数字型超声波检测仪的设计

数字型超声波检测仪的设计

1波速和接头延迟在超声波检测中，缺陷的确定主要包括定位、定义和定性。而定位是十分重要的,定位的准确关系到定量和定性。数字型超声波检测仪的波速和探头延迟对定位具有很大的影响。因此,要对数字型超声波检测仪的波速和探头延迟进行试验研究,减少定位的误差,一方面可以避免因缺陷漏检引起的设备事故;另一方面可以更准确地判断缺陷的大小和位置,更有效地判断缺陷的性质,为缺陷管理提供依据。2超声波在材料中的传播行为德国USM35型超声波检测仪是数字型超声波检测仪器(如图1、图2),声程、水平、深度等可在显示屏上直观的显示,Sa表示声程,Da表示深度,Ra表示水平距离,RANGE表示探测范围,MTLVEL表示超声波在材料中的传播速度,P-DELAY表示探头延迟,S-REF表示校准时超声波在材料中传播的声程。3仪器软件设计1)如图3(a)、(b)所示,超声波发射至接收的传播路径为A→B→C→B→A。2)校准前输入声程S-REF1(简写为S1),输入声程S-REF2(简写为S2),用S1声程校准时电路中发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所用时间为T1,用S2声程校准时电路中发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所用时间为T2,探头延迟为P(s),横波在被检材料中传播的速度为V。则:S1=(T1/2-P)×V(1)S2=(T2/2-P)×V(2)联立两个方程推出:P=(S1×T2-S2×T1)/2(S1-S2)(3)V=2(S1-S2)/(T1-T2)(4)因为,S1,S2是试块上的已知数,T1和T2作为电路本身的运行参数,仪器本身可以记录。所以P和V是通过方程(3)、(4)式求解而出的。3)S2>S1,则T2>T1,在仪器软件程序中输入以上方程组,并输入计算机语言:校准过程中声程大的S2对应传播时间长的T2,声程小的S1对应传播时间小的T1,则相关数据自动输入方程,并计算出结果。输入该语言的目的是校准过程中寻找声程S-REF1的最高波记录和寻找声程S-REF2最高波的记录,无需和仪器显示的S-REF1和S-REF2的横坐标相对应。4)检测仪器时首先产生声程值:Sa=波速V×时间T(5)检测仪器根据所输入的探头参数自动计算深度和水平值:深度Da=声程Sa×ctgβ(6)水平Ra=声程Sa×tgβ-探头前沿(7)其中T表示仪器电路中发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所用时间的一半减去探头延迟P(s),β表示探头的折射角。从(5)、(6)、(7)式易见,波速大小和探头延迟的准确性决定了声程、深度、水平大小的准确性。4ranoe定位设置检测人员在检测前要校准该数字仪器,首先确定所用探头的延迟和被检材料中波传播的速度,利用CSK-1A型超声波标准试块半径50mm的圆弧和半径100mm的圆弧,校准波速和探头延迟的步骤如下:1)用BASE组中的RANOE功能设置所需的深度范围。被选中的半径50mm和100mm的两个校准回波显示在屏幕上;2)选择CAL(校准)组;3)用S-REF1和S-REF2输入两个校准回波的距离即50mm和100mm;4)用aSTART(a闸门)功能将闸门定位在第一个校准回波上;5)按Enter(回车)记录第一个校准回波;6)记录好第一个回波后,会显示“Echoisrecorded(回波已记录)”,CAL功能显示为1;7)将闸门移到第二个校准回波上;8)按Enter记录第二个校准回波。校准完成后,会显示“Calibrationisdone(校准已完成)”。这样USM35就可自动地确定声速和探头延迟。5长6试剂延迟校准德国USM35型超声波检测仪说明书上无纵波校准波速和探头延迟的具体程序,但纵波检测校准波速和探头延迟,其原理和横波检测中的校准原理一样。如果用试块校准速度和探头延迟,则利用已知试块厚度,可用试块底面的一次波和二次波校准或者用试块的不同厚度校准。如果知道被检物体的精确厚度,亦可用被检物体底面的一次波和二次波校准,如果输入不准确的被检物体厚度,从上述方程(3)、(4)式易见,得出的P和V是不精确的。6校准波速和接头延迟原理的方法