超聲波探傷探傷儀探頭試塊

1、第二章　儀器、探頭和試塊,１、超聲波探傷儀２、超聲波探頭３、超聲波試塊,1、超聲波探頭,１、壓電效應１）正壓電效應　　晶體材料在外力拉壓作用下，產(chǎn)生交變電場的效應稱為正壓電效應。２）逆壓電效應　　晶體材料在交變電場作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應稱為逆壓電效應。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ａ,Ｂ,－,＋,,,,,,,,,,,,,,,,,,＋,—,a)石英晶體,b)正壓電效應,c)逆壓電效應,2、壓電

2、材料的主要性能參數(shù),1) 壓電應變常數(shù),壓電應變常數(shù)表示在壓電晶體上施加單位電壓時所產(chǎn)生的應變大小。,式中?。铡┘釉趬弘娋瑑擅娴膽Α　　ˇ——晶片在厚度方向的變形量壓電應變常數(shù)d33是衡量壓電晶體材料發(fā)射靈敏度高低的重要參數(shù)。D33值越大，發(fā)射性能越好，發(fā)射靈敏度越高。,2) 壓電電壓常數(shù),壓電電壓常數(shù)表示作用在壓電晶體上單位應力所產(chǎn)生的電壓梯度大小,式中　P——施加在壓電晶片兩面的應力　?。誴——晶片表面產(chǎn)生的電壓

3、梯度，即電壓Ｕ與晶片厚度t之比，　?。誴 ＝Ｕ／ｔ壓電電壓常數(shù)g33是衡量壓電晶體材料接收靈敏度高低的重要參數(shù)。g33值越大，接收性能越好，接收靈敏度越高。,2、壓電材料的主要性能參數(shù),3) 介電常數(shù),介電常數(shù)表示在壓電晶體上施加單位電壓時所產(chǎn)生的應變大小。,式中C——電容器電容　　t——電容器極板距離　　A——電容器極板面積介電常數(shù)　越大電容器存貯的電量越大。越小電容器放電時間越快頻率越高。,2、壓電材料的主要性能參數(shù)

4、,4) 機電耦合系數(shù),機電耦合系數(shù)Ｋ，表示壓電材料機械難（聲能）與電能之間的轉換效率,當晶片振動時，同時產(chǎn)生厚度和徑向兩個方向的變形，因此機電耦合系數(shù)分為厚度方向Ｋt和徑向Ｋp。Ｋt越大探測靈敏度越高。Ｋp越大，低頻諧振波增多，發(fā)射脈沖變寬，導致分辨率下降，盲區(qū)增大。,正壓電效應,負壓電效應,2、壓電材料的主要性能參數(shù),5) 機械品質因子,壓電晶片在諧振時貯存的機械能Ｅ貯與在一個周期內損耗的能量Ｅ損之比稱為機械品質因子。,機械品質因子

5、值大，表示損耗小，晶片持續(xù)振動時間長，脈沖寬度大，分辨力低。反之值小，表示損耗大，脈沖寬度小，分辨力高。,2、壓電材料的主要性能參數(shù),6) 頻率常數(shù),壓電晶片的厚度與因有頻率的乘積是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫作頻率常數(shù),式中cL——晶片中縱波聲速　　t——晶片厚度　　f0——晶片固有頻率晶片材料一定，頻率越高，厚度越小,2、壓電材料的主要性能參數(shù),7) 居里溫度,壓電材料與磁性材料一樣，其壓電效應與溫度有關，它只能在一定的溫度范圍內

6、產(chǎn)生，超過一定的溫度壓電效應就會消失。使壓電材料的壓電效應消失的溫度稱為壓電材料的居里溫度，用Ｔc表示。,結論：超聲波探頭對晶片的要求,（1）機電耦合系數(shù)Ｋ較大，以便獲得較高的轉換效率（2）機械品質因子較小，以便獲得較高的分辨率和較小的盲區(qū)（3）壓電應變常數(shù)和壓電電壓常數(shù)較大，以便獲得較高的發(fā)射靈敏度和接收靈敏度（4）頻率常數(shù)Ｎ較大，介電常數(shù)較小，以便獲得較高的頻率（5）居里溫度Ｔ較高，聲阻抗Ｚ適當,2、壓電材料的主要性能參

7、數(shù),3、探頭的種類和結構,1) 直探頭（縱波探頭）,,,,,,,接口,外殼,電纜線,阻尼塊,壓電晶片,保護膜,直探頭用于發(fā)射和接收縱波故又稱縱波探頭。主要用于探測與探測面平行的缺陷。如板材鍛件探傷等。,3、探頭的種類和結構,2) 斜探頭,接口,外殼,電纜線,阻尼塊,壓電晶片,斜楔,斜探頭可分為縱波斜探頭（aL<a1）,橫波斜探頭（aL=a1~aII）和表面波探頭(aL≧aII)橫波斜探頭是利用橫波探傷，主要是用于檢測與探測面垂直

8、或成一定角度的缺陷，如焊接汽輪機葉輪等。表面波探頭當入射角大于第二臨界角在工件中產(chǎn)生表面波，主要檢測工件表面缺陷,吸聲材料,,,,,,,,3、探頭的種類和結構,3) 雙晶探頭（分割探頭）,,,,,,,接口,外殼,電纜線,阻尼塊,壓電晶片,延時塊,,,隔聲層,探傷區(qū),雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發(fā)射聲波，一塊用于接收聲波。根據(jù)入射角不同分為縱波雙晶探頭和橫波雙晶探頭。優(yōu)點：（1）靈敏度高（2）雜波少盲區(qū)?。?）工件中近

9、場區(qū)?。?）探測范圍可調雙晶探頭主要用于檢測近表面缺陷。根椐工件因選擇合適的工作頻率、晶片尺寸和探測深度。,3、探頭的種類和結構,3) 聚焦探頭,,探傷區(qū),,,,,,,接口,外殼,電纜線,阻尼塊,壓電晶片,斜楔,,吸聲材料,聲透鏡,,聚焦區(qū),,聚焦探頭分為點聚焦和線聚焦。點聚焦理想焦點為一點，其聲透鏡為球面；線聚焦理想焦點為一條線，其聲透鏡為柱面。,,,,,,3、探頭的種類和結構,４) 可變角探頭,可變角探頭入射角可變，轉動

10、壓電晶片可使入射角連續(xù)變化，從而實現(xiàn)縱波、橫波、表面波和板波探傷。,,角度標尺,,接口,,外殼,,壓電晶片,,旋轉桿,,耦合劑,保護膜,,4、探頭型號和規(guī)格,1) 探頭的標識,探頭的型號標識由以下幾部分組成：,,基本頻率,晶片材料,晶片尺寸,探頭種類,特征,基本頻率：探頭的發(fā)射頻率，用阿拉伯數(shù)字表示，單位為ＭＨｚ晶片材料：用化學元素縮寫符號表示晶片尺寸：壓電晶片的大小，圓形晶片用直徑表示，矩形用長乘寬表示，單位mm探頭種類：漢語拼

11、音縮寫字母代表示探頭特征：漢語拼音縮寫字母代表示,２) 舉例,2.5 P 13 X13 K 2,5 B 14 Z,K值為２K值斜探頭矩形晶片13X13mm鋯鈦酸鉛陶瓷頻率2.5MHz,2.5 P 13 X13 K 2,直探頭圓形晶片直徑為14mm鈦酸鋇陶瓷頻率5MHz,試塊的用途,1.確定檢測靈敏度超聲波檢測靈敏度是一個重要參數(shù)，因此在超聲波檢測前，常用試塊上某一特定的人工反射體來調整檢測和校驗靈敏

12、度。2.測試儀器和探頭的性能超聲波探傷儀和探頭的一些重要性能，如垂直線性、水平線性、動態(tài)范圍、靈敏度余量、分辨力、盲區(qū)、探頭的入射點、K值等都是利用試塊來測試的。3.調整掃描速度利用試塊可以調整儀器示波屏上刻度值與實際聲程之間的比例關系，即掃描速度，以便對缺陷進行定位。4.評判缺陷的大小利用某些試塊繪出的距離――波幅――當量曲線（即實用AVG曲線）來對缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特別是3N以內的缺陷，采用試

13、塊比較法仍然是最有效的定量方法。此外，還可利用試塊來測量材料的聲速、衰減性能等。,試塊的種類和結構,1) IIW試塊,,T R 2R,IIW試塊是國際焊接學會標準試塊，該試塊是荷蘭代表首先提出來的，故又稱荷蘭試塊，因形狀似船形又稱船形試塊。,2) IIW2試塊(牛角試塊),,T 25 100,,T

14、 25 50 75 100,中心不開槽　　　　　　　　　　　　　　中心開槽,IIW2試塊也是國際焊接學會標準試塊，由于外形像牛角，故俗稱牛角試塊。與IIW試塊相比IIW2試塊體積小重量輕，形狀簡單，易加工，便攜帶，但功能較IIW試塊要少。,3) 半圓試塊,,R,3R,T,半圓試塊是一種便于攜帶的調校型試塊，材質與IIW試塊相同，分中心開切口槽與不開槽兩種。,4) CSK-IA試塊,,R50

15、 R100,T,CSK-IA試塊是國內自主設計的標準試塊，功能與IIW試塊相同。增加了R50的反射面。,5) CS-1、CS-2試塊,6) CSK-IIIA 試塊(參考試塊),超聲波探傷儀,,,一、 超聲波探傷儀的概述,１、 超聲波探傷儀的作用,超聲波探傷儀是超聲波探作的主體設備，它的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（探頭）上，激勵探頭發(fā)射超聲波，同時將探頭送回的電信號進行放大，通過一定的方式顯示出來，從而得到被探工件內部有

16、無缺陷及缺陷位置大小等信息。,二、 超聲波探傷儀的分類,１、按波形特征分類i 脈沖波超聲波探傷儀　通過探頭向工件周期性的發(fā)射不連續(xù)且頻率不變的超聲波，要據(jù)超聲波的傳播時間及幅度判斷工件中的缺陷位置和大小，是目前使用最廣泛的探傷儀。,Ｔ－重復周期　　　f0=1/t0 －標稱頻率　　Ａ－振幅強度,１、按波形特征分類ii 連續(xù)波超聲波探傷儀　這類儀器是連續(xù)的發(fā)射和接收頻率和振幅都不變的超聲信號，根據(jù)透過工件的超聲波變化判斷工件中有

17、無缺陷及缺陷大小，這類儀器靈敏度低，且不能確定缺陷位置，因而已大多被脈沖波探傷儀所代替。,二、 超聲波探傷儀的分類,１、按波形特征分類iii 調頻波超聲波探傷儀　這類儀器通過探頭向工件中發(fā)射　連續(xù)的頻率周期性變化的超聲波，根據(jù)發(fā)射波與反射波的差頻變化情況判斷工件中有無缺陷。但只適合檢查與探測面平行的缺陷，所以也大多被脈沖波探傷儀所代替。,二、 超聲波探傷儀的分類,2、按缺陷顯示方式分類i A型顯示超聲探傷儀　是目前脈沖反射式

18、超聲波探傷儀最基本的一種顯示方式，在熒光屏上以縱座標代表反射波的幅度，以橫座標代表聲波的傳播時間，從缺陷波的幅度和位置來確定缺陷的大小和存在的位置。,二、 超聲波探傷儀的分類,2、按缺陷顯示方式分類ii B型顯示超聲探傷儀　以屏幕面代表被檢測對旬由探頭移動線和聲束決定的截面，縱座標代表聲波的傳播時間，橫座標代表探頭的水平位置，它可以顯示出缺陷在縱截面上的二維特征。,二、 超聲波探傷儀的分類,2、按缺陷顯示方式分類iii C型顯

19、示超聲探傷儀　　是一種圖像顯示方式，以屏幕代表被檢測對象的投影面，這種顯示方式能給出缺陷的水平投影位置，但不能給出深度。,二、 超聲波探傷儀的分類,二、 超聲波探傷儀的分類,3、按聲波通道分類① 單通道探傷儀：這種儀器由一個或一對探頭單獨工作，是目前超聲波探傷中應用最廣泛的儀器。② 多通道探傷儀：這種儀器由多個或多對探頭交替工作，每一通道相當于一臺單通道探傷儀，適用于自動化探傷。 目前，探傷中廣泛使用

20、的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,1、儀器電路原理圖,電路圖是把儀器每一部分用一方框來表示，各方框之間用線條連起來，表示各部分之間的關系，說明儀器的大致結構和工作原理。,,2．儀器主要組成部分的作用,同步電路：同步電路又稱觸發(fā)電路，它每秒鐘產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)千個脈沖，用來觸發(fā)探傷儀掃描電路、發(fā)射電路等，使之步調一致、有條不紊地工作。因此，同步電路是整個探傷儀的“中樞”，同步電路出了故

21、障，整個探傷儀便無法工作。,(2) 掃描電路：掃描電路又稱時基電路，用來產(chǎn)生鋸齒波電壓，加在示波管水平偏轉板上，使示波管熒光屏上的光點沿水平方向作等速移動，產(chǎn)生一條水平掃描時基線。探傷儀面板上的深度粗調、微調、掃描延遲旋鈕都是掃描電路的控制旋鈕。探傷時，應根據(jù)被探工件的探測深度范圍選擇適當?shù)纳疃葯n級，井配合微調旋鈕調整，使刻度板水平軸上每一格代表一定的距離。掃描電路的方框圖及其波形見圖。,,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原

22、理,(3) 發(fā)射電路：發(fā)射電路利用閘流管或可控硅的開關特性，產(chǎn)生幾百伏至上千伏的電脈沖。電脈沖加于發(fā)射探頭，激勵壓電晶片振動，使之發(fā)射超聲波，可控硅發(fā)射電路的典型電路。如圖所示。,發(fā)射電路中的電阻Ro稱為阻尼電阻，用發(fā)射強度旋鈕可改變Ro的阻值。阻值大發(fā)射強度高，阻值小發(fā)射強度低，因Ro與探頭并聯(lián)，改變Ro同時也改變了探頭電阻尼大小，即影響探頭的分辨力。,2．儀器主要組成部分的作用,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,(4

23、) 接收電路：接收電路由衰減器、射頻放大器、檢波器和視頻放大器等組成。它將來自探頭的電信號進行放大、檢波，最后加至示波管的垂直偏轉板上，井在熒光屏上顯示。由于接收的電信號非常微弱，通常只有數(shù)百微伏到數(shù)伏，而示波管全調制所需電壓要幾百伏，所以接收電路必須具有約105的放大能力。 接收電路的性能對探傷儀性能影響極大，它直接影響到探傷儀的垂直線性、動態(tài)范圍、探傷靈敏度、分辨力等重要技術指標。接收電路的方框圖及其波形如圖所示。

24、,,由大小不等的缺陷所產(chǎn)生的回波信號電壓大約有幾百微伏到幾伏，為了使變化范圍如此大的缺陷回波在放大器內得到正常的放大，并能在示波管熒光屏的有效觀察范圍內正常顯示，可使用衰減器改變輸入到某級放大器信號的電平。一般把放大器的電壓放大倍數(shù)用分貝來表示：,,2．儀器主要組成部分的作用,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,2．儀器主要組成部分的作用,(5) 顯示電路：顯示電路主要由示波管及外圍電路組成。示波管用來顯示探傷圖形，示波管

25、由電子槍、偏轉系統(tǒng)和熒光屏等三部分組成。,電子槍發(fā)射的聚束電子以很高的速度轟擊熒光屏時，使熒光物質發(fā)光，在熒光屏上形成亮點。掃描電路的掃描電壓和接收電路的信號電壓分別加至水平偏轉板和垂直偏轉板，使電子束發(fā)生偏轉，因而亮點就在熒光屏上移動，描出探傷圖形。由于掃描速度非?？欤庋劭瓷先ゾ秃孟笫庆o止的圖象。,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,(6) 電源：電源的作用是給探傷儀各部分電路提供適當?shù)碾娔?，使整機電路工作。模擬探傷儀

26、一般用220伏或110伏交流市電，探傷儀內部有供各部分電路使用的變壓、整流及穩(wěn)壓電路。數(shù)字便攜式探傷儀多用蓄電池供電，用充電器給蓄電池充電。,2．儀器主要組成部分的作用,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,A型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀的工作過程可參照下圖，簡要說明如下；同步電路產(chǎn)生的觸發(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，加至示波管水平偏轉板，使電子束發(fā)生水平偏轉，在熒光屏上產(chǎn)生一

27、條水平掃描線。與此同時，發(fā)射電路觸發(fā)產(chǎn)生調頻窄脈沖，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)生反射，返回探頭時，又被壓電晶片轉變?yōu)殡娦盘?，?jīng)接收電路放大和檢波，加至示波管垂直偏轉板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉，在水平掃描相應位置上產(chǎn)生缺陷波和底波。根據(jù)缺陷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量的大小。,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,3．儀器的工作流程,4.

28、儀器主要開關旋鈕的作用及其調整,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,4.儀器主要開關旋鈕的作用及其調整,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,4.儀器主要開關旋鈕的作用及其調整,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理,5.模擬儀器的定位調節(jié)（掃描比例）,,模擬儀器的缺陷定位主要是通過掃描比例的調節(jié)，從而在屏幕上觀察缺陷回波相對屏幕的位置來確定。在模擬儀器的顯波屏上橫坐標軸上有著等分

29、的十個大格，每一個大格內又有等分的十小格，通過調節(jié)深度和延遲旋鈕當示波器內的電子槍的掃描速度調節(jié)到某一時刻，屏幕上的每一個小格都與實際距離相對應時，掃描比例調整完畢。如果屏幕上每一小格與實際深度距離相對應，則稱之為深度比例，如與水平距離相對應，則稱之為水平比例。當每一小格與實際距離一毫米相對應，則稱之為比例1:1，每一小格與2毫米對應，稱為1:2，每兩小格與實際距離一毫米對應稱為2:1，以此類推。 在探傷過程中，

30、發(fā)現(xiàn)了缺陷回波，只需要從儀器上數(shù)出缺陷波對應屏幕上的格數(shù)再根據(jù)掃描比例進行計算即可得到,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,1.基本組成,從它的基本構成來看，數(shù)字式儀器發(fā)射電路與模擬式儀器的是相同的，接收放大電路的前半部分，包括衰減器和高頻放大器等，與模擬式儀器的也是相同的。但信號經(jīng)放大到一定程度后，則由模/數(shù)轉換器將其變?yōu)閿?shù)字信號，由微處理器進行處理后，在顯示器上顯示出來。,從基本功能來看，數(shù)字式儀器可提供模擬式儀器具有的所有功

31、能，但是，各部分功能的控制方式是不同的，在模擬式儀器中，操作者直接撥動旋鈕對儀器的電路進行調整，而在數(shù)字式儀器中，則要通過人機對話，以按鍵或菜單的方式，將控制數(shù)據(jù)輸入給微處理器，然后，由微處理器發(fā)出信號控制各電路的工作。微處理器還可按照預先設定的程序，自動對儀器進行調整，這就給自動檢測提供了極大的方便。此外，數(shù)字化控制使得控制參數(shù)可以存儲，可以自動按存儲的參數(shù)重新對儀器進行調整，從而方便了檢測過程的重復再現(xiàn)。檢測波形的數(shù)字

32、化使得儀器可進一步提供波形的記錄與存儲、波形參數(shù)的自動計算與顯示（波高、距離等）、距離波幅曲線的自動生成、時基線比例的自動調整以及頻譜分析等等附加功能。,2.基本功能,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,從影響儀器性能的最基本的部分—發(fā)射電路和接收電路來看，數(shù)字式儀器與模擬式儀器是相同的，因此，儀器的靈敏度、分辨力、放大線性等與模擬儀器差別不大。最主要的差別，是數(shù)字式儀器中的模/數(shù)轉換、信號處理和顯示部分。這部分的性能決定著顯

33、示的信號是否失真。失真嚴重時，會影響到缺陷的判定，造成漏檢、誤檢。儀器這部分性能的主要影響參數(shù)有模/數(shù)轉換器的模/數(shù)轉換頻率、字長和存儲深度，以及顯示器的刷新頻率。,3.基本性能,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,4.主要參數(shù),數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,（1）重復頻率脈沖重復頻率是單位時間內儀器完成超聲波檢測的有效次數(shù)，即實現(xiàn)獨立判定缺陷報警的次數(shù)。一般手持式數(shù)字式超聲波探傷儀均做到脈沖重復頻率和視頻同步，使每次超聲

34、檢測反射波被顯示出來，這與模擬式探傷儀一致，但重復頻率被降到了50Hz—60Hz，在快速掃查和自動檢測時性能不好。所以有的探傷儀包括一些國外的儀器，采用了較高的重復頻率，500Hz—2000KHz，高速數(shù)據(jù)處理進行自動捕獲最大缺陷波，再以視頻顯示出來，于是兼顧了顯示性能和掃查性能。,（2）分辨力超聲波探傷儀的波形分辨力受發(fā)射波的寬窄、接收匹配阻抗的高低和放大器帶寬性影響。數(shù)字探傷儀的波形顯示使波形在水平方向分厲有限個占的集合

35、（200-500），所以每個點要代表附近波形的典型值，為了保證檢測效果，一般取峰值，所以會把標識分辨力的谷值拋棄。使測試分辨力降低，而模擬探傷儀的波形是連續(xù)的，谷值能一直保持，反映真正分辨力，所以在測試數(shù)字探傷儀的分辨力時要將波形適當拉寬，即縮小水平掃描范圍，測試到真正的分辨力。為了符合現(xiàn)行標準，就要選擇更高分辨力的探頭。,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,4.主要參數(shù),（3）水平線性數(shù)字式超聲波探傷儀水平線性相對誤差取決于

36、波形分辨力。絕對誤差取決于采樣頻率（40MHz-200MHz）。數(shù)字式超聲波探傷儀是以帖采樣時鐘顯示和讀取水平延時數(shù)據(jù)的，排除了模擬超聲波探傷儀由鋸齒放大失真引起的線性誤差和熒屏分辨力誤差。（4）垂直線性數(shù)字式超聲波探傷儀的垂直線性誤差有三個因素，一是數(shù)字化分辨力，一般為8位，256級，或7位128級（數(shù)字雙向檢波檢測1位），垂直線性誤差是0.4%－0.8%；第二個因素是數(shù)字控制放大器的精度；另一個因素是接收放大器的線性

37、誤差，采用集成化的數(shù)字控制放大器，線性誤差可以控制到很小。排除了模擬探傷儀的衰減器誤差、視頻放大器線性誤差、和熒屏分辨力誤差。,（5）采樣頻率數(shù)字化采樣頻率影響超聲檢測波形的真實信息保留，根據(jù)奈奎斯特定理和三農(nóng)定理，數(shù)字化采樣頻率必須高于信號頻率或帶寬的兩倍，就能還原出模擬波形的任意一點信號，但一般超聲波檢測的數(shù)據(jù)處理需要很強的實時性，不采用算法進行還原，所以采樣頻率應遠高于采樣定律規(guī)定的數(shù)值。,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原

38、理,5.數(shù)字式超聲波探傷儀的功能特點,（1）讀數(shù)準確、直觀計算機自動讀數(shù)精度高，結合檢測參數(shù)計算出最終結果，簡單、直觀、快速、準確。自動報警定量合理。（2）波形顯示清晰數(shù)字式探傷儀采用計算機的顯示器，波形顯示明亮清晰，有兩種方式，一種是將檢測重復頻率和60Hz視頻同步，波形動態(tài)感好；另一種是采用較高的重復頻率檢測，以60Hz或30Hz頻率顯示峰值波形。（3）數(shù)字化檢測參數(shù)計算數(shù)字式超聲波探傷儀之所以能夠顯示直觀的檢測

39、數(shù)據(jù)，是因為數(shù)字式超聲波探傷儀具有了計算能力，通過對超聲波檢測波形信號的波形高度及波形延遲時間的數(shù)字化測量，結合相關參數(shù)，進行計算，顯示出直觀的物理量。同時，這些參數(shù)也能通過標準試塊的參考波形測試，自動計算得出，這個過程是對數(shù)字式超聲波探傷儀的讀數(shù)校準過程。數(shù)字式超聲波探傷儀的定位校準主要計算探頭零點、材料聲速和折射角度三個參數(shù)。,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,5.數(shù)字式超聲波探傷儀的功能特點,（4）距離波幅曲線數(shù)字式探

40、傷儀通過測量不同距離的相同尺寸人工缺陷反射波的絕對分貝數(shù)建立距離波幅曲線，能自動在不同靈敏度、掃查范圍條件下將曲線計算出來，顯示在屏幕上。比模擬探傷儀在刻度板上畫曲線方便得多。數(shù)字式探傷儀的曲線是通過各個點的測量值，在對數(shù)域用直線相連，形成折線，恢復到線性域時，以指數(shù)規(guī)律變化，符合聲波衰減的自然規(guī)律。數(shù)字式探傷儀的曲線在有效讀數(shù)量程時有效，它的優(yōu)點在于能自動隨著靈敏度的提高而上升，但不能增加動態(tài)范圍。數(shù)字式探傷儀的另一項功

41、能是自動距離增益補償能隨延時變化增益，使距離波幅曲線變平坦，相對增加動態(tài)范圍。（5）波形的自動捕獲數(shù)字式探傷儀在檢測時能自動捕獲閘門內峰值最大的波形，鎖定在屏幕上，也能將不同距離上的峰值包絡保留下來，輔助測量工作。使檢測更加準確，減輕了操作人員的勞動強度。數(shù)字式探傷儀還能自動調整增益，使閘門內的反射波幅度達到一定的高度，使操作更加簡單。,數(shù)字式超聲波探傷儀的一般工作原理,5.數(shù)字式超聲波探傷儀的功能特點,（6）波形記錄、檢

42、測報告的存儲、打印和計算機通訊、建立數(shù)據(jù)庫數(shù)字式超聲波探傷儀的一個重要功能就是能夠將檢測參數(shù)、檢測波形記錄下來，存儲在文件中，或傳輸給計算機，建立有關數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)無損檢測工作的信息化管理。（7）檢測參數(shù)和儀器設置的自動生成數(shù)字式超聲波探傷儀具有計算能力，能夠根據(jù)被檢測工件的尺寸、形狀和檢測方法自動生成檢測參數(shù)。（8）排除電磁干擾和數(shù)據(jù)后期處理超聲波檢測是以脈沖重復頻率重復進行的，在短時間內（探頭沒有很大的移動）反射波形因

43、超聲傳輸路徑基本相同而有相關性，外界電磁干擾等噪聲信號是隨機出現(xiàn)或不相關的，所以數(shù)字式超聲波探傷儀經(jīng)過對反射波波形進行多次平均處理能有效排除干擾信號，提高信噪比。 數(shù)字式超聲波探傷儀還能將超聲波形進行濾波、頻譜分析、相關分析、小波變換、模式識別等算法處理達到高信噪比、提高分辨力和缺陷識別分析的目的。,儀器的性能及其測試,1.垂直線性,儀器的垂直線性是指儀器示波屏上的波高與探頭接收的信號之間成正比的程度。放大器和示波管的性

44、能影響垂直線性。,（1）[抑制]至“0”，[衰減器]保留一定的衰減余量。（2）直探頭置于CSK—1A試塊（或其他試塊）上，對準25mm底面，并用壓塊恒定壓力。（3）調節(jié)儀器使試塊上某次底波位于示波屏的中間，并達滿幅度100%，但不飽和，作為“0”dB。（4）固定[增益]和其他旋鈕，調[衰減器]，每次衰減2dB，并記下相應的波高H，填入表中，直到底波消失。 (5) 計算垂直線性誤差,,%　式中　　d1—實測值與理想值的最大正偏差

45、； d2—實測值與理想值的最大負偏差。 垂直線性的好壞影響缺陷定量精度。,,2.水平線性,儀器的性能及其測試,儀器水平線性是指儀器示波屏上時基線顯示的水平刻度值與實際聲程之間成正比的程度，或者說是示波屏上多次底波等距離

46、的程度。水平線性主要取決于掃描鋸齒波的線性。,（1）將直探頭置于CSK—1A試塊（或其他試塊）上，對準25mm厚的大平底面，,圖3.34　　水平線性測試,(2)調[微調]、[水平]或[脈沖移位]等旋鈕，使示波屏上出現(xiàn)五次底波B1到B5，且使B1前沿對準2.0，B5對準10.0,（3）記錄B2、B3、B4與水平刻度值4.0、6.0、8.0的偏差值a2、a3、a4。（4）計算水平線性誤差,,,式中　　amax—a2、a3、a4中最大者；