1.1 Введение в ультразвуковой контроль
Ультразвуковые дефектоскопы используются в промышленности вот уже более 60 лет. С 40-х годов прошлого века законы физики о распространении высокочастотных звуковых волн используются для обнаружения скрытых трещин, полостей, пористости и прочих внутренних несплошностей в металлах, композитах, пластике и керамике, а также для измерения толщины и анализа свойств материалов. Ультразвуковой контроль не требует разрушения инспектируемого материала и является совершенно безопасным. Он широко применяется в основных областях производства, обрабатывающей промышленности и в отраслях инфраструктуры, особенно там, где большую роль играют металлические конструкции и сварные швы.
Ультразвуковой контроль развивается параллельно с электронной и, позднее, компьютерной промышленностью. В ранних работах физиков в Европе и США в 30-х годах демонстрируется, что высокочастотные звуковые волны отражаются от скрытых дефектов или границ материалов в определенных направлениях, производя отчетливые эхо-сигналы, которые отображаются на экране осциллоскопа. Достижения в гидроакустике во время Второй Мировой войны дали стимул для новых исследований в области ультразвуковых технологий. В 1945 г. американский исследователь Флойд Файрстоун запатентовал прибор, который он назвал ультразвуковым рефлектоскопом. Данный прибор считается первым серийным дефектоскопом на основе широко используемого сегодня метода импульс-эхо. Это стало началом производства серийных измерительных приборов в последующие годы. Среди компаний-лидеров производства ультразвуковых дефектоскопов, измерительных устройств и преобразователей в 60-70-х годах можно выделить Panamentrics, Stavely и Harisonic, которые сегодня являются частью компании Olympus NDT.
В 40-х годах японские ученые впервые применили ультразвук в медицинской диагностике. При помощи специального сканирующего оборудования удалось получить двумерное изображение тканей. В 60-х годах медицинские сканеры уже использовались для диагностирования опухолей, желчных камней и других подобных патологий. В 70-х появление толщиномеров расширило область применения ультразвука в производстве. В частности толщиномеры стали применяться для измерений толщины объектов, доступ к которым имеется всего с одной стороны. Коррозиометры стали широко использоваться для измерения остаточной толщины стенок металлических труб и резервуаров.
Начиная с 80-х годов большинство достижений в области неразрушающего контроля связаны с развитием и усовершенствованием цифровой обработки сигнала и с появлением недорогих микропроцессоров. С тех пор измерительное оборудование значительно уменьшилось в размерах и стало более надёжным. На рынке предлагается большое количество приборов — от лёгких портативных дефектоскопов до комплексных систем промышленного контроля для обнаружения дефектов, измерений толщины и формирования изображений.
