов. Возможна мульти­пликативная съемка.

Термоакустический метод контроля называют также УЗ-локалъной термогра­фией. Метод состоит в том, что в ОК вво­дятся мощные низкочастотные (~20 кГц) УЗ-колебания. На дефекте они превраща­ются в теплоту (рис. 2.5). Чем больше влияние дефекта на упругие свойства ма­териала, тем больше величина упругого гистерезиса и тем больше выделение теп­лоты. Повышение температуры фиксиру­ется термовизором.

УЗ-колебания модулированы по ам­плитуде частотой в несколько герц. Такую же модуляцию будут иметь тепловые вол­ны. Это существенно повышает возмож­ность регистрации и локализации дефек­тов.

Достоинства метода - возможность контроля как металлических материалов, так и композитов; быстрая сортировка деталей на дефектные и бездефектные; высокая скорость контроля (площадь 1 м2 контролируется за 1 ... 2 мин); преимуще­ственное выявление дефектов, склонных к развитию. Однако чувствительность метода, по-видимому, невелика и падает по мере увеличения глубины залегания дефекта от поверхности ОК на несколько миллиметров.

Метод применяют в авиации при контроле крыльев самолетов и других де­талей. Выявляются области скрытой кор­розии, расслоения, трещины в рядах за­клепок. Можно применять метод при цик­лических испытаниях ОК. В этом случае название метода "термоакустический" не вполне правильно, поскольку колебания возбуждаются механическим способом.

В [428, докл. 1.31] сообщалось, что методы активной УЗ-дефектоскопии могут быть применены для обнаружения дефек­тов в объеме тел, вращающихся со скоро­стью до 200 об/с. Пьезоизлучатель и пье­зоприемник с предусилителем закрепля­ются на деталях вращающегося объекта, причем они расположены не напротив друг друга, как в обычном методе прохо­ждения (см. разд. 3.1.9)