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数字智能超声波探伤仪的定位、K值测定原理及在模拟仪上的一点应用
发布时间：2017-09-01
1前言
数字智能超声波探伤仪基于模拟仪的工作原理上,增加了模拟信号采集模块、(定位、定量)计算模块、数据储存模块、通讯显示模块,实现了数字时代的“人机对话”功能。
所有模块中,计算模块为核心单元。在各模块单元的协调作用下,它能对采集到的模拟信号作出迅速的位置计算、量化、逻辑比较,有的仪器还能自动地深度补偿。
正如计算机的死机一样,如果计算模块“死机”,探伤仪屏幕上的定位、定量、比较数据将不再随所采集模拟信号的跳动而变化,而是处于不变的状态。在此情况下,探伤仪就失去了“数字化、智能化”的内涵,实则为一纯粹的模拟仪。
2纵波直探头法的定位原理
那么数字智能仪是如何实现精确定位的呢?下面从仪器的校准谈起。
数字仪、模拟仪的横坐标轴均为时间轴,所不同的是,数字仪表示任一距离声波传输的绝对时间;模拟仪大多表示各距离声波传输的相对时间。探伤前对仪器、探头系统校准的目的之一就是向计算模块提供定位参数。以纵波直探头法校准为例:
由公式S=c(t-t0) (1)
得t0=t-S/c(2)
式中S―反射体至探头入射点的距离(mm)
c―介质的声速(mm/s)
t―声波从发射至接受所经历的时间(s)
t0―声波在探头楔块中传播的时间(s)
上两式表明,在同一介质、仪器、探头系统中任一距离反射体都唯一对应一组(S,t),不变的是t0。获取t0就是各数字仪校准的实质目的。
校准时,先设定校准反射体位置S’、声速C;然后数字仪提示您将探头置于设定的探测面上,如L=100mm(图1中位置1),此时仪器“自动”提供了一个闸门,而闸门内的反射波就是校准反射体的回波,仪器还提示你,当闸门内的回波幅值最大时按“确认”键。按“确认”键的目的是让其它模块测定该波从发射至接收所经历的时间t。然后计算模块根据公式(2)和其它已知的参数计算得出t0值。
当计算模块完成时对t0的运算,仪器校准完毕进入工作状态后,计算模块按公式(1)来承担运算任务,此时只有一个变量t0调节闸门位置与宽度,将闸门套住你感兴趣的缺陷回波,计算模块“自动”被输入该回波的传输时间t,并计算出相应的距离S。
3横波探伤K值测定、定位原理
横波探伤K值测定原理与上所述雷同,主要分3步骤:
①入射点校测;
②判断K值范围;
③K值校测;
详细说明见图2。
4在模拟仪上的应用
传统的K值测定公式(以位置4为例)为:
式中L(如图1所示)和L0(前沿)均靠直尺测量得出,测量时难以避免产生误差及误差传递。仔细研究图2中的公式(3)、(4)、(5)发现其中有一公共因子c(t2-t0),该因子的含义为声波从入射点到反射体所传输的声程。先对模拟仪水平轴以声程1∶1调节:根据探头K值范围,将探头置于相应的位置;移动探头,找到最大反射回波;读取的屏幕水平刻度值即为该声程值;代入公式(3)、(4)、(5),直接计算出K值。这种K值测定方法避免了先用直尺测量前沿L0,再测量L所带来的测量误差及误差传递。
摘自：中国计量测控网
