数字、计算机及数字技术在超声检测中的应用

数字、计算机及数字技术在超声检测中的应用

随着计算机和数字技术在超声波检测中的广泛应用，a、b、c、d、p扫描和其他字段经常出现在各种文献和产品的介绍中。这些超声探伤中的信息显示模式(俗称各种扫描)的概念中已经有了不少新内容。本文参考internet上的有关资料,较为详细地介绍了A、B、C、D、P扫描的基本概念。1超声检测设备的显示模式A—扫描(A—scan、A—display、A—presentation)也称A型显示(图1)。在A扫描中,探头接收到的超声脉冲信号幅度用轴向(通常是Y轴)位移表示,而此超声脉冲对应的传播时间以另一轴向(通常是X轴)位移表示。在线性放大系统中,Y轴位移量与超声脉冲信号幅度成正比。信号的型式有多种:(1)射频信号;(2)正半波;(3)负半波;(4)整流和非整流;(5)整流和非整流(平滑)。当需要研究信号的相位漂移时,用到射频显示,而其他各种显示可用于简化结果和简化对结果的解释。与模拟式探伤设备不同是,在计算机化、数字化的超声检测设备中,荧光屏上的一幅A型图是由一串等间隔的彼此不相连的亮点组成的,每个点包含两个信息——声程和幅度,声程可用该亮点距参考点的间隔数及声速计算出来,幅度可用灰度、颜色或纵坐标值表示。计算机表示屏幕上一个点的灰度或颜色的等级数是很多的,是足够用的。亮点是按其声程的大小顺序排列起来的。更重要的是每个点所包含的这两个信息及各个点的相对位置都可存贮起来,并可重新提取出来。正是这些特点,使计算机化、数字化的超声检测设备中的各种信号显示模式增添了许多新内容,这将在下文中介绍。A型显示没有包含探头位置的信息。2接头连续的存B—扫描(B—scan、B—display)也称B型显示(图2)。考虑到印刷的困难,图2中应涂成彩色的部分仅用文字标注,下同。读者如能自己涂上颜色对阅读、理解本文是有益的。B—扫描是一种两维显示。在直角坐标中,B型显示中的每个点在一个轴上的坐标值表示超声脉冲信号的传播时间(声程),在另一个轴上的坐标值表示探头离参考点的距离。也就是说,探头位置坐标相同的亮点,组成了这个探头位置处的A—扫描显示。B—扫描中,屏幕上的每个亮点要对某个“事件”的“标志”做出响应,不同事件有不同的标志。例如:(1)亮点的声程落在给定的闸门内且其幅度超过给定的阈值是一个事件,而上述两个条件中的一个未满足的情况则是另一个事件。这样两个“事件”的标志分别是:前者为1,后者为0。亮点可以用黑或白两种颜色分别对标志1或标志0做出响应。这种表示事件标志的方式称为“开关”式。(2)亮点的声程落在给定的闸门内且其幅度超过给定的阈值,在此条件下,如果把各个超过给定阈值的不同幅度值看作为不同“事件”的话,那么各“事件”的标志以及亮点表现标志的方式都是亮点的灰度或颜色。这种表示事件的方式称为“连续”式。图2中左数第1、2的图型是两个部位的A—扫描,分别以a-a,b-b表示。第3个是声程闸门。可以看到,a-a,b-b中的两个回波脉冲都在闸门内。图2中间的黑方框表示被测物体,其中的两条点线表示两条声路径,a-a路径上的黑方块及b-b路径上的不规则图形分别表示该声程处有“事件”发生。图2中间的黑方框上方的箭头线表示探头移动方向。图2右边是B—扫描图,其中a-a的事件表示方式为“开关”式,b-b为“连续”式。3回波时的开关型C—扫描(C—scan,C—display,C—presentation)也称C型显示(图3)。这是个两维显示,例如,在直角坐标中,C—扫描图是由许多点组成的;每一点对应一个探头位置,而每一点的灰度或颜色对应探头在此位置时所发生的事件的标志。这些事件的标志是如下规定的:(1)回波声程落在闸门内且幅度超过给定的阈值,这种标志称为开关型。(2)回波声程落在闸门内且幅度超过给定的阈值,在此条件下的不同的幅度值作为“事件”,其标志是不同颜色或灰度。C—扫描图上没有缺陷离探测面的深度信息。图3采用的是上述的第2种事件标志。4个两维显示d型D—扫描(D—scan,D—display)也称为D型显示(图4),这是个两维显示。D扫描实际上是C扫描的变种,只要将图3的C扫描图中的颜色对应该探头位置时的声程即形成D—扫描图了。5扫查面为焊缝检查,加a型图P—扫描(P—scan,ProjectionImagingScanning)是一种三维显示模式(图5),常用于焊缝检查。当探头在探测面上完成两维扫查后,会得到一系列A型图,被扫查空间中的每一个点将因此得到两个信息——幅度和声程。按照B扫描中对事件及事件标志的规定,将空间中每一点对事件标志的响应投影到三个互相垂直的平面(探测面、端面、侧面)上,就形成了P扫描中的各维显示。6超声探伤的“像”,指“像”,或“像”由此看来,各种扫描的基础均为A扫描。在A扫描基础上演变出来的各种扫描的优点是使信