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TOFD全解析-08-檢測前準備-硬件準備

來源:北京新興日祥科技發展有限公司   2020年05月11日 10:03  

TOFD全解析-08-檢測前準備-硬件準備

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前面把TOFD技術的基本概念介紹的差不多了,后面將針對檢測對象進行合適的檢測前準備。

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主機的準備:

前面講到了,采樣率的概念,也提到了一個說法就是合理的采樣率為每個信號周期采集5個以上樣本,即采樣率至少為探頭頻率的5倍以上,所以如果使用10MHz探頭,則儀器的采樣率至少要50MHz以上。

 

儀器的脈沖重復頻率(PRF)代表每秒鐘產生的用于激發探頭晶片的觸發脈沖數. 脈沖重復頻率越高,大掃查速度越快. 脈沖重復頻率過高,會產生幻影波.

 

TOFD技術由于使用的是聲時衍射技術,信號比較微弱,因而對信噪比的要求也比較高。因此TOFD設備的濾波器也成為信噪比高低的關鍵因素。

 

同時TOFD設備需要有信號平均處理功能,信號平均處理可以降低隨機的電子噪音干擾,但無法消除晶粒粗大帶來的噪音。

 

信號平均功能的原理是通過多次信號的疊加再除以次數,以使得缺陷信號不衰減的前提下,降低隨機電子噪音。

 

 

因而選擇一款合適的設備是檢測的第1步。

 

2

 

探頭頻率和晶片的選擇

 

探頭頻率主要對穿透能力和分辨力有影響,頻率越高,波長越短,分辨力越高,但穿透能力隨之下降,反之頻率越低,分辨力降低,但穿透能力隨之增大。

 

下面是提高探頭頻率和降低探頭頻率對檢測的影響比較:

 

 

 

而探頭的晶片尺寸對檢測影響主要表現在輸出能量,即穿透能力上,以及波束擴散角上。晶片尺寸越小,輸出能力降低,但波束擴散角度增加,反之晶片尺寸越大,穿透能力增加,但波束擴散角減小。

 

下面是探頭晶片的影響比較:

 

 

3

 

楔塊角度的選擇也會影響近表面分辨力及覆蓋范圍,楔塊角度越大,近表面分辨率越好,覆蓋范圍越靠上部,反之楔塊角度越小,近表面分辨率越差,覆蓋范圍約靠近下部。

 

探頭角度越小,PCS越小, 直通波與底波的時間間隔越大,分辨力越高,深度測量的精度越高.

 

初次掃查更多使用60o和70o楔塊,但對于較厚的工件,則需要使用45o楔塊。

 

 

4

 

儀器及探頭和楔塊的選擇是比較重要的一個環節,在一些標準如NB/T 47013.10標準中對于儀器及探頭和楔塊都有明確的要求。其中對探頭頻率、晶片尺寸和楔塊角度都有明確的推薦范圍:

 

 

 

而針對不同的要求,也要根據檢測需求進行合理的選擇。

 

比如對于大壁厚工件或粗晶材料,可以選擇低頻率,大晶片尺寸,小角度。

 

 

針對大曲率薄壁工件,可以選擇高頻率,小晶片尺寸,大角度。

 

 

對于提高覆蓋及檢測效率,可選擇低頻率,小晶片尺寸,大角度。

 

 

而如果想提高檢測精度和分辨力,可選擇高頻率,小角度,短脈沖。

 

待續

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文章轉自工業檢測大時代

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