Разрешающая способность эхометода — это мини­мальное расстояние между двумя одинаковыми дефектами, при ко­тором эти дефекты фиксируются раздельно. Различают лучевую и фронтальную разрешающую способности. Первую определяют ми­нимальным расстоянием Дг между двумя раздельно выявленными дефектами, расположенными в направлении хода лучей вдоль аку­стической оси преобразователя. Фронтальную разрешающую спо­собность определяют минимальным расстоянием АІ между двумя одинаковыми по величине точечными раздельно выявляемыми де­фектами, залегающими на одной глубине.

Разрешающая способность определяет возможность метода су­дить о форме объекта отражения. О характеристике дефекта су­дят также по фактуре его поверхности благодаря разной степени рассеяния на ней волн. Здесь имеет значение отношение неровно­сти поверхности к длине волны, а точнее — величина параметра Рэлея (см. п. 2.2.7). Большая информация об объекте отражения — даваемая оптическим излучением, связана как с высокой разреша­ющей способностью, так и с большим значением параметра Рэлея вследствие малости длины световой волны.

Достижение максимальной лучевой разрешающей способности ограничивается теми же факторами, что и достижение минималь­ной мертвой зоны. Сигнал от дефекта, расположенного ближе к преобразователю, действует подобно зондирующему импульсу и ме­шает выявлению дефекта, импульс от которого приходит позднее. Влияние переходных процессов в преобразователе в этом случае гораздо меньше, поскольку амплитуда сигнала, вызывающего эти процессы, в сотни раз меньше зондирующего импульса, поэтому лу­чевая разрешающая способность зависит в основном от длительно­сти импульса и составляет Дг=0,5ст=2Я,, если импульс состоит из четырех периодов колебаний.

Конечная величина лучевой разрешающей способности мешает иногда выявлению дефектов вблизи противоположной поверхности изделия на фоне интенсивного донного сигнала. В связи с этим у противоположной поверхности изделия имеется неконтролируемая зона (ее также иногда называют мертвой), величина которой, од­нако, в 2…3 раза меньше минимальной глубины прозвучивания.

Основным средством повышения лучевой разрешающей способ­ности служит уменьшение длительности импульса. С этой целью применяют способы, рассмотренные ранее. При контроле изделий большой толщины иногда бывает трудно разделить на экране два

близко расположенных импульса. Это ограничение устраняют вве­дением задержанной развертки.

Для теоретической оценки фронтальной разрешающей способности рассчиты­вают амплитуду эхосигнала от двух одинаковых точечных дефектов, залегающих на глубине г и расположенных на расстоянии А1 друг от друга. Методика расче­та изложена в [4]. На рис. 2 27 показаны соответствующие графики. Обращает на себя внимание появление дополнительного (центрального) максимума, соот­ветствующего положению преобразователя посередине между отражателями. В этом случае эхосигналы от обоих отражателей приходят к преобразователю в одно время и взаимно усиливаются. При большом удалении дефектов от преоб­разователей (г^>гб) дополнительных максимумов может быть несколько. Основ­ные максимумы могут быть не тогда, когда преобразователь расположен точно над дефектом, а когда он несколько в стороне.

Разрешающая способностьЧ

5 9 11 13 15

Расстояние между отражателями, мм

Рис. 2.27. К оценке фронтальной разрешающей способ­ности прямого преобразователя:

£>■= І2 мм, Х=2,3 мм, г=50 мм

Наличие дополнительных максимумов существенно усложняет определение момента, когда наступает разрешение. Рационально принять условие, что разрешение наступает тогда, когда при поло­жении преобразователя над одним из отражателей амплитуда сиг­нала от другого в 10 раз меньше. При этом Ф2(akAl/r) =0,1, где Ф — диаграмма направленности преобразователя. Используя гра­фик функции Ф для круглого преобразователя (см. рис. 1.35), найдем неравенство, ограничивающее раздельное выявление де­фектов:

Л/>0,83 rID^rl! D. (2.45)

В ближней зоне разрешению дефектов мешают максимумы и минимумы поля преобразователя. Для надежного разрешения рас­стояние между дефектами должно быть больше диаметра преоб­разователя:

Д/>£>. (2.46)

Для улучшения разрешающей способности в дальней зоне сле­дует улучшить направленность преобразователя путем увеличения его диаметра и частоты. Как отмечено в п. 1.5.2, повышения на­правленности можно добиться также, применяя кольцеобразные

преобразователи и преобразователи с неравномерным распреде­лением поля вблизи поверхности. В ближней зоне целесообразно применение фокусирующих преобразователей, при этом наимень­шее достигаемое значение фронтальной разрешающей способности имеет порядок 21 (при апертурном угле 30°). При контроле нак­лонным преобразователем фронтальную разрешающую способ­ность определяют по двум дефектам, расположенным на одной глубине, а не вдоль фронта волны [4].