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TOFD全解析-08-检测前准备-硬件准备

时间:2020-05-11 点击次数:121

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,最大扫查速度越快. 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。

 

 

4

 

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

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