TOFD全解析-08-检测前准备-硬件准备

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前面把TOFD技术的基本概念介绍的差不多了，后面将针对检测对象进行合适的检测前准备。

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主机的准备:

前面讲到了，采样率的概念，也提到了一个说法就是合理的采样率为每个信号周期采集5个以上样本，即采样率至少为探头频率的5倍以上，所以如果使用10MHz探头，则仪器的采样率至少要50MHz以上。

仪器的脉冲重复频率(PRF)代表每秒钟产生的用于激发探头晶片的触发脉冲数. 脉冲重复频率越高,大扫查速度越快. 脉冲重复频率过高,会产生幻影波.

TOFD技术由于使用的是声时衍射技术，信号比较微弱，因而对信噪比的要求也比较高。因此TOFD设备的滤波器也成为信噪比高低的关键因素。

同时TOFD设备需要有信号平均处理功能，信号平均处理可以降低随机的电子噪音干扰,但无法消除晶粒粗大带来的噪音。

信号平均功能的原理是通过多次信号的叠加再除以次数，以使得缺陷信号不衰减的前提下，降低随机电子噪音。

因而选择一款合适的设备是检测的第1步。

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探头频率和晶片的选择

探头频率主要对穿透能力和分辨力有影响，频率越高，波长越短，分辨力越高，但穿透能力随之下降，反之频率越低，分辨力降低，但穿透能力随之增大。

下面是提高探头频率和降低探头频率对检测的影响比较：

而探头的晶片尺寸对检测影响主要表现在输出能量，即穿透能力上，以及波束扩散角上。晶片尺寸越小，输出能力降低，但波束扩散角度增加，反之晶片尺寸越大，穿透能力增加，但波束扩散角减小。

下面是探头晶片的影响比较：

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楔块角度的选择也会影响近表面分辨力及覆盖范围，楔块角度越大，近表面分辨率越好，覆盖范围越靠上部，反之楔块角度越小，近表面分辨率越差，覆盖范围约靠近下部。

探头角度越小,PCS越小, 直通波与底波的时间间隔越大,分辨力越高,深度测量的精度越高.

初次扫查更多使用60o和70o楔块，但对于较厚的工件，则需要使用45o楔块。

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仪器及探头和楔块的选择是比较重要的一个环节，在一些标准如NB/T 47013.10标准中对于仪器及探头和楔块都有明确的要求。其中对探头频率、晶片尺寸和楔块角度都有明确的推荐范围：

而针对不同的要求，也要根据检测需求进行合理的选择。

比如对于大壁厚工件或粗晶材料，可以选择低频率，大晶片尺寸，小角度。

针对大曲率薄壁工件，可以选择高频率，小晶片尺寸，大角度。

对于提高覆盖及检测效率，可选择低频率，小晶片尺寸，大角度。

而如果想提高检测精度和分辨力，可选择高频率，小角度，短脉冲。

待续

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文章转自工业检测大时代