Дефектоскоп ультразвуковой УД3-71 общего назначения предназначен для:
- ручного неразрушающего контроля на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов готовых изделий, полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений;
- измерения координат залегания дефектов;
- измерения толщины изделий при одностороннем доступе к ним;
измерения отношений амплитуд сигналов, отраженных от дефектов;
измерения эквивалентных размеров дефектов;
оценки скорости распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в различных материалах.


Сервисные возможности дефектоскопа УД3-71:
- память программ настроек и результатов контроля;
- два независимых измерительных строба с автоматической трехуровневой сигнализацией дефекта (АСД) в каждом из них;
- строб АК – акустического контакта;
- режим «электронная лупа»;
- режим «стоп кадр» (режим фиксации изображения экрана);
- возможность отображения двухполупериодного сигнала, положительной, отрицательной полуволн и радиосигнала (RF);
- возможность записи А-Скана и Б-Скана;
- возможность записи и работы с АРД-диаграммами;
- возможность калибровки ПЭП при помощи встроенных программ калибровки;
- временная регулировка чувствительности (ВРЧ);
- автоматическое регулирование усиления (АРУ);
- построение DAC-кривых;
- двухсторонняя связь дефектоскопа с персональным компьютером (ПЭВМ) для протоколирования процедуры контроля и ввода программ настроек из ПЭВМ в память дефектоскопа.
Дефектоскоп УД3-71 может применяться для контроля качества продукции при ее изготовлении и эксплуатации в различных отраслях промышленности.
Дефектоскоп УД3-71 сохраняет работоспособность при контроле материалов и изделий со скоростями распространения УЗК в диапазоне от 1000 м/с до 15000 м/с. Шероховатость поверхности контролируемого изделия в зоне акустического контакта с преобразователем Rz не более 320 мкм. Диапазоны толщин контролируемого материала (по стали) от 0,5 мм до 6000 мм.
По конструктивному исполнению дефектоскоп относится к переносным, по степени участия оператора в процессе контроля - к ручным.
Вид климатического исполнения УХЛ, категория размещения 3.1 по ГОСТ 15150.
По защищенности от проникновения твердых тел и воды дефектоскоп соответствует степени защиты IP 65 по ГОСТ 14254.
Пример записи обозначения дефектоскопа при заказе и в документации другой продукции, в которой он может быть применен:
"Дефектоскоп ультразвуковой УД3-71 ТУ 4276-002-76005454-2006".

Основные технические характеристики УД3-71

Общие технические характеристики УД3-71

Диапазон частот ультразвуковых колебаний (УЗК) дефектоскопа УД3-71 от 0,4 МГц до  15 МГц.

Возможные устанавливаемые значения частот: 0,4; 1,25; 1,8; 2,5; 5; 10; 15; (0-20) МГц.

Амплитуда зондирующего импульса генератора дефектоскопа УД3-71 не менее 200 В для режима максимальной амплитуды зондирующего импульса и 20 В для режима минимальной амплитуды зондирующего импульса при длительности (80  20) нс и длительности переднего фронта менее 20 нс.
Диапазон изменения коэффициента усиления приемного тракта дефектоскопа УД3-71 от 0 дБ до 100 дБ с дискретностью установки 0,1; 0,5; 1,0; 10,0 дБ.
Динамический диапазон сигналов, наблюдаемых на экране дефектоскопа УД3-71 (20 ± 1) дБ.
Диапазон измерений глубины и координат залегания дефектов УД3-71 (по стали) от 1 мм до 6000 мм.
Диапазон измерений толщин изделий от 0,5 мм до 6000,0 мм.
Диапазон измерений эквивалентного диаметра отражателя от 1 мм до 20 мм (диапазон измерений эквивалентной площади отражателя от 0,8 мм2 до 314,0 мм2).
Диапазон установки скорости распространения УЗК от 1000 м/с до 15000 м/с с дискретностью установки 1; 10; 100; 1000 мс.
Диапазон установки угла ввода УЗК пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) составляет от 0 угловых градусов до 90 угловых градусов с дискретностью установки 0,1; 1,0; 10,0 угловых градусов.
Установка задержки развертки относительно импульса возбуждения производится с дискретностью 1; 10; 100; 1000 мм, а ее диапазон ограничивается соотношением.
Установка длительности задержки измерительного строба производится с дискретностью 1; 10; 100 мм. Значение диапазона установки длительности задержки измерительного строба ограничивается соотношением (2).
Диапазон установки порога АСД (высоты уровней измерительного строба) составляет от минус 34 дБ до плюс 6 дБ (относительно стандартного уровня – 50 % высоты экрана) с шагом 0,1; 1,0; 10,0 дБ.

Примечание. Диапазон установки порога АСД ограничивается условием, что контрольный уровень всегда находится между поисковым и браковочным и не может выходить из этого диапазона. В зависимости от полярности строба браковочный и поисковый уровни меняются местами:
- если полярность «+», то браковочный уровень – верхний (обозначен красным цветом), а поисковый уровень – нижний (обозначен зеленым цветом);
- если полярность «-», то браковочный уровень - нижний (обозначается красным цветом), а поисковый уровень – верхний (обозначается зеленым цветом).

Диапазон установки линейной компенсированной отсечки составляет от 0 % до  80 % высоты экрана с шагом 1; 10 %.
Дефектоскоп УД3-71 может запоминать изображения развертки (A-Скан, Б-Скан) и настройки.
Дефектоскоп УД3-71 в комплекте со специальным программным обеспечением обеспечивает режим двусторонней связи с персональной электронно-вычислительной машиной (ПЭВМ) для ввода в ПЭВМ информации из памяти дефектоскопа и возможности распечатки этой информации на принтере, а также для загрузки программ настроек из ПЭВМ в память дефектоскопа.
Масса дефектоскопа УД3-71 с аккумуляторной батареей (без комплекта ПЭП, кабелей и футляра) не более 0,8 кг.
Габаритные размеры дефектоскопа УД3-71 не более 188 мм  107 мм  78 мм.
Размер рабочей части экрана дефектоскопа УД3-71 не менее 71,52 мм  53,64 мм.
Электрическое питание дефектоскопа УД3-71 осуществляется от встроенной аккумуляторной батареи номинальным напряжением 12 В и емкостью 2700 мАчас.
Время установления рабочего режима дефектоскопа УД3-71 не более двух мин.
Время непрерывной работы дефектоскопа УД3-71 от полностью заряженной аккумуляторной батареи не менее восьми часов (при установленном значении яркости свечения экрана дефектоскопа – «низкая».
Hоминальные значения диапазона зоны контроля и условной чувствительности и отношения сигнал-шум дефектоскопа при работе с определенным типом ПЭП и стандартными образцами, значения эффективной частоты должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1А-В.
Функции влияния кривизны и шероховатости поверхности ввода УЗК на отклонение условной чувствительности при работе с ПЭП типа П111-2,5-К12-004 должны соответствовать значениям.

Метрологические характеристики УД3-71


Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности дефектоскопа УД3-71 при измерении толщины или глубины залегания дефекта Н составляют  (0,1 + 0,005Hх) мм, где Hх - численное значение измеренной толщины (глубины) залегания дефекта, выраженное в миллиметрах.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при измерении координат залегания дефектов составляют ± (0,2 + 0,01X) мм и ± (0,2 + 0,01Y) мм, где X, Y – численные значения измеренных координат дефекта, выраженные в миллиметрах.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при измерении отношения амплитуд сигналов на входе приемного тракта N в диапазоне усиления от 20 дБ до 60 дБ составляют  (0,2 + 0,03Nx) дБ, где Nx – величина измеренного отношения амплитуд сигналов, выраженная в децибелах.
Пределы допускаемой относительной погрешности дефектоскопа при измерении эквивалентной площади отражателя Sе (эквивалентного диаметра Dе) с использованием ПЭП типа П111 составляют  15 %.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности при измерении толщины со стороны шероховатой поверхности, вызванной шероховатостью поверхности Rz = 160 мкм для ПЭП типа П112-2,5-12/2-Т-004 и Rz = 80 мкм для ПЭП типа П112-5-10/2-Т-004,      П112-10-6/2-Т-004 составляют  0,1 мм.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения толщины, вызванной шероховатостью поверхности RZ = 320 мкм, при измерении толщины со стороны гладкой поверхности для различных типов ПЭП составляют  0,3 мм.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения толщины криволинейных поверхностей с радиусом кривизны 10 мм для преобразователей типа П112-10-6/2-Т-004 и радиусом кривизны 30 мм для преобразователей типа П112-5-10/2-Т-004 и П112-2,5-12/2-Т-004 составляют  0,1 мм.
Временная нестабильность чувствительности приемного тракта дефектоскопа за восемь часов непрерывной работы не более  0,5 дБ.
Допускаемые относительные отклонения частот повторения импульсов возбуждения от номинальных значений находятся в пределах  5 .
Дефектоскоп УД3-71 при эксплуатации устойчив к воздействию следующих факторов:
- температуры окружающего воздуха от минус 10 0С до плюс 45 0С;
- относительной влажности (93  3) % при температуре 25 0С;
- атмосферного давления от 84 кПа до 106,7 кПа.
Дефектоскоп устойчив к воздействию синусоидальных вибраций по группе исполнения N2 ГОСТ 12997.
Дефектоскоп в упаковке для транспортирования выдерживает воздействие следующих климатических факторов:
температуры от минус 25 0С до плюс 45 0С;
относительной влажности (93  3) % при температуре 35 0С.
Полный средний срок службы дефектоскопа до предельного состояния с учетом ЗИП и технического обслуживания в соответствии с нормативной документацией не менее 10 лет.
Критерием предельного состояния дефектоскопа является экономическая нецелесообразность восстановления его работоспособного состояния ремонтом.
ПЭП относятся к невосстанавливаемым, неремонтируемым изделиям. Средняя наработка до отказа ПЭП при параметре шероховатости поверхности контролируемого изделия Rz = 20 мкм за счет износа не менее 300 ч.
Критерием отказа ПЭП является несоответствие требованиям п.2.1.24 настоящего руководства по эксплуатации.

Устройство и работа дефектоскопа УД3-71

В основу работы дефектоскопа положена способность УЗК распространяться в контролируемых изделиях и отражаться от внутренних дефектов и границ материалов.
Возбуждение УЗК в контролируемом изделии осуществляется с использованием пьезоэлектрического эффекта преобразователями электрических колебаний в механические (пьезоэлектрические преобразователи, ПЭП). Отраженные от дефектов УЗК воспринимаются ПЭП. Полученные электрические колебания подлежат усилению, преобразованию в цифровую форму, обработке и выдаче на дисплей. Отображение отраженных сигналов на дисплее осуществляется в виде развертки типа А (А-Скан) и          типа Б (Б-Скан).
Анализируя А-Скан (Б-Скан), оператор-дефектоскопист принимает решение о наличии в изделии дефекта, его местоположении и эквивалентных размерах.

Структурно дефектоскоп состоит из функционально законченных блоков (плат), связи между платами осуществляются через разъемные соединения.

Конструктивно дефектоскоп УД3 71 состоит из индикаторной панели, центральной платы, аналоговой платы, платы процессора и памяти и аккумуляторной батареи.
Индикаторная панель состоит из TFT дисплея с яркостью 100 кд/м2 и разрешающей способностью 320х240 точек и пленочной масло-бензостойкой клавиатуры.
Плата процессора и памяти выполнена на базе высокопроизводительного цифрового процессора сигналов (ЦПС) (который обеспечивает все функции управления дефектоскопом УД3-71, а также производит обработку и измерение сигналов).
На центральной плате находятся элементы электроакустического тракта дефектоскопа УД3-71: цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Аналоговая плата включает в себя генератор зондирующих импульсов и усилитель.
По сигналу ЦПС схема генератора зондирующих импульсов вырабатывает радиоимпульс, который поступает через разъем генератора на ПЭП и излучается в контролируемое изделие. Отраженный сигнал преобразуется ПЭП в электрический импульс и через разъем приемника поступает на вход усилителя. Коэффициент усиления усилителя задается ЦПС через схему ЦАП временной регулировки усиления. Усиленный электрический импульс  поступает на вход АЦП. С выхода АЦП цифровой сигнал поступает на ЦПС для дальнейшей обработки и отображения на дисплее.
Конструкция дефектоскопа УД3-71
Дефектоскоп УД3 71 выполнен на основе базового унифицированного конструктива ручных переносных приборов. 
Конструкция дефектоскопа состоит из:
а) корпуса с крышкой с установленными на них пленочной клавиатурой, индикатором АСД, разъемом USB связи с ПЭВМ и подключения кабеля синхронизации, разъемом подключения зарядного устройства, разъемом подключения головных телефонов, разъемом подключения кабеля соединительного ПЭП/электронный блок и мерой толщины 3 мм;
б) TFT дисплея;
в) платы центральной;
г) платы процессора и памяти;
д) платы аналоговой;
е) аккумуляторного блока.
Все оперативные органы управления выведены на лицевую панель дефектоскопа УД3-71. На задней панели находятся разъем порта USB и подключения кабеля синхронизации, мера толщины 3 мм. На левой боковой панели находится разъем подключения зарядного устройства и разъем подключения головных телефонов. На правой боковой панели находится разъем подключения кабеля соединительного ПЭП/электронный блок.

Подготовка к работе

Порядок установки дефектоскопа УД3-71

Место размещения дефектоскопа УД3-71 должно быть защищено от непосредственного воздействия пыли и агрессивных сред.
Напряженность поля радиопомех в месте размещения дефектоскопа не должна превышать значения, нарушающего работоспособность, т.е. создающего на входе усилителя дефектоскопа напряжение, превышающее половину максимальной чувствительности.
При высокой напряженности поля радиопомех должны быть приняты меры по экранированию места размещения дефектоскопа от внешнего электромагнитного поля.
Рабочее положение дефектоскопа – любое, удобное для оператора.
Для исключения конденсации влаги внутри дефектоскопа при его переноске с мороза в теплое помещение необходимо перед включением выдержать дефектоскоп в течение двух часов в помещении.

Порядок включения дефектоскопа
Присоединить к разъему подключения ПЭП дефектоскопа соответствующий соединительный кабель.
К кабелю подключить необходимый тип ПЭП.
Для включения дефектоскопа нажать кнопку «сеть». Спустя примерно 5 сек. Дефектоскоп входит в основной режим работы. В основном режиме работы дефектоскоп начинает вырабатывать зондирующие импульсы, а экран дефектоскопа делится на три основные части: