设备仪器探头试块a型超声波探伤仪

超声检测设备与器材（二）A型脉冲回波超声波检测仪概述A型脉冲反射式超声波检测仪同时显示缺陷信号的幅度和传输延时，能够指示缺陷的深度位置和大小，广泛应用于无损检测领域。A型脉冲反射式超声波检测仪是其后各种超声检测仪器的基础或基本单元，各种成像记录的超声波检测仪器或装置都包含A型脉冲反射式超声波检测仪的功能或组合。A型脉冲反射式超声波检测仪自身发展形成三种形态：模拟仪器：模拟波形显示，旋扭控制，波形刻度读出。数字模拟组合式仪器：模拟波形显示，旋扭控制，部分参数数字输入，波形数字读出。数字式仪器：数字波形显示，数字参数控制，波形数字读出。结构和原理模拟仪器（4.1.2）组合仪器数字仪器（4.1.3）4.1.2模拟A型脉冲回波超声波检测仪结构原理同步电路功能产生周期方波脉冲，用于触发或初始化仪器各部分电路，每个周期完成一次超声脉冲检测。可以比作心脏。类型模拟LC、RC振荡器555时基振荡电路计数器电路仪器参数调整重复频率发射电路功能同步产生高压电脉冲，激发探头振动，产生超声波脉冲类型放电脉冲单极性矩形脉冲双极性矩形脉冲载频调制脉冲调整仪器参数脉冲电压脉冲宽度发射阻尼发射脉冲类型接收电路接收信号探头（信号源）交流阻抗低，信号幅度动态范围大，信号具有频率特征。功能阻抗匹配，频率调谐信号衰减（最大30dB～40dB）削波限幅，保护电路调整匹配阻抗调谐频率衰减挡位放大电路检测大动态范围（大于60dB）的信号，采用可控衰减器和固定增益放大器功能信号放大（净增益总量60dB～80dB）频带滤波调整增益（衰减）量频带选择增益和衰减增益信号放大器的放大倍数A=AO/AI增益G=20Lg（A）（分贝dB）衰减阻抗网络对信号的缩小倍数S=AI/AO衰减量D=20Lg（S）（分贝dB）探伤仪器增益和衰减总量控制模拟仪器采用固定增益放大器，通过标准拨档衰减器调衰减量（60dB～80dB）。数字仪器采用大档位衰减网络，通过电控增益放大器调增益量（60dB～80dB）

。增加衰减=增益量减小=降低回波=检测更大信号减小衰减=增益量提高=放大回波=检测更小信号显示屏同样波高时衰减量大的回波信号大；增益量小的信号大；衰减量小的回波信号小；增益量大的信号小；衰减器（0dB~80dB）放大器（80dB）衰减和增益定量表述放大器放大倍数或衰减器缩小比例：对数表述的增益量：比例和对数增益/衰减对应关系表：增益G（dB）-40-30-20-10-60610203040比例A1/1001/301/101/31/21231030100检波电路功能整流和滤波，提取载频脉冲的包络信号（幅度）射频信号探头自振频率或发射载波频率的超声波，通过短时脉冲调制形成超声波交变信号。显示屏上满幅显示（0～±50%）同时有脉冲信息和载波频率和相位信息检波（视频）信号直流脉冲包络信号显示满幅（0～100%）只有脉冲信息信号抑制电路将小信号斩波到零检波功能模拟显示电路示波管显示器水平偏转产生延时锯齿脉冲水平扫描偏转电压调整延时-水平扫描起点调整斜率-水平扫描时间范围调整偏转零点-水平位置调整视频增益-水平显示范围垂直偏转视频放大检波信号和闸门信号作为垂直偏转电压调整偏转零点-垂直位置调整视频增益-垂直显示范围模拟显示电路2.1.2模拟闸门报警框图双单稳逻辑闸门电路：发射延时触发闸门前沿，闸门前沿延时触发闸门后沿，逻辑输出检测时间窗口的闸门。逻辑闸门信号控制模拟信号开关电路，选出需检测的信号。电平比较器产生超标信号，触发单稳电路形成一定时长的报警信号。闸门报警功能选则检测某个时间范围内的回波信号设置报警回波的幅度电平调整闸门位置（前沿）闸门宽度报警电平（高度）报警类型进波报警失波报警2.1.3模拟仪器闸门跟踪框图2.1.4模拟仪器时间增益补偿框图时间增益补偿：随超声波传输延时的变化同步改变放大器的增益，补偿超声波的传输衰减。2.1.5主要功能模块原理发射电路单沿放电脉冲#20.3.1.1放电脉冲参数双极方波脉冲#21.3.1.2方波脉冲参数衰减器缩小信号、改变增益信号幅度定量放大电路50到80dB的信号增益检波电路整流滤波提取信号幅度显示电路三角波水平偏转检波视放垂直偏转组合式A型脉冲回波超声波检测仪结构框图组合式A型脉冲回波超声波检测仪主要特点模拟连续的波形显示实现闸门内峰值回波幅度和延时的数字化提高读数精度数字波高和深度显示参数计算最终直观结果输入声速、折射角等参数，计算声程、深度和距离拓展测量功能声速，厚度，角度等测量功能提供校准手段数字输出接口4.1.3数字式A型脉冲回波超声波检测仪结构框图2.3.2全数字式A型脉冲回波超声波检测仪主要特点数字控制仪器控制参数化检测过程程序化检测工艺记忆数字波形显示亮度均匀捕捉特征波形存储波形动态记录回放数字读数数值量化显示参数计算智能测量功能数字波形处理检波闸门报警界面波形跟踪数字输出参数和波形记录用户报告数据库端点衍射裂纹深度测量计算数字式仪器常见具体功能数字化距离波幅曲线测量程序动态插值生成曲线实时应用浮动曲线AVG当量计算远场计算只要一个只要一个参考点近场实测只要一条参考距离波幅曲线波幅和距离二维的当量插值探伤仪数字化特征参数采样频率：单位时间采样数，理论上应满足采样定理，因为要实时处理和显示，采样频率应高于信号频率的４到８倍。应到100MHz以上。采样精度：波形幅度分辨力，8位字长为256级，如数字检波，则为128级。存储深度：存储、处理、读数的波形长度一般是波形窗口的水平长度点数。实际采样是以最高采样频率进行，实时保持峰值和峰值时间。有后处理展宽/压缩功能时，记录的数据量大于波形窗口数据量。可独立调节。数字式仪器重复频率重复频率：重复发射超声波脉冲并完成回波检测处理的频率。重复周期是其倒数，重复周期要小于探头扫过缺陷的时间，大于发射超声波脉冲并完成回波检测处理的时间。如果N次滑动相关或平均处理，重复频率再应相应提高N倍视频显示同步重复频率：（50Hz到85Hz），波形显示由硬件电路完成降低视频显示同步重复频率：微机画波显示，处理完一次后同步重复，波形活动比扫查显得慢检测异步，波形显示同步技术：高检测重复频率，保持峰值波形，检测结果视频同步显示幻象波（混叠）现象定义时程较大的回波脉冲在后续的重复周期出现时产生幻象波（混叠）现象。特征模拟仪器的幻象波在特定的范围内来回行走。（重复频率不稳定）数字仪器的幻象波固定在特定的位置。判定方法改变重复频率后幻象波改变出现的位置排除方法降低重复频率让每个重复周期内超声脉冲衰减完。改变重复频率让幻象波不出现在检测关注的声程范围。水浸法时改善水箱吸声性能。采用仪器的跳频技术。操作使用操作钮的作用对应控制参数操作要点模拟仪器主要操作钮名称旋纽控制部位作用工作方式工作方式发射和接收一发一收或自发自收的探头连接发射强度发射强度发射电路改变发射脉冲的宽度或能量衰减衰减档粗调衰减档细调衰减器将输入放大器的信号调整到合适的大小范围增益增益放大电路将信号调节到一个精确刻度上抑制抑制检波电路将幅度较低的信号消除扫描深度深度范围档范围细调扫描电路改变扫描锯齿波斜率，压缩或扩展水平扫描线的扫描时间扫描延时延时扫描电路改变扫描线起点对同步的延时模拟仪器操作钮（续）名称旋纽控制部位作用聚焦聚焦显示器频率频率选择放大电路改变放大器频率范围水平水平显示器扫描线在显示器上的水平位置重复频率重复频率同步电路控制单位时间检测次数垂直垂直显示器波形在显示器上的垂直位置辉度辉度显示器调整扫描线亮度深度补偿开关延时强度补偿控制放大电路同步延时改变放大器增益闸门开关延时宽度电平闸门报警开关闸门起点延时闸门宽度延时报警电平高度检波显示选择检波电路数字式仪器控制参数名称控制部件内容模拟仪器对应发射电压发射电路选择发射电压发射强度1脉冲宽度发射电路调节激发脉冲宽度发射强度2匹配阻抗发射电路选择发射探头匹配阻抗发射强度3频带选择放大电路选择频率和带宽频率增益放大电路调节压控放大器的控制电压衰减和增益扫描范围采样电路调节数据存储的时钟频率深度范围扫描延时采样电路调节采样起点的延时时间延时波形选择数字逻辑选择检波方式或射频方式显示选择工作方式发射电路选择一发一收或自发自收探头连接工作方式抑制数字逻辑消除低波幅信号抑制数字仪器控制参数（续）名称控制部件内容模拟仪器对应闸门起点数字逻辑报警、读数闸门的位置闸门延时闸门宽度数字逻辑报警、读数闸门的宽度闸门宽度闸门开关数字逻辑报警、读数闸门的作用逻辑闸门开关闸门高度数字逻辑报警、读数闸门的高度报警电平补偿开关数字逻辑控制补偿功能作用补偿开关补偿平起点数字逻辑调节补偿起点的同步延时补偿延时补偿强度放大电路调节补偿的增益斜率补偿范围数字仪器计算参数名称控制部件内容声速数值计算由检测到的回波延时计算声程距离探头角度数值计算由声程计算水平和垂直坐标探头延时数值计算扣除声波在探头楔块或耦合层中的传输延时工件厚度数值计算声波在工件中的反弹位置计算工件曲率数值计算弧面检测的定位计算操作要领（程序）4.3.1调校检测范围参考反射面两次回波调整扫描起点和扫描范围校准零点延时（声速）校准折射角度4.3.2调校灵敏度参考反射体回波调整灵敏度制作/绘制距离波幅曲线4.3.3调整闸门闸门位置和宽度闸门高度A型仪器的发展调制脉冲压缩A型超声波检测仪伪随机码调制脉冲发射回波信号相关解调获得窄脉冲回波对数放大A型超声波检测仪线性波形读数动态范围30dB左右信号幅度对数压缩提高波形读数动态范围到100dB电磁超声检测仪单频调制脉冲大功率发射可变频率高增益带通放大平均降噪处理辅助计算与仿真编码调制脉