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超聲波探傷實驗工作原理及性能闡述

日期:2022-05-27 15:36
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摘要:介紹了超聲波探傷的基本實驗,如超聲波探傷儀的使用及其性能測試,鍛件傷,鋼板探傷,聲能傳輸損失和材質衰減系數的測定等。
    介紹了超聲波探傷的基本實驗,如超聲波探傷儀的使用及其性能測試,鍛件傷,鋼板探傷,聲能傳輸損失和材質衰減系數的測定等。

    一、實驗目的

    1.了解A型超聲波探傷儀的簡單工作原理。

    2.掌握A型超聲波探傷儀的使用方法。

    3.掌握水平線性、垂直線性和動態范圍等主要性能的測試方法。

    4.掌握盲區、分辨力和靈敏度余量等綜合性能的測試方法。

    二、超聲波探傷儀的工作原理

    目前在實際探傷中,廣泛應用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀。這種儀器熒光屏橫坐標表示超聲波在工件中傳播時間(或傳播距離),縱坐標表示反射回波波高。根據熒光屏上缺陷波的位置和高度可以判定缺陷的位置和大小。

    A型脈沖超聲波探傷儀的型號規格較多,線路各異,但它們的基本電路大體相同。下面以CTS-22型探傷儀為例說明A型脈沖超聲波探傷儀的基本電路。CTS-22型超聲探傷儀主要由同步電路、發射電路、接收放大電路、時基電路(又稱掃描電路)、顯示電路和電源電路組成。

    超聲波探傷實驗工作原理

    各電路的主要功能如下:

    (1)同步電路:產生一系列同步脈沖信號,用以控制整臺儀器各電路按統一步調進行工作

    (2)發射電路:在同步脈沖信號觸發下,產生高頻電脈沖,用以激勵探頭發射超聲波。

    (3)接收放大電路:將探頭接收到的信號放大檢波后加于示波管垂直偏轉板上。

    (4)時基電路:在同步脈沖信號觸發下,產生鋸齒波加于示波管水平偏轉板上形成時基線。

    (5)顯示電路:顯示時基線與探傷波形。

    (6)電源電路:供給儀器各部分所需要的電壓。

    在實際探傷過程中,各電路按統一步調協調工作。當電路接通以后,同步電路產生同步脈沖信號,同時觸發發射電路和時基電路。發射電路被觸發以后產生高頻電脈沖作用于探頭,通過探頭中壓電晶片的逆壓電效應將電信號轉換為聲信號發射超聲波。超聲波在傳播過程中遇到異質界面(缺陷或底面)反射回來被探頭接收,通過探頭的正壓電效壓將聲信號轉換為電信號送至放大電路被放大檢波,然后加到示波管垂直偏轉板上,形成重迭的缺陷波F和底波B。時基電路被觸發以后產生鋸齒波,加到示波管水平偏轉板上,形成一條時基掃描亮線,并將缺陷波F和底波B按時間展開。

    三、儀器的主要性能

    儀器性能僅與儀器有關。儀器主要性能有水平線性、垂直線性和動態范圍。

    1.水平線性

    儀器熒光屏上時基線水平刻度值與實際聲程成正比的程度,稱為儀器的水平線性或時基線性。水平線性主要取決于掃描鋸齒波的線性。儀器水平線性的好壞直接影響測距精度,進而影響缺陷定位。

    2.垂直線性

    儀器熒光屏上的波高與輸入信號幅度成正比的程度稱為垂直線性或放大線性。垂直線性主要取決于放大器的性能。垂直線性的好壞影響應用面板曲線對缺陷定量的精度。

    3.動態范圍

    儀器的動態范圍是指反射信號從垂直極限衰減到消失時所需的衰減量,也就是儀器熒光屏容納信號的能力。
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