数字化超声探伤仪在UT探伤中的应用

1 引 言

UT检测技术作为工业上5大常规无损检测技术之一一直被人们广泛地使用。在UT中长期使用的是A型脉冲反射式超声波探伤仪。

此种仪器显示器显示的是电脉冲信号探伤人员要从这些信号中区分出缺陷波和其他各种类型的波其难度相当大错判、漏判现象时常发生严重地阻碍了UT技术在更深层次上的应用。但随着电子技术的发展其成果在UT业中的被广泛应用一种数字化超声探伤仪应运而生他使UT技术产生了革命性的变革不仅能对超声波信号进行实时纪录甚至可以给出缺陷波的性质。

2 数字化超声探伤仪的工作原理

与A型脉冲式探伤仪不同数字化探伤仪在电路上有重大改变其电路方框图如图2所示[2]。

数字信号处理是在计算机中用程序来实现的。通常首先要进行的处理是去除信号中的噪声其次是将已经去除噪声的信号进行UT检测所需的处理包括增益控制、衰减补偿、求信号包路线等。超声信号经接收部分放大后由模数转换器变为数字信号传给电脑换能器的位置可受电脑控制或由人工操作，OPTIMA7烟气分析仪由转换器将位置变为数字传给电脑。电脑再把随时间和位置变化的超声波形进行适当处理得出进一步控制探伤系统的结论进而设置有关参数或将处理结果波形、图形等在屏幕上显示、打印出来或给出光、声识别及报警信号。

3 数字化超声探伤仪的优点

与传统探伤仪相比有以下优点:

(1)检测速度快 数字化超声探伤仪一般都可自动检测、计算、记录有些还能自动进行深度补偿和自动设置灵敏度因此检测速度快、效率高。

(2)检测精度高 数字化超声探伤仪对模拟信号进行高速数据采集、量化、计算和判别其检测精度可高于传统仪器检测结果。

(3)记录和档案检测 数字化超声探伤仪可以提供检测记录直至缺陷图像。

(4)可靠性高稳定性好 数字化超声探伤仪可全面、客观地采集和存储数据并对采集到的数据进行实时处理或后处理对信号进行时域、频域或图像分析还可通过模式识别对工件质量进行分级减少了人为因素的影响提高了检索的可靠性和稳定性。可以实现的功能主要有：

a. 自动校准：自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”；

b. 自动显示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值；

c. 自由切换标尺；

d. 自动录制探伤过程并可以进行动态回放；

e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能；

f. 探伤参数可自动测试或预置；

g. 数字抑制，溶解氧测定仪不影响增益和线性；

h. 多个独立探伤通道可自由输入并存储任意行业的探伤标准现场探伤无需携带试块；

i. 可自由存储、回放波形及数据；

j. DAC、AVG曲线自动生成并可以分段制作取样点不受限制并可进行修正与补偿；

k. 自由输入各行业标准；

l. 与计算机通讯,实现计算机数据管理,并可导出Excel格式、A4纸张的探伤报告；

m. 实时时钟记录:实时探伤日期、时间的跟踪记录，粗糙度仪并存储；

n. 增益补偿：对表面粗糙度、曲面、厚工件远距离探伤等因素造成的Db衰减可进行修正；

所述以上功能都是模拟超声探伤仪无法实现的。

4 数字化超声探伤仪的主要技术问题

(1)模数转换器(ADC) ADC是探伤仪的超声信号输入电脑的必由之路把连续变化的模拟信号变为数值信号。

(2)结构 目前有全数方式和模拟数字混合 2种。

(3)软件 数字化超声探伤仪在软件方面是多种多样的探伤仪的成败在很大程度上取决于软件的支持程度。

5 数字化超声探伤仪的发展前景

随着电子技术和软件的进一步发展数字化超声探伤仪有着广阔的发展前景。相信在不久的将来以图像显示为主的探伤仪将会在工业检验中得到广泛应用。

目前某些数字化超声探伤仪已具有简单的手动及扫描功能能示意性地显示被检工件的断面图像。随着技术的进步我们可在便携式仪器上实现相控阵的B扫描和C扫描成像使探伤结果像医用B超一样直观可见。

缺陷定性历来是UT检测的一个疑难问题现代人工智能学科的发展为实现仪器自动缺陷定性提供了可能运用模式识别技术和专家系统把大量已知缺陷的各种特征量输入样本库使仪器接受人的经验并经过学习后而具备自动缺陷定性的能力。