UT检测技术作為(wèi)工业上5大常规无损检测技术之一,一直被人们广泛地使用(yòng)。在UT中長(cháng)期使用(yòng)的是A型脉冲反射式超声波
探伤仪,其電(diàn)路方框图如图1所示[1]。
此种仪器显示器显示的是電(diàn)脉冲信号,探伤人员要从这些信号中區(qū)分(fēn)出缺陷波和其他(tā)各种类型的波,其难度相当大,错判、漏判现象时常发生,严重地阻碍了UT技术在更深层次上的应用(yòng)。但随着電(diàn)子技术的发展,其成果在UT业中的被广泛应用(yòng),一种数字化超声探伤仪应运而生,他(tā)使UT技术产生了**性的变革,不仅能(néng)对超声波信号进行实时纪录,甚至可(kě)以给出缺陷波的性质。
2 数字化超声探伤仪的工作原理(lǐ)
与A型脉冲式探伤仪不同,数字化探伤仪在電(diàn)路上有(yǒu)重大改变,其電(diàn)路方框图如图2所示[2]。
数字信号处理(lǐ)是在计算机中用(yòng)程序来实现的。通常,首先要进行的处理(lǐ)是去除信号中的噪声,其次是将已经去除噪声的信号进行UT检测所需的处理(lǐ),包括增益控制、衰减补偿、求信号包路線(xiàn)等。超声信号经接收部分(fēn)放大后,由模数转换器变為(wèi)数字信号传给電(diàn)脑,换能(néng)器的位置可(kě)受電(diàn)脑控制或由人工操作,由转换器将位置变為(wèi)数字传给電(diàn)脑。電(diàn)脑再把随时间和位置变化的超声波形进行适当处理(lǐ),得出进一步控制探伤系统的结论,进而设置有(yǒu)关参数或将处理(lǐ)结果波形、图形等在屏幕上显示、打印出来或给出光、声识别及报警信号。
3 数字化超声探伤仪的优点
与传统探伤仪相比,有(yǒu)以下优点:
(1)检测速度快数字化超声探伤仪一般都可(kě)自动检测、计算、记录,有(yǒu)些还能(néng)自动进行深度补偿和自动设置灵敏度,因此检测速度快、效率高。
(2)检测精度高数字化超声探伤仪对模拟信号进行高速数据采集、量化、计算和判别,其检测精度可(kě)高于传统仪器检测结果。
(3)记录和档案检测数字化超声探伤仪可(kě)以提供检测记录直至缺陷图像。
(4)可(kě)靠性高,稳定性好数字化超声探伤仪可(kě)**、客观地采集和存储数据,并对采集到的数据进行实时处理(lǐ)或后处理(lǐ),对信号进行时域、频域或图像分(fēn)析,还可(kě)通过模式识别对工件质量进行分(fēn)级,减少了人為(wèi)因素的影响,提高了检索的可(kě)靠性和稳定性。可(kě)以实现的功能(néng)主要有(yǒu):
a. 自动校准:自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”;
b. 自动显示缺陷回波位置如:深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值;
c. 自由切换标尺;
d. 自动录制探伤过程并可(kě)以进行动态回放;
e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能(néng);
f. 探伤参数可(kě)自动测试或预置;
g. 数字抑制,不影响增益和線(xiàn)性;
h. 多(duō)个独立探伤通道,可(kě)自由输入并存储任意行业的探伤标准,现场探伤无需携带试块;
i. 可(kě)自由存储、回放波形及数据;
j. DAC、AVG曲線(xiàn)自动生成并可(kě)以分(fēn)段制作,取样点不受限制,并可(kě)进行修正与补偿;
k. 自由输入各行业标准;
l. 与计算机通讯,实现计算机数据管理(lǐ),并可(kě)导出Excel格式、A4纸张的探伤报告;
m. 实时时钟记录:实时探伤日期、时间的跟踪记录,并存储;
n. 增益补偿:对表面粗糙度、曲面、厚工件遠(yuǎn)距离探伤等因素造成的Db衰减可(kě)进行修正;
所述以上功能(néng)都是模拟超声探伤仪无法实现的。
4 数字化超声探伤仪的主要技术问题
(1)模数转换器(ADC) ADC是探伤仪的超声信号输入電(diàn)脑的必由之路,把连续变化的模拟信号变為(wèi)数值信号。
(2)结构 目前,有(yǒu)全数方式和模拟数字混合 2种。
(3)软件 数字化超声探伤仪在软件方面是多(duō)种多(duō)样的,探伤仪的成败在很(hěn)大程度上取决于软件的支持程度。
5 数字化超声探伤仪的发展前景
随着電(diàn)子技术和软件的进一步发展,数字化超声探伤仪有(yǒu)着广阔的发展前景。相信在不久的将来,以图像显示為(wèi)主的探伤仪将会在工业检验中得到广泛应用(yòng)。
目前,某些数字化超声探伤仪已具有(yǒu)简单的手动及扫描功能(néng),能(néng)示意性地显示被检工件的断面图像。随着技术的进步,我们可(kě)在便携式仪器上实现相控阵的B扫描和C扫描成像,使探伤结果像医用(yòng)B超一样直观可(kě)见。
缺陷定性历来是UT检测的一个疑难问题,现代人工智能(néng)學(xué)科(kē)的发展為(wèi)实现仪器自动缺陷定性提供了可(kě)能(néng),运用(yòng)模式识别技术和专家系统,把大量已知缺陷的各种特征量输入样本库,使仪器接受人的经验,并经过學(xué)习后而具备自动缺陷定性的能(néng)力。
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