1 引 言

UT檢測技術作為工業上5大常規無損檢測技術之一一直被人們廣泛地使用。在UT中長期使用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀。

此種儀器顯示器顯示的是電脈沖信號探傷人員要從這些信號中區分出缺陷波和其他各種類型的波其難度相當大，錯判、漏判現象時常發生嚴重地阻礙了UT技術在更深層次上的應用。但隨著電子技術的發展其成果在UT業中的被廣泛應用一種數字化超聲探傷儀應運而生他使UT技術產生了革命性的變革不僅能對超聲波信號進行實時紀錄甚至可以給出缺陷波的性質。

2 數字化超聲探傷儀的工作原理

與A型脈沖式探傷儀不同數字化探傷儀在電路上有重大改變其電路方框圖如圖2所示[2]。

數字信號處理是在計算機中用程序來實現的。通常首先要進行的處理是去除信號中的噪聲其次是將已經去除噪聲的信號進行UT檢測所需的處理包括增益控制、衰減補償、求信號包路線等。超聲信號經接收部分放大后由模數轉換器變為數字信號傳給電腦換能器的位置可受電腦控制或由人工操作由轉換器將位置變為數字傳給電腦。電腦再把隨時間和位置變化的超聲波形進行適當處理得出進一步控制探傷系統的結論進而設置有關參數或將處理結果波形、圖形等在屏幕上顯示、打印出來或給出光、聲識別及報警信號。

3 數字化超聲探傷儀的優點

與傳統探傷儀相比有以下優點:

(1)檢測速度快 數字化超聲探傷儀一般都可自動檢測、計算、記錄有些還能自動進行深度補償和自動設置靈敏度因此檢測速度快、效率高。

(2)檢測精度高 數字化超聲探傷儀對模擬信號進行高速數據采集、量化、計算和判別其檢測精度可高于傳統儀器檢測結果。

(3)記錄和檔案檢測 數字化超聲探傷儀可以提供檢測記錄直至缺陷圖像。

(4)可靠性高穩定性好 數字化超聲探傷儀可全面、客觀地采集和存儲數據并對采集到的數據進行實時處理或后處理對信號進行時域、頻域或圖像分析，還可通過模式識別對工件質量進行分級減少了人為因素的影響提高了檢索的可靠性和穩定性。可以實現的功能主要有：

a. 自動校準：自動測試探頭的“零點”、“K值”、“前沿”及材料的“聲速”；

b. 自動顯示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距離s、波幅、當量dB、孔徑ф值；

c. 自由切換標尺；

d. 自動錄制探傷過程并可以進行動態回放；

e. 自動增益、回波包絡、峰值記憶功能；

f. 探傷參數可自動測試或預置；

g. 數字抑制不影響增益和線性；

h. 多個獨立探傷通道可自由輸入并存儲任意行業的探傷標準現場探傷無需攜帶試塊；

i. 可自由存儲、回放波形及數據；

j. DAC、AVG曲線自動生成并可以分段制作取樣點不受限制并可進行修正與補償；

k. 自由輸入各行業標準；

l. 與計算機通訊,實現計算機數據管理,并可導出Excel格式、A4紙張的探傷報告；

m. 實時時鐘記錄:實時探傷日期、時間的跟蹤記錄并存儲；

n. 增益補償：對表面粗糙度、曲面、厚工件遠距離探傷等因素造成的Db衰減可進行修正；

所述以上功能都是模擬超聲探傷儀無法實現的。

4 數字化超聲探傷儀的主要技術問題

(1)模數轉換器(ADC) ADC是探傷儀的超聲信號輸入電腦的必由之路把連續變化的模擬信號變為數值信號。

(2)結構 目前有全數方式和模擬數字混合 2種。

(3)軟件 數字化超聲探傷儀在軟件方面是多種多樣的探傷儀的成敗在很大程度上取決于軟件的支持程度。

5 數字化超聲探傷儀的發展前景

隨著電子技術和軟件的進一步發展數字化超聲探傷儀有著廣闊的發展前景。相信在不久的將來以圖像顯示為主的探傷儀將會在工業檢驗中得到廣泛應用。

目前，數字超聲波探傷儀某些數字化超聲探傷儀已具有簡單的手動及掃描功能能示意性地顯示被檢工件的斷面圖像。隨著技術的進步我們可在便攜式儀器上實現相控陣的B掃描和C掃描成像使探傷結果像醫用B超一樣直觀可見。

缺陷定性歷來是UT檢測的一個疑難問題現代人工智能學科的發展為實現儀器自動缺陷定性提供了可能運用模式識別技術和專家系統把大量已知缺陷的各種特征量輸入樣本庫使儀器接受人的經驗并經過學習后而具備自動缺陷定性的能力。

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