數字化超聲探傷儀的優點

數字化超聲探傷儀的優點

——數字化超聲探傷儀在UT探傷中的應用

1 引言

UT檢測技藝作為工業上5大常規無損檢測技藝之一，一直被人們廣泛地使用。在UT中長期使用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其電路方框圖如圖1所示[1]。

此種儀器顯示器顯示的是電脈沖信號，探傷人員要從這些信號中區分出缺陷波和其他各種類型的波，其難度相當大，錯判、漏判狀況時常發生，嚴重地阻礙了UT技藝在更深層次上的應用。但隨着電子技藝的擴展，其成果在UT業中的被廣泛應用，一種數字化超聲探傷儀應運而生，他使UT技藝产生了**性的變革，不僅能對超聲波信號進行實時紀錄，甚至可以給出缺陷波的性質。

2 數字化超聲探傷儀的工作原理

與A型脈沖式探傷儀不同，數字化探傷儀在電路上有重大改變，其電路方框圖如圖2所示[2]。

數字信號處理是在計算機中用程序來達成的。通常，首先要進行的處理是去除信號中的噪聲，其次是將已經去除噪聲的信號進行UT檢測所需的處理，包括增益控製、衰減補償、求信號包路線等。超聲信號經接收部分放大後，由模數轉換器變為數字信號傳給電腦，換能器的位置可受電腦控製或由人工操作，由轉換器將位置變為數字傳給電腦。電腦再把隨時間和位置變化的超聲波形進行適當處理，得出進一步控製探傷系統的結論，進而設置有關參數或將處理結果波形、圖形等在屏幕上顯示、打印出來或給出光、聲識別及報警信號。

3 數字化超聲探傷儀的優點

與傳統探傷儀相比，有以下優點:

 (1)檢測速度快數字化超聲探傷儀一般都可自動檢測、計算、記錄，有些還能自動進行深度補償和自動設置靈敏度，因此檢測速度快、效率高。

 (2)檢測精度高數字化超聲探傷儀對模擬信號進行高速數據采集、量化、計算和判別，其檢測精度可高於傳統儀器檢測結果。

 (3)記錄和檔案檢測數字化超聲探傷儀可以供應檢測記錄直至缺陷圖像。

 (4)可靠性高，穩定性好數字化超聲探傷儀可**、客觀地采集和存儲數據，並對采集到的數據進行實時處理或後處理，對信號進行時域、頻域或圖像分析，還可通過模式識別對工件品質進行分級，減少了人為因素的影響，提高了檢索的可靠性和穩定性。可以達成的性能主要有：

a. 自動校準：自動測試探頭的“零點”、“K值”、“前沿”及材料的“聲速”；

b. 自動顯示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距離s、波幅、當量dB、孔徑ф值；

c. 自由切換標尺；

d. 自動錄製探傷過程並可以進行動態回放；

e. 自動增益、回波包絡、峰值記憶性能；

f. 探傷參數可自動測試或預置；

g. 數字抑製，不影響增益和線性；

h. 多個獨立探傷通道，可自由輸入並存儲任意工業的探傷標準，現場探傷無需攜帶試塊；

i. 可自由存儲、回放波形及數據；

j. DAC、AVG曲線自動生成並可以分段製作，取樣點不受限製，並可進行修正與補償；

k. 自由輸入各工業標準；

l.  與計算機通訊,達成計算機數據管理,並可導出Excel格式、A4紙張的探傷報告；

m. 實時時鐘記錄:實時探傷日期、時間的跟蹤記錄，並存儲；

n.  增益補償：對表面粗糙度、曲面、厚工件遠距離探傷等因素造成的Db衰減可進行修正；

所述以上性能都是模擬超聲探傷儀無法達成的。

4 數字化超聲探傷儀的主要技藝問題

(1)模數轉換器(ADC) ADC是探傷儀的超聲信號輸入電腦的必由之路，把連續變化的模擬信號變為數值信號。

(2)結構目前，有全數方式和模擬數字混合2種。

(3)軟件數字化超聲探傷儀在軟件方面是多種多樣的，探傷儀的成敗在很大程度上取決於軟件的幫助程度。

5 數字化超聲探傷儀的擴展前景

隨着電子技藝和軟件的進一步擴展，數字化超聲探傷儀有着廣闊的擴展前景。相信在不久的將來，以圖像顯示為主的探傷儀將會在工業檢驗中得到廣泛應用。

目前，某些數字化超聲探傷儀已具有簡單的手動及掃描性能，能示意性地顯示被檢工件的斷面圖像。隨着技藝的進步，我們可在便攜式儀器上達成相控陣的B掃描和C掃描成像，使探傷結果像醫用B超一樣直觀可見。

缺陷定性歷來是UT檢測的一個疑難問題，現代人工智能學科的擴展為達成儀器自動缺陷定性供應了可能，運用模式識別技藝和專家系統，把大量已知缺陷的各種特征量輸入樣本庫，使儀器接受人的經驗，並經過學習後而具備自動缺陷定性的能力。