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正文:
1.1.1 检测灵敏度的校准
实际检测中,发现缺陷同时要对其进行定量,即测算出缺陷的当量值的大小。而测算缺陷当量的方法有两种:一种是直接利用规则反射体声压反射公式,根据未知反射体的回波高度值(百分比波高或分贝值)计算出该未知反射体的当量;另一种是利用距离-波幅曲线,根据未知反射体的回波高度值(百分比波高或分贝值)对应曲线查出该未知反射体的当量。而对未知缺陷定量则必须测出其回波高度值(百分比波高或分贝值),要准确测出这个回波高度值,则必须对仪器的灵敏度(示波屏垂直轴)进行校准,通常称为检测灵敏度校准。
检测灵敏度的校准常用方法有“波高比较法”和“距离-波幅曲线比较法”两种。其中波高比较法又分为“试块波高比较法”和工件“大平底波高比较法”;距离-波幅曲线比较法包括仪器“面板曲线法”、“仪器分贝(dB)曲线法”、“通用AVG曲线法”和“实用AVG曲线法”四种。
㈠ 波高比较法
⑴试块波高比较法
根据工件对灵敏度的要求选择相应的试块,将探头对准试块上的人工反射体,调整仪器上的有关灵敏度键扭,使显示屏上人工反射体的最高反射回波达基准波高(推荐满幅度40%~80%间任意值),并考虑灵敏度补偿,此时灵敏度就校准完成,同时记录该灵敏度四参数。
例如,超声波检测厚度为200mm的锻件,要求不允许存在φ2平底孔当量大小的缺陷。
检测灵敏度的校准方法是:先加工一块材质、声程与工件相同的φ2平底孔试块,将探头对准φ2平底孔试块,仪器保持一定的增益余量,[抑制]至“0”,调[增益]使φ2平底孔最高回波达示波屏满幅度的40%~80%作为基准波高,图4.18中200mm深φ2平底孔反射波调整为60%作为基准波高,并考虑灵敏度补偿后,这时检测灵敏度就校准、设定完毕。
⑴工件大平底波高比较法
利用试件校准灵敏度,操作简单方便,但需要加工不同声程不同当量尺寸的试块,成本高,携带不便。同时还要考虑工件与试块因耦合和衰减不同进行补偿。如果利用工件底波来校准检测灵敏度,那么既不要加工任何试块,又不需要进行任何补偿。
利用工件底波来校准检测灵敏度是根据工件底面回波与同深度的人工缺陷(如平底孔)回波分贝差为定值,这个定值可以由下述理论公式计算出来。
利用试块和大平底波高比较法校准检测灵敏度的应用条件不同。利用底波校准灵敏度的方法主要用于具有平底面或曲底面大型工件的检测,且厚度x≥3N的工件,如某些锻件检测。利用曲线比较法校准灵敏度,主要应用于无底波或厚度尺寸小于3N的工件检测。如焊缝检测、钢板检测、钢管检测等。
㈠ 距离-波幅曲线比较法
波高比较法中的试块波高比较法和工件大平底波高比较法在现场实际应用时,要经过较复杂的运算及携带很多试块,比较麻烦。因此,在实际应用中,逐步完善了距离-波幅曲线比较法。它是应用对比试块或其它形式的试块在示波屏上或坐标纸上作出距离—波幅曲线,或称为距离(A)增益(V)缺陷大小(G)曲线。实际上,距离—波幅曲线和距离(A)增益(V)缺陷大小(G)曲线其本质完全相同,可以说就是一种曲线。曲线比较法依据曲线制作的位置可分为仪器面板曲线法和坐标纸曲线法。坐标纸曲线法又分为通用AVG曲线法、实用AVG曲线法以及仪器增益(分贝)曲线法。曲线比较法依据曲线的多少又可分为单曲线法和多曲线法。曲线比较法实际应用方便、定量快速、准确。
也可以说,常用的距离-波幅曲线有四种:通用AVG曲线、实用AVG曲线、仪器的增益(dB)曲线、仪器的面板曲线。依据曲线的绘制方法,距离—波幅曲线可分为两类:一类是直接绘制在显示屏面板上,其波幅用满屏波高的百分比来表示;另一类是直接绘制在座标纸上,其波幅常用相对某一基准波高的分贝值(ΔdB)来表示。
曲线比较法校准灵敏度,其“仪器的面板曲线”、“仪器的增益(dB)曲线”的制作过程就是仪器灵敏度的校准过程。而“通用AVG曲线”、“实用AVG曲线”的制作完成,即使AVG曲线包含了3N以内的近场区的实测区段,原则上也并未进行灵敏度的校准。实际AVG曲线应用中,必须进行灵敏度校准,校准的方法采用“波高比较法”。
⑴仪器面板曲线
仪器的距离-波幅面板曲线直接绘制在仪器面板上,该曲线也可称为“距离-波幅-当量”曲线。数字超声波检测仪直接将曲线显示在面板上十分方便,如图4.20及图4.21所示。