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数字式超声波探伤仪有哪些优点

2014年03月31日 16:08:52人气:1067来源:北京时代新天测控技术有限公司

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    1 引言
    UT检测技术作为工业上5大常规无损检测技术之一,一直被人们广泛地使用。在UT中长期使用的是A型脉冲反射式超声波探伤仪,其电路方框图如图1所示[1]。
    此种仪器显示器显示的是电脉冲信号,探伤人员要从这些信号中区分出缺陷波和其他各种类型的波,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。但随着电子技术的发展,其成果在UT业中的被广泛应用,一种数字化超声探伤仪应运而生,他使UT技术产生了革命性的变革,不仅能对超声波信号进行实时纪录,甚至可以给出缺陷波的性质。
    2 数字化超声探伤仪的工作原理
    与A型脉冲式探伤仪不同,数字化探伤仪在电路上有重大改变,其电路方框图如图2所示[2]。
    数字信号处理是在计算机中用程序来实现的。通常,首先要进行的处理是去除信号中的噪声,其次是将硬度计已经去除噪声的信号进行UT检测所需的处理,包括增益控制、衰减补偿、求信号包路线等。超声信号经接收部分放大后,由模数转换器变为数字信号传给电脑,换能器的位置可受电脑控制或由人工操作,由转换器将位置变为数字传给电脑。电脑再把随时间和位置变化的超声波形进行适当处理,得出进一步控制探伤系统的结论,进而设置有关参数或将处理结果波形、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,有以下优点:
    (1)检测速度快数字化超声探伤仪一般都可自动检测、计算、记录,有些还能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以提供检测记录直至缺陷图像。
    (4)可靠性高,稳定性好数字化超声探伤仪可全面、客观地采集和存储数据,并对采集到的数据进行实时处理或后处理,对信号进行时域、频域或图像分析,还可通过模式识别对工件质量进行分级,减少了人为因素的影响,提高了检索的可靠性和稳定性。可以实现的功能主要有:
    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以进行动态回放;
    e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能;
    f. 探伤参数可自动测试或预置;
    g. 数字抑制,不影响增益和线性;
    h. 多个独立探伤通道,巴氏硬度计可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. 可自由存储、回放波形及数据;
    j. DAC、AVG曲线自动生成并可以分段制作,取样点不受限制,并可进行修正与补偿;
    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,并可导出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、厚工件远距离探伤等因素造成的Db衰减可进行修正;
    所述以上功能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电脑的必由之路,把连续变化的模拟信号变为数值信号。
    (2)结构目前,有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种多样的,探伤仪的成败在很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
    随着电子技术和软件的进一步发展,数字化超声探伤仪有着广阔的发展前景。相信在不久的将来,以图像显示为主的探伤仪将会在工业检验中得到广泛应用。
    目前,某些数字化超声探伤仪已具有简单的手动及扫描功能,能示意性地显示被检工件的断面图像。随着技术的进步,我们可在 便携式硬度计上实现相控阵的B扫描和C扫描成像,使探伤结果像医用B超一样直观可见。
    缺陷定性历来是UT检测的一个疑难问题,现代人工智能学科的发展为实现仪器自动缺陷定性提供了可能,运用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,并经过学习后而具备自动缺陷定性的能力。

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