超聲波探傷儀的使用和性能測(cè)試

1、超聲波探傷儀的使用和性能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解A型超聲波探傷儀的簡(jiǎn)單工作原理。2、掌握A型超聲波探傷儀的使用法。3、掌握水平線性、垂直線性和動(dòng)態(tài)圍等主要性能的測(cè)試法4、掌握盲區(qū)、分辨力和靈敏度余量等綜合性能的測(cè)試法。二、超聲波探傷儀的工作原理目前在實(shí)際探傷中，廣泛應(yīng)用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀。 這種儀器熒光屏橫坐標(biāo)表示超聲波在工件中傳播時(shí)間（或傳播距離）， 縱坐標(biāo)表示反射回波波高。根據(jù)熒光屏上缺陷波的位置和高度可以判 定缺陷的位置和大小。A型脈沖超聲波探傷儀的型號(hào)規(guī)格較多，線路各異，但它們的基 本電路大體相同。下面以CTS-22型探傷儀為例說(shuō)明A型脈沖超聲波探傷儀的基本 電路。CTS-

2、22型超聲探傷儀主要由同步電路、發(fā)射電路、接收放大電路、 時(shí)基電路（又稱掃描電路）、顯示電路和電源電路組成，如圖1.1所示1-411A. W tb II厶1-1 A 聲廳肚圈各電路的主要功能如下：(1) 同步電路：產(chǎn)生一系列同步脈沖信號(hào)，用以控制整臺(tái)儀器各電 路按統(tǒng)一步調(diào)進(jìn)行工作(2) 發(fā)射電路：在同步脈沖信號(hào)觸發(fā)下，產(chǎn)生高頻電脈沖，用以激 勵(lì)探頭發(fā)射超聲波。(3) 接收放大電路：將探頭接收到的信號(hào)放大檢波后加于示波管垂 直偏轉(zhuǎn)板上。(4) 時(shí)基電路：在同步脈沖信號(hào)觸發(fā)下，產(chǎn)生鋸齒波加于示波管水 平偏轉(zhuǎn)板上形成時(shí)基線。(5) 顯示電路：顯示時(shí)基線與探傷波形。(6) 電源電路：供給儀器各部分所需

3、要的電壓。在實(shí)際探傷過(guò)程中，各電路按統(tǒng)一步調(diào)協(xié)調(diào)工作。當(dāng)電路接通以后， 同步電路產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)發(fā)射電路和時(shí)基電路。發(fā)射電 路被觸發(fā)以后產(chǎn)生高頻電脈沖作用于探頭，通過(guò)探頭中壓電晶片的逆 壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)發(fā)射超聲波。 超聲波在傳播過(guò)程中遇 到異質(zhì)界面（缺陷或底面）反射回來(lái)被探頭接收，通過(guò)探頭的正壓電效 壓將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至放大電路被放大檢波， 然后加到示波管 垂直偏轉(zhuǎn)板上，形成重迭的缺陷波 F和底波B。時(shí)基電路被觸發(fā)以后 產(chǎn)生鋸齒波，加到示波管水平偏轉(zhuǎn)板上，形成一條時(shí)基掃描亮線，并 將缺陷波F和底波B按時(shí)間展開，從而獲得波形。三、儀器的主要性能儀器性能僅與儀器有關(guān)。儀

4、器主要性能有水平線性、垂直線性和 動(dòng)態(tài)圍。1、水平線性儀器熒光屏上時(shí)基線水平刻度值與實(shí)際聲程成正比的程度，稱為 儀器的水平線性或時(shí)基線性。水平線性主要取決于掃描鋸齒波的線 性。儀器水平線性的好壞直接影響測(cè)距精度，進(jìn)而影響缺陷定位。2、垂直線性儀器熒光屏上的波高與輸入信號(hào)幅度成正比的程度稱為垂直線性 或放大線性。垂直線性主要取決于放大器的性能。 垂直線性的好壞影 響應(yīng)用面板曲線對(duì)缺陷定量的精度。3、動(dòng)態(tài)圍儀器的動(dòng)態(tài)圍是指反射信號(hào)從垂直極限衰減到消失時(shí)所需的衰減量，也就是儀器熒光屏容納信號(hào)的能力。四、儀器與探頭的主要綜合性能儀器與探頭的綜合性能不僅與儀器有關(guān)，而且與探頭有關(guān)。主愛 綜合性能有盲區(qū)、

5、分辨力、靈敏度余量等。1、盲區(qū)從探測(cè)面到能發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離，稱為盲區(qū)。盲區(qū)缺陷一概不 能發(fā)現(xiàn)。盲區(qū)與放大器的阻塞時(shí)間和始脈沖寬度有關(guān)，阻塞時(shí)間長(zhǎng)， 始脈沖寬，盲區(qū)大。2、分辨力在熒光屏上區(qū)分距離不同的相鄰兩缺陷的能力稱為分辮力。能區(qū) 分的兩缺陷的距離愈小，分辨力就愈高。分辨力與脈沖寬度有關(guān)，脈 沖寬度小，分辨力高。3、靈敏度余量靈敏度余量是指儀器與探頭組合后，在一定的探測(cè)圍發(fā)現(xiàn)微小缺 陷的能力。具體指從一個(gè)規(guī)定測(cè)距徑的人工試塊上獲得規(guī)定波高時(shí)儀 器所保留的dB數(shù)咼，說(shuō)明靈敏度余量咼。五、實(shí)驗(yàn)用品1、儀器 CTS-22、CTS-26 等。2、探頭:2.5P20Z 或 2.5P14Z。3、試塊：

6、IIW、CSK IA、200/ ©平底試塊等。4、耦合劑：機(jī)油。5、其他：壓塊、坐標(biāo)紙等。六、實(shí)驗(yàn)容與步驟1、水平線性的測(cè)試(1) 調(diào)有關(guān)旋鈕使時(shí)基線清晰明亮，并與水平刻度線重合。(2) 將探頭通過(guò)耦合劑置于 CSKIA或IIW試塊上，如圖1.2A處.(3) 調(diào)微調(diào)、水平或脈沖移位等旋鈕，使熒光屏上出現(xiàn)五次 底波BiB5,且使Bi、B5前沿分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度值2.0和10.0，如 圖 1.3。(4) 觀察記錄 B2、B3、B4與水平刻度值 4.0、6.0、8.0的偏差值a 283、 84。(5) 計(jì)算水平線性誤差：歸 100%(1.1)0.8b式中amaxa2、 玄3、a4 中最大者；

7、b熒光屏水平滿刻度值。ZBY230 84標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儀器的水平線性誤差W2%。2、垂直線性的測(cè)試(1) 抑制至“ 0 ”，衰減器保留30dB衰減余量。(2) 探頭通過(guò)耦合劑置于CSKIA或IIW試塊上，如圖1.2B處， 并用壓塊恒定壓力。(3) 調(diào)(增益使底波達(dá)熒光屏滿幅度100%，但不飽和，作為0dB(4) 固定增益，調(diào)衰減器，每次衰減2dB，并記下相應(yīng)回波高度Hi填入表1.1中，直至消失。H理想相對(duì)波高 L % 1O20 100%Ho20lg HiH。(1.3)表1.1衰減量AidB024681012141618202224回 波 高 度實(shí)測(cè)絕對(duì)波高Hi相對(duì)波咼%理想相對(duì)波咼%偏差%表中：實(shí)測(cè)

8、相對(duì)波高= 衰減AdB后的波咼Hi 衰減OdB時(shí)波高H。(1.2)(5) 計(jì)算垂直線性誤差：D (d血)(1.4)式中d1 實(shí)測(cè)值與理想值的最大正偏差；d2 實(shí)測(cè)值與理想值的最大負(fù)偏差；ZBY230 84標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儀器的垂直線性誤差W8%。3、動(dòng)態(tài)圍的測(cè)試(1) 抑制至“ 0”，衰減器保留30dB。(2) 探頭置于圖1.2A處，調(diào)增益使底波B。達(dá)滿幅度100%。(3) 固定增益，記錄這時(shí)衰減余量Ni，調(diào)衰減器使底波Bi降至 1mm，記錄這時(shí)的衰減余量 N2。(4) 計(jì)算動(dòng)態(tài)圍： =N2一 Ni (dB)ZBY230 84標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儀器的動(dòng)態(tài)圍26dB。4、盲區(qū)的測(cè)試盲區(qū)的精確測(cè)定是在盲區(qū)試塊上進(jìn)行

9、的，由于盲區(qū)試塊加工困 難.因此通常利用CSKIA或IIW試塊來(lái)估計(jì)盲區(qū)的圍。(1) 抑制至“ O”，其他旋鈕位置適當(dāng)。(2) 將直探頭置于圖1.4所示的l、H處。國(guó)1-4 有詼和分舞力的淒試(3) 調(diào)增益、水平等旋鈕，觀察始波后有無(wú)獨(dú)立的回波。(4) 盲區(qū)圍估計(jì)：探頭置位I處有獨(dú)立回波，盲區(qū)小于5mm。探頭置于I處無(wú)獨(dú)立回波，于I處有獨(dú)立回波，盲區(qū)在510mm之間。探頭置于I處無(wú)獨(dú)立回波，盲區(qū)大于10mm 一般規(guī)定盲區(qū)不大于7mm。5、分辨力的測(cè)定(直探頭)(1) 抑制至“ 0”，其他旋鈕位置適當(dāng)。(2) 探頭置于圖1. 4所示的CSKIA或IIW塊塊上m處，前后 左右移動(dòng)探頭，使熒光屏上出現(xiàn)聲程為85、91、100的三個(gè)反射波A、 B、C。(3) 當(dāng)A、B、C不能分開時(shí)，如圖1.5(a)，則分辨力已為：F191 85 工 處 mm (1.5)a b a b當(dāng)A、B、C能分開時(shí)，如圖1.5(b)則分辨力F2為：c 6c一 F291 85mm(1.6)a a一般規(guī)定分辨力不大于6mm。6、靈敏度余量的測(cè)試(1) 抑制至“ O”，增益最大，發(fā)射強(qiáng)度至強(qiáng)(2) 連接探頭，調(diào)節(jié)衰減器使儀器噪聲電平為滿幅度的10%, 記錄這時(shí)衰減器的讀數(shù)Ni。(