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德斯森電子 渦流探傷儀

Eddy current detector

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安徽超聲探傷儀檢定原理的淺析

分類:公司新聞   更新時間:2024-03-14  點(diǎn)擊次數(shù):385

隨著現(xiàn)代集成電路及軟件的快速發(fā)展,數(shù)字超聲安徽探傷儀得到迅速發(fā)展及廣泛應(yīng)用,數(shù)字超聲安徽探傷儀是基于模擬超聲安徽探傷儀探傷原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,模擬超聲探傷儀將探傷結(jié)果以模擬信號方式顯示在顯示器上,數(shù)字超聲探傷儀將探傷結(jié)果經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、數(shù)字整流、數(shù)據(jù)壓縮變成數(shù)字信號交由電腦處理后在顯示器上顯示。二者有很大的不同,但對試件探傷的原理還是相同的。做為計量檢定人員對模擬超聲探傷儀檢定原理的理解對今后從事數(shù)字超聲探傷儀計量工作會有所幫助。


1 A型脈沖反射式超聲探傷儀探傷過程


JJG 746-2004《超聲探傷儀》檢定規(guī)程適用于模擬超聲探傷儀,在下文敘述中超聲探傷儀指的是模擬超聲探傷儀,A型脈沖反射式超聲探傷儀電路方框圖如圖1所示。


同步電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖同時加至掃描電路和發(fā)射電路,掃描電路受觸發(fā)開始工作,產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓,加至顯示屏水平偏轉(zhuǎn)板上,在顯示器上產(chǎn)生一條水平掃描線。發(fā)射電路受觸發(fā)產(chǎn)生高頻窄脈沖,加至探頭,激勵壓電晶片振動,在工件中產(chǎn)生超聲波。超聲波在工件中傳播,遇缺陷或底面發(fā)生發(fā)射,返回探頭時又被壓電晶片轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)接收電路放大和檢波,加至示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上。在水平掃描線的相應(yīng)位置上產(chǎn)生缺陷波和底波。根據(jù)缺陷波的位置可以確定缺陷的埋藏深度,根據(jù)缺陷波的幅度可以估算缺陷當(dāng)量的大小。


2 超聲探傷儀性能的檢定


超聲探傷儀性能是指僅與儀器有關(guān)的性能,依據(jù)JJG 746-2004《超聲探傷儀檢定規(guī)程》的要求,可對超聲探傷儀的水平線性、衰減器誤差、垂直線性、動態(tài)范圍、電噪聲電平、使用靈敏度等性能指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。    


2.1 水平線性


水平線性是指探傷儀水平掃描線掃描速度的均勻程度。水平線性影響缺陷定位的準(zhǔn)確性,影響水平線性的主要因素是掃描電路和顯示電路。


缺陷所產(chǎn)生的反射波信號電壓從幾百微伏到幾伏,而示波管全調(diào)制所需電壓幾百伏,所以接收放大電路必須具有約105的放大能力,通常超聲探傷儀的電壓放大倍數(shù)用公式(1)表示:


[Kv=20lgU出U入] (1)


式中:[Kv]——電壓放大倍數(shù),dB;[U出]——放大器的輸出電壓,V;[U入]——放大器的輸入電壓,V。


探傷儀電壓放大倍數(shù)應(yīng)達(dá)到80~100 dB左右。探傷儀面板上可調(diào)增益旋鈕用于調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。與增益相對應(yīng)的是衰減,一般探傷儀總衰減量80左右。檢定規(guī)程要求衰減器衰減總量不小于60。


衰減器的作用是調(diào)節(jié)探傷靈敏度和測量反射波振幅,衰減大,幅度低的反射波在顯示器上看不到,探傷靈敏度降低;反之,探傷靈敏度提高。衰減器誤差越小,缺陷探測的可靠性和缺陷定量的準(zhǔn)確性越高。影響衰減器的主要因素是接收電路放大。


2.2 垂直線性


垂直線性即放大線性或幅度線性,是指反射波高度與輸入信號電壓成正比關(guān)系的程度。理論上JJG 746-2004《超聲探傷儀》檢定規(guī)程中表2波形幅度與衰減量對應(yīng)表轉(zhuǎn)換為時坐標(biāo)圖應(yīng)為一條直線。垂直線性差,反射波高度與輸入信號電壓不成正比,坐標(biāo)圖不為一條直線。用波高確定缺陷當(dāng)量就會產(chǎn)生誤差。影響垂直線性的主要因素是接收放大電路。    


2.3 動態(tài)范圍


動態(tài)范圍是探傷儀熒光屏上反射波幅度從垂直刻度100%降至剛能辨認(rèn)之較小值時衰減器的變化范圍。動態(tài)范圍大,探傷靈敏度高。影響動態(tài)范圍的主要因素是接收電路放大。


2.4 探傷儀使用靈敏度


探傷儀使用靈敏度是在探傷儀靈敏度達(dá)較高時(增益、掃描范圍較大,衰減和為0),探傷儀發(fā)現(xiàn)較小缺陷的能力。較小缺陷的信號幅值要比電噪聲電平高6 dB。超聲探傷儀檢定裝置輸出脈沖信號,使探傷儀顯示屏上顯示的高頻信號的峰-峰值比電噪聲電平高6 dB,用示波器測量高頻信號峰-峰值電壓,該電壓值就是該頻率下探傷儀的使用靈敏度。為使高頻信號峰-峰值電壓幅值比電噪聲電平高6 dB,超聲探傷儀檢定裝置的衰減器衰減已調(diào)較大,還需借用探傷儀衰減器衰減,總衰減值為二者之和。用公式(2)進(jìn)一步說明


[Δ=20lgU1U2]


式中:[Δ]——總衰減值,dB;[U1]——示波器測量高頻信號峰-峰值電壓,mV;[U2]——探傷儀接收系統(tǒng)較大使用靈敏度,μV。


較大使用靈敏度是指探傷儀靈敏度達(dá)較高時,輸入給探傷儀較小的脈沖調(diào)制高頻信號峰-峰值電壓。


3 超聲探傷儀和探頭組合性能的檢定


JJG 746-2004《超聲探傷儀》檢定規(guī)程中探傷靈敏度余量、掃描范圍、分辨力的檢定是對超聲探傷儀和探頭組合性能進(jìn)行檢定


3.1 探傷靈敏度余量    


探傷靈敏度余量與探傷儀和探頭綜合性能有關(guān),因此又叫探傷儀和探頭的組合靈敏度。探傷靈敏度余量是指探傷儀靈敏度達(dá)較高時,發(fā)現(xiàn);較小缺陷的能力。探傷靈敏度余量大,組合靈敏度高;反之,組合靈敏度低。影響探傷靈敏度余量的主要因素是接收電路放大、探頭特性、探測頻率、反射體深度和尺寸。


3.2 掃描范圍


掃描范圍與探傷儀和探頭綜合性能有關(guān),掃描范圍大,可探傷的試件尺寸就越大。掃描范圍與掃描電路、發(fā)射電路、接收放大電路、探頭有關(guān)。


3.3 分辨力


分辨力是指能夠把兩個相鄰缺陷(距探頭不同距離)作為兩個反射信號區(qū)別出來的能力。分辨力有縱向分辨力和橫向分辨力,檢定規(guī)程規(guī)定的是縱向分辨力。影響分辨力的主要因素是發(fā)射強(qiáng)度、探頭特性、回波寬度等。


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