中厚板材超声波自动探伤的几个问题

中厚板材超声波自动探伤的几个问题

1探伤灵敏度的提高应该解决的问题。即，厚板材料的超声波自动检测必须同时进行。在这种情况下，很难确定检测本身的检测灵敏度是一致的。每个通道的放大倍数需要自动校正，以使每个通道的检测灵敏度一致。②中厚板材探伤一般都采用双晶探头或直探头,同一探头对不同深度、同样大小的缺陷,反射回来的缺陷波大小不同,为了准确判定板材中缺陷的大小,必须有声程补偿电路。③在线探伤所探钢板规格经常变化,超声波探伤仪必须具有自动设定探伤闸门和底波闸门的能力。④仪器必须能按国标进行缺陷判定。2某一通道之前的灵敏度控制如图1所示,探伤灵敏度自动校正在微处理机的控制下完成,多通道探伤是分时工作的,探伤时,在触发某一通道之前,先设该通道的探伤灵敏度,回波经过电子开关控制的衰减器完成灵敏度的设定。探伤灵敏度的校正必须能自动完成,在校准样板下,各探头同时进行校正,把探伤闸门推到底波处逐渐加大各自通道的探伤灵敏度,直到底波达到某一水平(如可视屏的一半)之后,灵敏度再加10dB,作为探伤灵敏度。3探伤质量及自动追踪超声波自动探伤仪的闸门产生电路如图2所示。超声波的闸门不能只用微处理机程序实现,因为闸门的前后沿定时在0.1μs级,只能用程序预设,用硬件实现其定时。即在探伤周期开始之前,对同步计数器预置一个数,该数为延时时间的补码,同步计数器的最高位预置为1,在探伤周期开始时开始记数,在同步计数器计数溢出时停止记数。溢出时刻就是闸门的一个沿,通过设定不同的预置值,形成超声波自动探伤仪的两个闸门。由于板材的实际厚度和标准厚度可能有偏差,超声波探头的延迟块声程也可能不尽相同,因此在自动探伤开始之前,探伤闸门和底波闸门要先完成自动跟踪。自动跟踪的过程是,根据检测到的底波位置,确定缺陷波闸门的位置,先将探伤闸门推到底波位置,然后两个闸门一起前移,一直移到检测不到底波为止,在此基础上再前移1mm,以此确定探伤闸门的后沿,再由所探板材的标准厚度得到探伤闸门的前沿,而底波闸门的前沿在探伤闸门的后沿之后0.5mm,底波闸门的宽度有5mm声程即可。记录跟踪的数据,探伤时即可按这些数据设定闸门。4全桥式小口并口工艺不同深度缺陷的双晶探头探伤灵敏度特性曲线如图3所示。以下两种解决方案可使处在不同深度的同样大小的缺陷有同样的评定标准,一是使缺陷判定门限随声程而变化,二是使通道的灵敏度随声程而变化,使整个通道的综合灵敏度不随声程而改变。我们采用后一种方案,具体方案如图4所示。图4中存储器的地址高位是被控的通道号,低位是回波的声程,回波的声程由声程计数器提供,而通道号由CPU预设,存储器中存储的是不同通道不同声程下的衰减dB数,用以控制电子开关,回波信号经过衰减网络和电子开关之后得到修整,修整后的回波信号将与声程无关。5第一次反射波f波未达到最大粗糙度的条件GB/T2970-1991中厚板超声波检验方法的测定与评定标准中规定,在检验时,若用双晶探头,用图5所示的试块或用同厚度的钢板,将第一次底波高度调整到满刻度的50%,再提高10dB作为检验灵敏度,这就是我们对检验灵敏度进行校正的依据。在以后的检验过程中保持其灵敏度不变。国标对缺陷的检测标准规定,满足以下三项中一项,即可判为有缺陷。(1)缺陷第一次反射波F1波高大于或等于满刻度的50%。(2)当底面(或端部)第一次反射波B1波高未达到满刻度的,缺陷第一次反射波F1波高大于底波第一次反射波B1的50%。(3)当底面(或板端部)第一次反射波B1消失或低于满刻度的50%。对应于每项规定,要有一个判定电路来判定缺陷,实现第一项规定的电路如图6所示。回波与门限(如视屏的50%)相比较,在缺陷闸门出现的条件下,去触发RS触发器,如果RS触发器置位就可判为有缺陷。缺陷判定标准第二项的实现电路如图7所示,该项标准可以不加前提条件——底波第一次反射波未达到满刻度。因为如果达到满刻度的,满足第二项判据,这就自然满足第一项判据。这个电路的原理是,缺陷判定之前,先把RS触发器置为1,当底波的第一次反射波波高的50%大于缺陷波的第一次反射波的波高时,清除该RS触发器,即该判据不成立。否则,缺陷波的第一次反射波的峰值大于底波的第一次反射波波高的50%,RS触发器不能置0,即判为有缺陷。实现国标缺陷判定第三项规定的电路图如图8所示。该判定的实现方法是,先把RS触发器置位为1,在检测周期内,如果底波波高出现大于规定值的情况,RS触发器清‘0’。CPU检查RS触发器的状态,可以判定是否符合第三项判据。6控制相结合的方法由于超声波发射到一次缺陷判定的周期比较短,完全用程序完成定时控制有较大的困难,因此,我们采用程序控制与逻辑控制相结合的方法实现探伤。一次探伤过程分为两个周期完成,一是参数预置周期T1,二是探伤执行周期T2,如图9所示