數(shù)字、計(jì)算機(jī)及數(shù)字技術(shù)在超聲檢測(cè)中的應(yīng)用

數(shù)字、計(jì)算機(jī)及數(shù)字技術(shù)在超聲檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)字技術(shù)在超聲波檢測(cè)中的廣泛應(yīng)用，a、b、c、d、p掃描和其他字段經(jīng)常出現(xiàn)在各種文獻(xiàn)和產(chǎn)品的介紹中。這些超聲探傷中的信息顯示模式(俗稱各種掃描)的概念中已經(jīng)有了不少新內(nèi)容。本文參考internet上的有關(guān)資料,較為詳細(xì)地介紹了A、B、C、D、P掃描的基本概念。1超聲檢測(cè)設(shè)備的顯示模式A—掃描(A—scan、A—display、A—presentation)也稱A型顯示(圖1)。在A掃描中,探頭接收到的超聲脈沖信號(hào)幅度用軸向(通常是Y軸)位移表示,而此超聲脈沖對(duì)應(yīng)的傳播時(shí)間以另一軸向(通常是X軸)位移表示。在線性放大系統(tǒng)中,Y軸位移量與超聲脈沖信號(hào)幅度成正比。信號(hào)的型式有多種:(1)射頻信號(hào);(2)正半波;(3)負(fù)半波;(4)整流和非整流;(5)整流和非整流(平滑)。當(dāng)需要研究信號(hào)的相位漂移時(shí),用到射頻顯示,而其他各種顯示可用于簡(jiǎn)化結(jié)果和簡(jiǎn)化對(duì)結(jié)果的解釋。與模擬式探傷設(shè)備不同是,在計(jì)算機(jī)化、數(shù)字化的超聲檢測(cè)設(shè)備中,熒光屏上的一幅A型圖是由一串等間隔的彼此不相連的亮點(diǎn)組成的,每個(gè)點(diǎn)包含兩個(gè)信息——聲程和幅度,聲程可用該亮點(diǎn)距參考點(diǎn)的間隔數(shù)及聲速計(jì)算出來(lái),幅度可用灰度、顏色或縱坐標(biāo)值表示。計(jì)算機(jī)表示屏幕上一個(gè)點(diǎn)的灰度或顏色的等級(jí)數(shù)是很多的,是足夠用的。亮點(diǎn)是按其聲程的大小順序排列起來(lái)的。更重要的是每個(gè)點(diǎn)所包含的這兩個(gè)信息及各個(gè)點(diǎn)的相對(duì)位置都可存貯起來(lái),并可重新提取出來(lái)。正是這些特點(diǎn),使計(jì)算機(jī)化、數(shù)字化的超聲檢測(cè)設(shè)備中的各種信號(hào)顯示模式增添了許多新內(nèi)容,這將在下文中介紹。A型顯示沒(méi)有包含探頭位置的信息。2接頭連續(xù)的存B—掃描(B—scan、B—display)也稱B型顯示(圖2)?？紤]到印刷的困難,圖2中應(yīng)涂成彩色的部分僅用文字標(biāo)注,下同。讀者如能自己涂上顏色對(duì)閱讀、理解本文是有益的。B—掃描是一種兩維顯示。在直角坐標(biāo)中,B型顯示中的每個(gè)點(diǎn)在一個(gè)軸上的坐標(biāo)值表示超聲脈沖信號(hào)的傳播時(shí)間(聲程),在另一個(gè)軸上的坐標(biāo)值表示探頭離參考點(diǎn)的距離。也就是說(shuō),探頭位置坐標(biāo)相同的亮點(diǎn),組成了這個(gè)探頭位置處的A—掃描顯示。B—掃描中,屏幕上的每個(gè)亮點(diǎn)要對(duì)某個(gè)“事件”的“標(biāo)志”做出響應(yīng),不同事件有不同的標(biāo)志。例如:(1)亮點(diǎn)的聲程落在給定的閘門內(nèi)且其幅度超過(guò)給定的閾值是一個(gè)事件,而上述兩個(gè)條件中的一個(gè)未滿足的情況則是另一個(gè)事件。這樣兩個(gè)“事件”的標(biāo)志分別是:前者為1,后者為0。亮點(diǎn)可以用黑或白兩種顏色分別對(duì)標(biāo)志1或標(biāo)志0做出響應(yīng)。這種表示事件標(biāo)志的方式稱為“開(kāi)關(guān)”式。(2)亮點(diǎn)的聲程落在給定的閘門內(nèi)且其幅度超過(guò)給定的閾值,在此條件下,如果把各個(gè)超過(guò)給定閾值的不同幅度值看作為不同“事件”的話,那么各“事件”的標(biāo)志以及亮點(diǎn)表現(xiàn)標(biāo)志的方式都是亮點(diǎn)的灰度或顏色。這種表示事件的方式稱為“連續(xù)”式。圖2中左數(shù)第1、2的圖型是兩個(gè)部位的A—掃描,分別以a-a,b-b表示。第3個(gè)是聲程閘門?？梢钥吹?a-a,b-b中的兩個(gè)回波脈沖都在閘門內(nèi)。圖2中間的黑方框表示被測(cè)物體,其中的兩條點(diǎn)線表示兩條聲路徑,a-a路徑上的黑方塊及b-b路徑上的不規(guī)則圖形分別表示該聲程處有“事件”發(fā)生。圖2中間的黑方框上方的箭頭線表示探頭移動(dòng)方向。圖2右邊是B—掃描圖,其中a-a的事件表示方式為“開(kāi)關(guān)”式,b-b為“連續(xù)”式。3回波時(shí)的開(kāi)關(guān)型C—掃描(C—scan,C—display,C—presentation)也稱C型顯示(圖3)。這是個(gè)兩維顯示,例如,在直角坐標(biāo)中,C—掃描圖是由許多點(diǎn)組成的;每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)探頭位置,而每一點(diǎn)的灰度或顏色對(duì)應(yīng)探頭在此位置時(shí)所發(fā)生的事件的標(biāo)志。這些事件的標(biāo)志是如下規(guī)定的:(1)回波聲程落在閘門內(nèi)且幅度超過(guò)給定的閾值,這種標(biāo)志稱為開(kāi)關(guān)型。(2)回波聲程落在閘門內(nèi)且幅度超過(guò)給定的閾值,在此條件下的不同的幅度值作為“事件”,其標(biāo)志是不同顏色或灰度。C—掃描圖上沒(méi)有缺陷離探測(cè)面的深度信息。圖3采用的是上述的第2種事件標(biāo)志。4個(gè)兩維顯示d型D—掃描(D—scan,D—display)也稱為D型顯示(圖4),這是個(gè)兩維顯示。D掃描實(shí)際上是C掃描的變種,只要將圖3的C掃描圖中的顏色對(duì)應(yīng)該探頭位置時(shí)的聲程即形成D—掃描圖了。5掃查面為焊縫檢查,加a型圖P—掃描(P—scan,ProjectionImagingScanning)是一種三維顯示模式(圖5),常用于焊縫檢查。當(dāng)探頭在探測(cè)面上完成兩維掃查后,會(huì)得到一系列A型圖,被掃查空間中的每一個(gè)點(diǎn)將因此得到兩個(gè)信息——幅度和聲程。按照B掃描中對(duì)事件及事件標(biāo)志的規(guī)定,將空間中每一點(diǎn)對(duì)事件標(biāo)志的響應(yīng)投影到三個(gè)互相垂直的平面(探測(cè)面、端面、側(cè)面)上,就形成了P掃描中的各維顯示。6超聲探傷的“像”,指“像”,或“像”由此看來(lái),各種掃描的基礎(chǔ)均為A掃描。在A掃描基礎(chǔ)上演變出來(lái)的各種掃描的優(yōu)點(diǎn)是使信