超声相控阵检测教材-第七章-ISONIC相控阵操作说明

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业ISONIC相控阵设备操作指南焊缝高级检测软件功能一、进入检测界面1、根据所使用的仪器进入相控阵检测模式，在相控阵界面下点击，见图1所示。图12、点击进入选项模式，见图2所示。图23、点击进入焊缝检测模式。见图3所示。图34、相控阵探头选择根据检测选用的相控阵探头选择相应的探头型号，如图4所示，图4右上角所显示的即为探头楔块及探头的参数。如果在“选择探头”的下拉选项中无检测所用的探头型号，则点击手动输入探头及楔块的参数进行保存。然后点击。图45、点击进入相控阵扇形扫描参数设置界面，如图5所示。图5二、检测参数设置：1、基础参数设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。声程：根据检测对象设置声程范围。声速：设置为横波声速（例如：钢中横波声速为3230m/s）。显示延迟：就是常说的“零偏”设置。点击（如图6所示），通过点击左键或右键，将“表面补偿”设置为激活状态（如图7、图8所示），点击，仪器将自动校准“零偏”。自动校准后的显示延迟将会自动修正为探头延迟，如图6所示。注：此处“表面补偿”为调节检测参数时所选用的入射角度（“激发设置”中所选取的调节检测参数的入射角度）在探头楔块中传播的延时，及探头延时，仪器自动校准“表面补偿”，即零偏后，显示延迟与“测量参数”中的探头延迟相同。“测量参数”中的探头延迟，当选定入射角度后，仪器自动计算生成，所以是不可修改的，调节的左键右键为灰色图标。如图9、图10所示。本次示例选择的入射角度为55°，探头延时为13.45us。图6图7图8图9图10抑制：设置为0%2、激发参数设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。激发模式：设置为单晶。脉冲宽度：主要用于优化脉冲回波信号。初始设置为探头频率周期的一半，将探头置于放置在被检工件或标准试块上，根据脉冲回波的信号质量，点击左键或右键进行微调。如图11所示。注：调节依据准则为：脉冲回波信号脉宽最窄且相对回波高度最高。本次示例选取的探头为5MHz-32晶片的相控阵探头，其脉冲宽度为T=1/f=1/5MHz=200ns图11激发等级：激发等级代表激发电压的大小，激发等级最高位12级，最高激发电压可达到400Vpp双极脉冲电压。注：激发等级的大小依据被检工件的厚度及被检工件的材料性质决定，依据相应标准进行选择。重复频率：一般≦（1500Hz～2000Hz）。注：重复频率与显示延时及声程有关，详细计算公式为：（1/PRF）≥[显示延时+（2×最大声程）/v]×6其中：PRF---重复频率V---材料声速6---安全系数最大声程=工件厚度/cos（检测所有到的最大入射角度）3、接收参数设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。滤波器：主要用于优化脉冲回波信号，提高信噪比。设置为的状态。如图12所示。低通滤波：初始设置为探头中心频率的0.5倍，将探头置于放置在被检工件或标准试块上，根据脉冲回波的信号质量，点击左键或右键进行微调。注：调节依据准则为：脉冲回波信号脉宽最窄且相对回波高度最高。本次示例选取的探头为5MHz-32晶片的相控阵探头。高通滤波：初始设置为探头中心频率的1.5倍，将探头置于放置在被检工件或标准试块上，根据脉冲回波的信号质量，点击左键或右键，进行微调。注：调节依据准则为：脉冲回波信号脉宽最窄且相对回波高度最高。本次示例选取的探头为5MHz-32晶片的相控阵探头。注：滤波器的低通和高通频率必须包含探头的中心频率。波形模式：设置为全波。图124、闸门设置：脉冲信号调节中有两个独立的闸门，闸门A与闸门B，设置方法相同。开启闸门均是为了读取闸门内脉冲回波信号的测量值，如声程、深度、表面距离等。本示例以闸门A为例进行功能讲解。如图13所示。增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。门A开关：点击左键或右键，将闸门A设置为激活状态。门位A：设置A闸门起始点。门宽A：设置A闸门宽度。门高A：设置A闸门高度（占满屏高度的百分比）。图135、报警选项设置：用于自动化检测，一般情况下不使用。6、测量参数设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。测量数值：闸门覆盖范围内的脉冲信号的测量值。根据检测需要进行选择。s(A):A闸门所捕捉的信号距探头入射点的声程。a(A):A闸门所捕捉的信号距探头前端的水平距离。t(A):A闸门所捕捉的信号距探头入射点的深度。T(A):A闸门所捕捉的信号到探头入射点所用的时间。V(A):A闸门所捕捉的信号高于/低于闸门高度的dB数H(A):A闸门所捕捉信号自身高度的百分比。VC(A):A闸门所捕捉信号高于/低于DAC曲线的dB数。注：必须将闸门激活，方可选择测量参数。本次示例选择的测量数值为t(A)，读取信号的深度值。测量方式：测量方式一共有4种，检测时选择“波峰点”测量方式。四种测量方式如图14所示。探头延时：仪器自动计算得出，不可调节。注：当选定入射角度后，仪器自动计算生成，所以是不可修改的，调节的左键右键为灰色图标。如图15所示。本次示例选择的入射角度为55°，探头延时为13.45us。图157、激发设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。开始：设置从第几个晶片开始激发。注：本次示例选择第9晶片为开始激发晶片。激发晶片数：激发晶片的总数量。注：激发晶片的数量依据被检工件的厚度及被检工件的材料性质决定，依据相应标准进行选择。本次示例选择激发16个晶片。入射角度：选定调节检测参数的角度。一般设置为扇形扫查角度范围的中间角度。例如扇形角度范围35°～75°，则入射角度设置为55°。注：选择中间角度是为了在做角度增益补偿的时候，大角度的回波能够在角度增益补偿窗口显示出来。本次示例选择入射角度为55°，扇形扫查角度范围为35°～75°。聚焦深度：“厚度修正”激活的情况下可选。聚焦声程：“厚度修正”关闭的情况下可选。注：聚焦方式分为两种，聚焦深度和聚焦声程。当“厚度修正”激活的时候，聚焦模式为聚焦深度，即聚焦的范围按照工件的深度值进行计算。当“厚度修正”关闭的时候，聚焦模式为聚焦声程，即聚焦的范围按照声波在工件中传播的距离进行计算。如图16、图17所示。图16图178、接收设置：增益：根据检测对象所需的检测灵敏度进行设置。开始：设置从第几个晶片开始激发。注：本次示例选择第9晶片为开始激发晶片。激发晶片数：激发晶片的总数量。注：激发晶片的数量依据被检工件的厚度及被检工件的材料性质决定，依据相应标准进行选择。本次示例选择激发16个晶片。入射角度：选定调节检测参数的角度。一般设置为扇形扫查角度范围的中间角度。例如扇形角度范围35°～75°，则入射角度设置为55°。注：选择中间角度是为了在做角度增益补偿的时候，大角度的回波能够在角度增益补偿窗口显示出来。本次示例选择入射角度为55°，扇形扫查角度范围为35°～75°。聚焦深度：“厚度修正”激活的情况下可选。聚焦声程：“厚度修正”关闭的情况下可选。注：聚焦方式分为两种，聚焦深度和聚焦声程。当“厚度修正”激活的时候，聚焦模式为聚焦深度，即聚焦的范围按照工件的深度值进行计算。当“厚度修正”关闭的时候，聚焦模式为聚焦声程，即聚焦的范围按照声波在工件中传播的距离进行计算。如图16，图17所示。激发设置一般与接收设置相同。三、DAC曲线制作：1、DAC/TCG设置增益：依据检测标准要求进行设置。DAC/TCG/DGS：点击左键或右键，选择创建。门位A：设置A闸门起点。记录点：制作曲线的点数。(最大40个采样点)DAC曲线：辅线关闭。2、理论DAC曲线制作步骤（1）当DAC/TCG/DGS选择为“创建”时，图18所示的图标被激活。注：dB/mm为材料的衰减系数。（2）点击图标，可输入不同材料的理论衰减系数。相应的理论DAC曲线将在A超窗口中显示。如图19所示。（3）点击左键或右键将DAC/TCG/DGS调节为“DAC”，曲线制作完成。图18图193、实际DAC曲线制作步骤（1）“厚度修正”选择关闭，聚焦声程设置根据实际检测工件确定。见图20所示。注：本次示例采用二次波对20mm的对接焊接件进行检测，聚焦深度选择在工件中部10mm位置。所选择的基准入射角度为55°，则在进行DAC曲线制作时，聚焦声程为20/cos55°×3/2=52mm。图20（2）根据被检工件，依据其检测的相应标准选择制作DAC曲线的标准试块。依据标准选择不同深度的孔。将相控阵探头放置在标准试块上，找到第一个孔的最大反射回波，调节增益使回波的高度达到检测标准要求，确定检测的起始灵敏度。调节门位A，将闸门A套住回波，点击左键或右键将“记录点”设置为1。依次找到剩余不同孔的最大反射回波，并在闸门A套住回波的情况下，并记录点数。（3）所有点记录完后，点击左键或右键将DAC/TCG/DGS调节为DAC。曲线制作完成。（4）记下此时的DAC起始灵敏度，即增益值。本次示例以检测20mm厚度的对接焊接件为例，依据JB/T4730标准要求，选择CSK-ⅢA为标准试块。选取10mm、20mm、30mm、40mm、50mm孔为记录点进行曲线制作。制作方法如下：将相控阵探头放到CSK-ⅢA试块上，找到深度为10mm孔的最大反射回波，调节增益，将反射波高调节为屏幕满屏高80%~90%，调节闸门A的门位，用闸门套住反射回波，记录点1。见图21。图21将相控阵探头放到CSK-ⅢA试块上，找到深度为20mm孔的最大反射回波，调节闸门A的门位，用闸门套住反射回波，记录点2。见图22。图22将相控阵探头放到CSK-ⅢA试块上，找到深度为30mm孔的最大反射回波，调节闸门A的门位，用闸门套住反射回波，记录点3。见图23。图23将相控阵探头放到CSK-ⅢA试块上，找到深度为40mm孔的最大反射回波，调节闸门A的门位，用闸门套住反射回波，记录点4。见图24。图24将相控阵探头放到CSK-ⅢA试块上，找到深度为50mm孔的最大反射回波，调节闸门A的门位，用闸门套住反射回波，记录点5。见图25。图25所有点记录完后，点击左键或右键将DAC/TCG/DGS调节为DAC。曲线制作完成。见图26。图26记下此时的DAC起始灵敏度，即增益值。注：本次示例起始灵敏度为40.5dB。四、角度增益补偿曲线制作：1、角度增益补偿制作步骤（1）制作角度增益补偿曲线时，一般选用半圆试块（见图27所示）或者其他具有不同深度的横通孔的试块制作角度增益补偿曲线。图27半圆试块（2）“厚度修正”选择开启，聚焦深度位置根据检测具体情况设置，一般按照实际检测工艺进行设置。见图28所示。注：本次示例采用二次波对20mm的对接焊接件进行检测，聚焦深度选择在工件中部10mm位置。（3）将相控阵探头放置在所选试块上（本次示例选用半圆试块）找到基准入射角度（本次示例选用的基准入射角度为55°）的反射体回波，调节增益确定基准波高，使得反射体的基准波高为满屏的70%、80%或90%均可，基准波高可由检测人员自己确定（本次示例选用基准入射角度为55°下找到的反射体的回波为80%作为基准波高）。点击进入扫查设置界面，见图28所示。图28（4）进入“扫查设置”界面后点击“单一角度增益修正”菜单的“编辑”进入角度增益补偿修正界面（见图29所示），进入角度增益补偿修正界面后，将入射角度调节为基准入射角度（本次示例选用55°作为基准入射角度），增益修正此时为0。点击选择制作角度增益补偿的角度步进，可调步进有0.1°、0.2°、0.5°、1°、2°、5°，一种6种可调步进。选择的步进将在入射角度的左上角显示，见图30所示（本次示例选择的角度步进为1°）。注：角度步进的选择是为了确定，在整个扇扫范围内，每隔多少度进行一次角度增益补偿修正。选择的角度步进越小则表明角度增益补偿曲线制作的越精细。图29图30（5）通过键调节入射角度，在试块上移动探头，找到每个入射角度对应的反射体的最大回波，通过调节增益修正，将每个最大回波调节至80%的满屏高度。入射角度的范围为所选的扇形扫查角度范围，一般为35°～75°。见图31~图38所示。注：在调节过程中基准入射角度的增益修正始终为0。如果在制作角度增益补偿的过程中发现基准入射角度的增益修正发生变化，需返回至基准角度将增益修正重新调为0。（见图32，图33所示）。图31图32图33图34图35图36图37图38（6）所有角度都修正完之后，点击，将制作好的角度增益补偿曲线保存起来，文件后缀名为.gac，文件名可自行录入，并选择文件所存储的位置，以便下次类似检测直接调用。见图39所示。图39注：如果探头楔块不发生严重磨损，同时扇形扫查范围都在35°～75°时，在检测任意与本次检测相类似的焊接工件时都可直接调用此角度增益补偿曲线，不需要重新进行制作。（7）保存角度增益补偿曲线后，点击，退出角度修正界面。五、检测工艺参数设置在扫查设置界面点击，返回到检测参数设置界面，输入实际检测工件的厚度，和检测工艺（例如一次波检测或二次波检测等）。并将增益值设置为DAC曲线制作时的其实灵敏度。见图40所示。注：实际的检测工艺需依据相关标准进行设定。本次示例选择20mm厚的对接焊板模拟试块进行检测，选用二次波。聚焦深度为工件厚度的1/2处，即10mm位置。起始扫查灵敏度为40.5dB。图40注1：厚度修正:激活厚度修正后，即可更改工件厚度厚度修正:激活厚度修正后，即可更改工件厚度激发反射次数设置接收反射次数设置0.5为一次波,1为二次波,依次类推激发接受反射次数越多，厚度穿透能力越低注2：此时检测参数设置完成，DAC曲线亦制作完成。点击，保存已设置好的检测参数及DAC曲线。文件后缀名为.par，文件名可自行录入，并选择文件所存储的位置，以便下次类似检测直接调用。如图41所示。图41

六、耦合监控设置1、点击进入扫查设置界面，点击耦合中的激活，进入到耦合监控设置界面。见图42、图43所示。图42图432、在耦合监控界面，找到试块的底波，将开启闸门套住底波，调节增益使得底波的回波高度达到满屏高度的80%。点击图43界面中的，回到角度增益补偿修正界面。此时耦合监控为激活状态，激活的图标变亮。见图44所示。图44七、焊缝几何参数设置1、在扫查设置界面，点击点击“几何尺寸”菜单的“编辑”，进入“焊缝参数”设置界面，见图45所示。图452、进入到焊缝几何参数设置界面后，输入焊缝的几何参数。焊缝宽度、表面余高、根部宽度、根部余高。见图46所示。本次示例所检测的焊缝几何参数如图46所示。图463、点击，可进行焊缝真实坡口设置。见图47所示。设置完成后点击。此时坡口图标点亮。见图48所示。图47图484、点击，退出焊缝参数设置界面。八、扇形扫查范围及探头位置设置1、在扫查设置界面，进行检测扇形扫查范围设置。2、通过调节检测所需的最小角度、最大角度及角度步进。角度步进有0.2°、0.5°、1°、2°和5°工五种选项。检测所需的最大最小角度的选择主要依据能否全部覆盖或者最大程度覆盖检测焊缝区域的宗旨来进行调节，在满足覆盖要求的前提下，一次波声束与二次波声束的重叠部分尽可能的少。角度步进越小声束覆盖焊缝区域越密集，但同时检测数据量越大，采集速度及保存速度越慢（建议在检测中选择0.5°的角度步进足以满足检测要求）。3、在焊缝参数设置界面，通过调节。通过探头位置的调节，可以在示意图中看出已设定的扇形扫查范围是否满足声束覆盖要求，从而找到适合的探头位置。在探头位置满足声束覆盖范围时，探头位置越小越好，以减少声波的衰减。注：探头位置代表探头距焊缝根部的的距离。本次示例选择的扇形扫查范围为38°～72°，扫查步进为0.5°，探头位置为12mm。见图49，图50所示。图49图50九、焊缝检测1、焊缝参数设置完成后，在扫查设置界面点击，进入扇形扫描界面，见图51所示。图512、在扇形扫描界面，激活闸门，设置门位、门宽及门高。超过闸门高度，并在闸门覆盖范围内的检测信息将会进行成像显示。但闸门外的信息（A超信号）都将被100%记录，只是不做成像。见图52所示。注：闸门高度一般建议设置为20%。闸门门位一般设置为检测时所需成像的起始位置，闸门宽度一般设置为检测时所需成像的最大声程值。图523、扇形扫描界面的增益为扫查灵敏度。根据工件表面状态，扫查灵敏度一般在起始灵敏度之上进行补偿。补偿的范围，一般根据相关检测标准要求进行补偿。（本次示例没有加表面补偿）4、点击进入C扫描界面进行检测。见图53所示。图535、在C扫描界面设置扫查长度、选择记录方式为编码器。6、编码器校准：将相控阵编码器接入主机。返回至开机检测界面，见图54所示。点击。图54点击，见图55所示。图55点击，见图56所示。图56将相控阵编码器装入探头。见图57所示。图57将编码器放置在直尺上，点击，沿着直尺或者工件表面将编码器推行300mm。见图58，图59所示。注：相控阵编码器前行方向必须与检测时方向一致，否则将不进行成像记录。图58图59编码器推行时，图58中的红色箭头会一直闪动，直至编码器行走完300m。点击步骤二，进入编码器测试界面，验证编码器是否校准。对编码器进行正行、逆行验证，查看显示结果，误差范围不能超过1%。见图60，图61，图62所示。图60图61图62测试完成后，点击，对编码器进行命名（可自行命名），点击。见图63所示。图637、扫查进入到C扫描界面，选择以校准好的编码器，查看耦合状态。如果耦合状态良好，则C扫描界面中耦合状况指示为，如果耦合状态不好，则C扫描界面中耦合状况指示为。见图64所示。图64点击，进行扫查。扫查结束后，点击，将会生成扫查结果。见图65所示。图65点击，并保存数据。文件后缀名为.esc，文件名可自行录入，并记住文件的存放路径，便于后续进行数据分析。见图66所示。图66十、数据分析1、采用离线数据分析软件或者相控阵仪器中的数据分析功能对所采集到的检测而数据进行分析。2、双击数据文件名或选中文件点击，进入该数据分析模式。见图67、图68所示。图67图683、点击视图菜单，选择图像后处理，开始数据分析。见图69所示。图694、点击视图菜单中的基本信息子菜单，查看检测过程中的设置参数、探头参数、增益修正（即角度增益补偿曲线）。查看完毕点击确认或关闭。见图70、图71、图72所示。图70图71图725、点击浏览菜单中的L.X-浏览和Y1浏览子菜单，对扫查结果进行侧视图（焊缝厚度方向）及俯视图（焊缝宽度方向）的切片浏览。浏览完毕点击浏览菜单中的关闭。见图73、图74所示。图73图746、点击标记菜单中的C扫描子菜单，选择激活。此时可浏览俯视图上整个扫查长度的扇形扫描（即P扫描图），在浏览的过程中，对整个长度的某一点图像感兴趣，点击鼠标左键，在扇形扫描图上将对应的出现该点的P扫描图。点击标记菜单中的B扫描子菜单，选择激活。此时可浏览P扫描图中任意一点的A超波形，点击鼠标左键，单一查看所感兴趣的某一点的A超波形。用鼠标双击A超窗口，则弹出某一点A超信号的信息。查看完毕后点击关闭。见图75所示。图757、如果在此次检测中，扫查灵敏度设置过高或过低，不符合相关标准要求，可点击视图菜单中的，增益变化子菜单，通过调节增益值。增益可调范围为-6dB~+6dB。点击应用，相应的图像信息就会发生改变，即图像颜色变浅或变深（图像颜色代表当量值的大小），图像面积增大或减小。见图76、图77所示。图76图778、如果在数据分析的过程中，发现成像的位置不正确（即闸门设置错误），可通过闸门修正菜单进行修改。修改后，点击应用，图像将会按照新的闸门设置改变。见图78、图79、图80所示。注：闸门修正菜单必须是在标记菜单中的C扫描和B扫描激活的状态下才可以使用。门宽不可调节，门宽随着门位位置改变自动变化。图78检测前闸门设置图79图809、点击滤波菜单，选择激活，可滤除一些无用的的图像信息。滤波一共有3种滤波方式，见图81所示。选择滤波后.点击应用，图像信息将根据设置发生改变。所有已选择的滤波信息，将在C扫描数据后处理界面的左侧滤波信息中给出，见图示。如想恢复原始图像，点击滤波菜单，选择关闭。设置幅度滤波：图像中不同的颜色代表不同的当量（dB值），选择此滤波方式可滤除一些颜色的图像，即小于滤波器选择的当量值的图像会被滤除。见图82、图83所示。设置表面切片深度滤波：选择此滤波方式可滤除工件上表面以下xxmm的图像。主要体现在侧视图上的图像变化。见图84、图85所示。设置底面切片深度滤波：选择此滤波方式可滤除工件下表面以上xxmm的图像。主要体现在侧视图上的图像变化。见图86、图87所示。图81图82图83图84图85图86图8710、缺陷分析：点击视图菜单中的按曲线修正子菜单，选择激活。点击滤波菜单，激活滤波器。选择设置幅度滤波方式，按照相关标准，选择需要评定的等级，点击应用。所显示的图像都将按照标准要求需要进行评定。（本次示例是依据国标JB/T4730标准要求，对缺陷进行评定，对II区以上的缺陷进行测量记录。）见图88、图89所示。图88图89缺陷测量：点击测量功能菜单，即可激活测量定量线。测量读数可在视窗左下角读取。见图90、图91、图92所示。测量功能可对缺陷的投影长度、投影宽度及投影高度进行测量。①L-坐标，投影长度：长度测量△L：长度Lr：起点Lg：结束点②X-坐标，投影宽度：宽度测量△X：宽度Xr：起点Xr：结束点③Y-坐标，投影高度：高度测量△Y：高度Yr：起点Yr：结束点图90图91图92缺陷最大点A超信息读取：点击标记菜单，激活C扫描，移动C扫描指针在俯视图及侧视图中寻找整个缺陷中成像面积当量的最大点，点击鼠标左键。激活B扫描，移动B扫描指针在P扫描图（即扇扫图）中寻找该点的当量最大点，通过A超窗口进行幅值大小判断。双击A超窗口，读取缺陷最大点A超信息。见图93所示。图933D成像显示：点击3D显示菜单，选择全部，即可把俯视图、侧视图和端视图合成为一个完整的三维图像。见图94所示。选择部分，可选择部分扫查区域进行三维成像。见图95所示。图94图95生成检测报告：点击文件菜单，选择打印成word文件，可以选择只有图形，也可以选择完整报告。选择只有图形，仪器自动生成的检测报告中只有图像，无检测所设置参数等其他信息。选择完整报告，仪器自动生成的检测报告中有图像，亦有检测所设置的参数信息等完整信息。注：仪器自动生成的报告为word格式，可自行命名文件，自行选择存储路径。仪器自动生成的报告可进行后期编辑，如复制、粘贴等处理。附件1为只有图形的报告模板。附件2为完整报告模板。附件1ISONIC2009UPAScope检测报告-后处理页面闸门修正门位A=13mm门高A=20%滤波:-6.6dB/-1:21mm长度Lr=43.1mmLg=118.4mmΔL=-75.3mm宽度Xr=20.7mmXg=15.8mmΔX=5.0mm高度Dr=8