超聲波無(wú)損探傷顯示方法及缺陷計(jì)算方法

超聲波無(wú)損探傷掃描三種顯示

在進(jìn)行探傷檢測(cè)時(shí)，缺陷的定量即對(duì)缺陷的大小、數(shù)量進(jìn)行確定，缺陷的定位即在檢測(cè)時(shí)，探傷的檢測(cè)面與缺陷之間的距離，即為缺陷的深度。

在超聲波探傷檢測(cè)中，超聲信號(hào)以 A、B、C 三種類型顯示，稱這三種顯示方式為 A、B、C掃描。其中 A 型顯示是檢測(cè)過程中最常使用的一種超聲信號(hào)顯示方式。A 型顯示采用直角坐標(biāo)的形式對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行顯示，其中，橫軸代表的是超聲波的傳播時(shí)間，縱軸代表的是超聲波的幅值。當(dāng)超聲波在均勻的材料中傳播時(shí)，其聲速不發(fā)生變化，則傳播時(shí)間可以看作為傳播的距離。

B 型顯示常用于缺陷為大的不連續(xù)的形狀或在工件橫截面上的分布。這是一種對(duì)某一截面內(nèi)的超聲信號(hào)以灰度的形式顯示的二維圖像顯示方法。將探頭在被測(cè)工件的表面沿直線進(jìn)行掃描時(shí)，掃描經(jīng)過的位移為一個(gè)軸的坐標(biāo)，另一個(gè)軸為超聲波在檢測(cè)時(shí)傳播的深度，即超聲波的傳播時(shí)間。在每個(gè)缺陷位置使用不同的顏色對(duì)檢測(cè)缺陷回波的不同幅值完成顯示。根據(jù) B 型顯示可以判斷缺陷在檢測(cè)面的深度與位置。

C 型顯示同 B 型顯示一樣，都是二維圖像顯示。C 型顯示是對(duì)某一深度的截面進(jìn)行掃描，顯示得到的圖像中，二維坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的為探頭在檢測(cè)時(shí)的掃描位置，它在二維平面內(nèi)移動(dòng)并選取 A 掃特定深度的點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行成像。C 型顯示的是水平截面的缺陷信息。

B、C 型顯示是在 A 型顯示的基礎(chǔ)之上進(jìn)行完成的。通過 A 型顯示的方式，獲得超聲波的回波幅值對(duì)缺陷進(jìn)行定位、定量分析。超聲檢測(cè)中常見的缺陷定量方法主要有當(dāng)量法、反射回波法與回波衍射法當(dāng)量法

一、當(dāng)量試塊比較法

標(biāo)準(zhǔn)試塊內(nèi)的缺陷大小與深度位置是根據(jù)國(guó)際規(guī)定制作的，因此，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)缺陷試塊與人工缺陷工件進(jìn)行檢測(cè)后，對(duì)比采集到的信號(hào)波形，從而對(duì)缺陷完成定量。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若人工試塊中的回波幅值與標(biāo)準(zhǔn)缺陷試塊的回波幅值一致，則人工試塊內(nèi)的缺陷大小即為標(biāo)準(zhǔn)試塊中的缺陷大小。

因?yàn)槌暡ㄔ跈z測(cè)不同的表面光滑度或材料內(nèi)存在夾雜的工件檢測(cè)時(shí)，會(huì)影響到檢測(cè)獲得的波形，所以采用這種方法對(duì)缺陷進(jìn)行定量時(shí)，要求人工制作的試塊其光滑度與工件材料均要與標(biāo)準(zhǔn)試塊一致，并且工件內(nèi)無(wú)夾雜情況。同時(shí)，對(duì)檢測(cè)時(shí)的外部條件也需要一致，例如檢測(cè)時(shí)施加在探頭上的壓力，檢測(cè)靈敏度等，均會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。但這種方法對(duì)缺陷進(jìn)行定量過程中較為復(fù)雜，并且操作成本較高，所以該方法應(yīng)用較少。

當(dāng)量計(jì)算法

當(dāng)量計(jì)算法的計(jì)算原理是根據(jù)檢測(cè)獲得的缺陷回波的分貝值，利用不同規(guī)則的反射體的理論回波聲壓公式對(duì)缺陷尺寸進(jìn)行計(jì)算，從而對(duì)缺陷完成定量分析。當(dāng)量計(jì)算法是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的一種方法，在對(duì)缺陷定量時(shí)，不需要采用其他試塊相比較，較為方便，操作成本較低。

二、反射回波法

反射回波法的原理是當(dāng)超聲波發(fā)出的聲束碰到缺陷的最高點(diǎn)時(shí)，一部分聲波發(fā)生反射現(xiàn)象，這個(gè)反射波即為端點(diǎn)反射回波。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通過端點(diǎn)反射波的幅值與信號(hào)采樣的時(shí)間，對(duì)缺陷的尺寸進(jìn)行計(jì)算。

在進(jìn)行測(cè)量過程中，探頭對(duì)工件不停地進(jìn)行掃查，會(huì)發(fā)現(xiàn)顯示的波形峰值存在變化，選擇反射回波幅值最高的為缺陷的端點(diǎn)反射回波。對(duì)缺陷進(jìn)行測(cè)量時(shí)，以缺陷的反射回波的兩個(gè)端點(diǎn)幅值作為計(jì)算的確定點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。

三、回波衍射法

在超聲波遇到缺陷時(shí)，產(chǎn)生衍射的現(xiàn)象，從而獲得衍射后的超聲回波。而回波衍射法是根據(jù)衍射得到的回波之間的采樣時(shí)間之差，對(duì)缺陷完成計(jì)算。

對(duì)缺陷的定位，需要根據(jù)檢測(cè)時(shí)波形的采樣時(shí)間對(duì)缺陷進(jìn)行計(jì)算。利用脈沖回波法的檢測(cè)原理，得到缺陷回波的出現(xiàn)時(shí)間，再根據(jù)超聲波在工件內(nèi)傳播的速度，得到缺陷距離探頭檢測(cè)面的位置，計(jì)算獲得即為缺陷的深度。在對(duì)缺陷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要通過上一章降噪后的信號(hào)，得到較為準(zhǔn)確的缺陷的采樣時(shí)間與幅值。