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手动超声波理论之-仪器探头系统的校准、测定及检测灵敏度设定(二)

   日期:2024-01-09 03:45:27     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:19    评论:0    

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正文:

1.1      探头参数的测定

1.1.1        斜探头入射点及前沿

测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位。测量方法如图4.15所示。

探头前沿l0 = 100–M.

1.1.2        头折射角βsK)

斜探头横波折射角βS可以用IIW试块或CSK-1A试块上的φ50或φ1.5横孔来测定,如图4.16所示。

1.1..3       检测灵敏度的校准

通用的A型脉冲反射式超声波检测方法属于幅度法,在其理论与实践中,灵敏度是一个使用非常频繁的基本概念。在此,对灵敏度理论进行系统阐述。

1.14       几个基本方法

    超声波幅处理的基本方法

须找到最高波幅后进行处理。

测试前必须确定显示屏上的“基准波高”,一般设定满屏的4080%作为“基准波高”。

一般须记录缺陷的几何位置参数。

应明确缺陷的当量。

在系统阐述灵敏度之前必须明确“波幅”与“当量”的两个基本量值的表示方法。

波幅的表示方法

实际检测中“波幅”的表示方法有两种:

一是以反射波在示波屏上显示的高度(%)表示,在以百分比波高(%)来度量各反射波幅时,仪器的增益状态值(dB)必须为某一定值。注意,这里显示屏的高度只能是0100%,即只能以百分比来读取,不应以其它物理量来表示,因为显示屏的垂直轴只与放大电路的放大倍率直接相关。

二是以仪器分贝值(dB)来表示反射波幅度(dB)。即在百分比波高(%)保持某一定值不变时,用仪器的增益状态值(dB)来代表各反射体的波幅(dB)。

此外,在AVG曲线上也是以增益值(dB)来表示反射波幅的,但此增益值并非仪器上的增益状态值,而是相对某一基准的分贝差值(ΔdB)。如通用AVG曲线的基准为起始声压(P0),实用AVG曲线的相对基准可以是某一深度的φ2平底孔、φ2横通孔等基准反射体。

反射体当量的表示方法

实际检测中“当量”的表示方法有两种。

一是以规则的反射体的实际几何尺寸来表示,如φ2×20等。二是以规则的反射体的实际几何尺寸及与其反射量的分贝值差的组合来表示,如φ2×20-18dB、φ2×20+3dB等。其实际意义:φ2×20-18dB、φ2×20+3dB这两个反射体对超声波的反射量分别比φ2×2018dB、高3dB。如此表示方法实际应用中十分便捷。

1.1.5        检测灵敏度的基本概念

实际工作中,灵敏度这个术语被广泛、频繁使用,且不同的区域、标准在概念的运用上存在很大差异,甚至出现自相矛盾现象,并一度严重影响了实际检测的可靠性。因此,有必要对灵敏度概念进行系统阐述、规范使用。

A型脉冲反射法检测技术所涉及的灵敏度,应该分为两大类:一类为“绝对灵敏度”、另一类为“相对灵敏度”。绝对灵敏度”是指仪器系统所能检出的最小缺欠能力(有的称为极限灵敏度),一般理论认为λ2,但实际检测证明可达更高。实际检测中广泛应用的各种不同的灵敏度均为“相对灵敏度”范畴,即实际检测中所用的灵敏度均为相对灵敏度,其基本是以某基准反射体为基准而导出的灵敏度。

一般在检测过程中,根据灵敏度概念使用的目的不同,而出现了各种不同的灵敏度冠名,如:基准灵敏度、检测灵敏度、扫查灵敏度、起始灵敏度、评定灵敏度、定量灵敏度、判废灵敏度等等,名目繁多。

下面就常用灵敏度概念、表示方法进行简单阐述。

基本定义:检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。实际工作中,一般根据产品技术要求或有关标准确定,可通过调整仪器上的相关灵敏度功能键来实现。

基本要求:检测灵敏度的基本要求在于发现工件中规定大小的缺陷,并对缺陷进行定

位。也就是检出当量的最低要求。检测灵敏度太高或太低都对检测不利。灵敏度太高,示波屏上杂波多,判伤困难。灵敏度太低,容易引起漏检。

实际检测中,在粗探时为了提高扫查速度而又不致引起漏检,常常将检测灵敏度适当提高。

基准灵敏度

超声波实际检测中所用的灵敏度是一个相对灵敏度,它必须采用一个标准的反射体作为基准,调整仪器增益状态将该基准反射体的反射波调到基准波高(40%80%),以便对仪器灵敏度(垂直轴)进行标定,这个标定后的灵敏度就称为基准灵敏度。

当基准反射体的规格相同而埋藏深度不同时,基准灵敏度常被制作成一条曲线,称为灵敏度基准线

理论上,要求必须在被检材料上实施基准灵敏度的标定(校准)

评定线灵敏度

在焊缝检测中,通常采用比较高的初始灵敏度进行粗扫查,其目的是对疑似缺陷显示信号进行分析判断,进而对缺陷进行定性。为保证缺陷不漏检,常规定一个较高的灵敏度作为最低限,要求对高于此灵敏度的缺陷信号均进行分析评定,且粗扫查的灵敏度不得低于这个最低线灵敏度,该灵敏度在标准中常称为评定线灵敏度。

定量线灵敏度

在实际检测中,一般首先进行粗扫查,并完成缺陷真伪的分析评定后,则进入缺陷的定量检测阶段,此阶段所采用的灵敏度低于评定线灵敏度,称为定量线灵敏度。如NB/T47013.3中给出了不同厚度范围的钢板对接焊缝检测的定量灵敏度的当量值,而标准中对于锻件则应是以φ4平底孔作为定量灵敏度。

判废线灵敏度

在焊缝检测中,标准设定了一个低于定量线的灵敏度,当缺陷反射达到和超过这个灵敏度时,该缺陷则判废。于是,称其为判废线灵敏度。

扫查灵敏度

仪器系统基准灵敏度标定后,为确保检测结果的可靠性,一般须采用一个较高的灵敏度进行初始检测,这个初始检测的灵敏度即称为扫查灵敏度,通常也可称为检测灵敏度。一般情况下,扫查灵敏度不得低于评定线灵敏度。

灵敏度的四个参数

灵敏度在标准、工艺中一般只是用当量来代替,例如:φ2 ×40 、φ2 等。根据灵敏度的基本定义和基本要求可知,要完整表示灵敏度必须具备四个参数:反射体的几何尺寸、反射体的探测距离(mm)、反射体的反射波高(一般设定为示波屏满幅度的4080%)、对应的增益状态值(dB)。如图4.17所示。

纵波检测灵敏度四参数的识别,见上图(b):反射体当量为φ6.4,反射体深度为100mm,反射体波高80.0%,对应的仪器增益值27.3dB

实际检测中,必须准确把握、正确记录灵敏度四个参数。

灵敏度四参数的表达方式

广义上说,仪器探头系统任意一个增益状态可以称为一个灵敏度状态。并有四个灵敏度状态参数

反射体的几何尺寸Φ(当量)、反射体的探测距离Hmm)、反射体的反射波高A(%)、应仪器的增益状态值ΔdB且有灵敏度的状态函数关系式:

实际工作中,A型脉冲反射式超声波检测技术中所使用的距离-波幅曲线(灵敏度曲线)都是平面曲线,相对于灵敏度的四个参数而言,则必须设定其中两个参数分别为某一常数,计算或实测出另外两个参数的对应曲线。

以上对灵敏度四参数的讨论的主要目的,就是要对某一深度范围的反射体定量,而定量则必须已知其状态函数的对应关系。在此,将此对应关系分为两个层面:第一,具有比较精确的计算公式,可以准确计算出反射体的几何当量值;第二,可以计算或实测绘制出距离-波幅曲线,依据曲线可以准确求出反射体的几何当量。

在这里需要指出,百分比波高(%)与增益值(dB)都是无量纲参数,其在应用时必须设定一个“比较基准”。一般百分比波高(%)的基准设为40%-80%之间某一值,而分贝值(dB)的比较基准应据实际检测情况设置,且在检测记录中必须准确记录、且在距离-波幅曲线上明确标注。

实际检测中,灵敏度的正确使用至关重要,完整准确的对灵敏度四参数及其“比较基准”的记录才能保证检测全过程的可追溯性。

 
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