无损检测技术,衍射时差法超声TOFD检测基本原理
目录
1.TOFD检测技术定义及原理
2.TOFD检测技术基本知识
3.TOFD检测技术的盲区
4.TOFD检测技术的特点
5.几种典型缺陷TOFD图谱
1TOFD检测定义及基本原理
1.1TOFD检测的定义
衍射时差法超声检测（Time of Flight Diffraction ，英文缩写 TOFD）是依靠超声波与被检对象中的缺陷尖端或端部相互作用后发出的衍射信号来检测缺陷并对缺陷进行定位、定量的一种无损检测技术。
概况起来说 TOFD技术就是一种基于衍射信号实施检测的技术。
1.2 TOFD检测原理
1.2.1 衍射现象
衍射现象：是指波在传播过程中，遇到障碍物，能够绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象。
缺陷端点衍射现象可以用惠更斯－菲涅尔原理解释：
惠更斯提出，介质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。
菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为子波的波源，在空间某点的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加。
图1.1缺陷端部衍射信号的解释
由图示可见:当一束超声波入射到裂纹缺陷时：
（1）在裂纹中部会形成有一定方向的反射波，其方向满足反射定律。反射波接近平面波，其波阵面是由众多子波源反射波叠加构成;
（2）在裂纹尖端则没有叠加现象发生。这种裂纹尖端以独立的子波源发射的超声波即为衍射波。
衍射波的重要特点：
1.没有明显的方向性；
2.衍射波强度很弱。
衍射波的这两个特点都是由于裂纹尖端独立发射超声波没有波的叠加所造成的
图1.2裂纹端点衍射波特点
裂纹的上下端点都可以产生衍射波。
衍射波信号比反射波信号弱得多，且向空间的各个方向传播，即没有明显的指向性。
图1.3 端角反射与裂纹端点衍射信号波幅比较
根据惠更斯-菲涅尔定理可知，缺陷端点形状改变会对衍射信号产生影响：（1）端点越尖锐，衍射特性越明显，
（2）端点越圆滑，衍射特性越不明显，
（3）当端点曲率半径大于波长（d>λ）时，主要体现的是反射特性。
1.2.2 TOFD技术的基本原理
图1.4 TOFD检测示意图
图1.4为TOFD检测的标准配置，采用一发一收双探头实施检测。发射探头发射的超声波通过不同路径被接收头探头接收到后会形成直通波、底面反射波，当被检工件中有缺陷时，还会形成缺陷上下端点的衍射信号。通过测量缺陷上下端点的衍射信号到达时间以及时间差，就可以确定缺陷上下端点的位置以及缺陷自身高度。这就TOFD技术的基本原理。
直通波和底面反射波作为重要的参考信号有助于对缺陷信号的识别判断。
采用双探头（探头对）的优点：
（1）可避免镜面反射信号掩盖衍射波信号，从而在任何情况下都能很好地接收端点衍射波信号，
（2）方便测定反射体的准确位置和深度，
（3）易于实现大范围扫查，快速接收大量信号。
双探头系统是TOFD技术的基本配置和特征。
TOFD检测对缺陷位置的测定：
通常，焊接接头中的缺陷（测量信号）位置包括三个参数：
（1）平行焊缝方向上距扫查起始点的距离（X），参数X用于确定信号位置和缺陷长度。
（2）垂直焊缝方向的横向距离（Y），用于平行扫查，确定缺陷的横向位置。
（3）距离检测面的深度（Z），参数Z用于确定缺陷深度和缺陷高度。
下面我就就分别介绍对这三个位置参数的测量
1.1缺陷深度参数测量：在TOFD检测时，最常规的配置是探头对对称布置在焊缝两侧，两探头入射点之间的距离又称为探头中心间距，用符号PCS表示。
如图1.6所示，PCS＝2S。假定缺陷（端点衍射信号）位于两探头连线中心，则衍射信号传播距离L为：
在式1-3中，t是超声信号到达时间；s是探头中心间距PCS的一半，为设置参数，对某次检测来说是固定值；c是被检工件材料声速，对确定的检测对象也是固定值。这样，通过式1-3，我们就能够建立起缺陷位置与其衍射信号到达时间之间的一一对应关系。我们的检测设备可以精确的测量所有超声信号的到达时间，通过简单的公式即可求出缺陷的深度位置。
以上公式的成立，需要缺陷位于探头对连线中心。对于更一般的缺陷偏离探头对连线中心位置的情况，采用上述公式得到的缺陷深度值会出现偏差，这在后面章节再进行分析。考虑到一般焊接接头宽度方向尺寸较小，在实际检测时即使不修正，这个误差也在可接受的范围之内，除非要求很高的深度测量精度。
2.缺陷平行焊缝方向位置（X）信息由探头对移动过程中所处位置确定。（对于非平行扫查）
3.缺陷垂直焊缝方向的横向位置（Y）信息，通过探头沿垂直焊缝方向移动（平行扫查）来确定。
1.3TOFD检测中衍射信号的影响因素
由于TOFD技术是依据衍射信号进行缺陷检测和定量，因此，对于衍射信号的影响因素有必要进行进一步分析。
1.3.1 不同角度下衍射信号波幅的变化
裂纹下尖端信号在折射角20°和65°时,波幅曲线出现两个峰值；在38°时,波幅下降很大几乎为零。
裂纹上尖端信号在0 ~ 65°区域单调增大，在65°时波幅达到最大值，从65°~ 85°单调降低。
折射角为65°时，裂纹上、下尖端信号波幅均达到最大值，在45°~ 80°区间，裂纹下尖端的信号波幅大于上尖端的信号波幅。
综合以上可知
（1）衍射信号幅度随折射角的变化而变化。
（2）TOFD技术一般使用45°~70°的探头，避开了38°角度，这就保证衍射信号的强度；因探头角度大于70°时，衍射信号幅度迅速下降且测量误差急剧增加，所以，在实际TOFD检测中一般也不使用75°以上的探头。
（3）在45 °至80 °范围内由角度变化引起的信号波幅变化不大于6dB。
1.3.2裂纹相对于两探头中心线偏斜对衍射信号波幅的影响
图1.8衍射波波幅随偏斜角度变化的曲线
图1.8裂纹相对于两探头中心线偏斜对衍射信号波幅的影响试验结果表明，两探头中心线偏斜对衍射信号波幅不会产生严重影响。当夹角α由90°→ 45 °时，TOFD衍射信号波幅降低不超过6dB。
1.3.3裂纹相对于探测面倾斜时衍射信号幅度的变化
●右图上半部分所示为裂纹衍射的几何布置。下半部为平底孔反射的几何布置，参考反射体是一个直径为3mm平底孔。
●在该模型中，衍射信号的振幅是裂纹倾斜角度的函数。倾斜系数E以垂直检测表面为基准，E＝0对应于缺陷垂直于检测平面。模型中的缺陷是光滑的平面椭圆型裂纹。
右图显示了当-30°≤E≤+30°时衍射波幅度的变化。该图中有很重要的两点：
第一点，在相同深度范围内衍射波的波幅与直径为3㎜的平底孔相当；其次，信号随着缺陷倾角增加而加强。
第二点，垂直裂纹缺陷的衍射信号幅度最小，当倾角E=90°时会产生一个信号幅度为32dB的最大值。
衍射信号幅度随着倾角的增加也随之增加。当E趋近90°时，裂纹如同平底孔那样会形成反射波，两信号比近似等于它们的面积比。
试验表明：裂纹垂直于探测面时衍射信号幅值最小。当裂纹倾角不大于30°时，衍射信号幅度增加不超过3dB，这表明裂纹方向对衍射时差法检测相对不敏感。
图2.3衍射信号幅度随倾斜角度的变化关系
1.3.4裂纹偏离两探头中心时衍射信号幅度的变化
在1983年Temple研究了，当裂纹的位置相对于两个探头的位置变化时，衍射信号波幅的变化情况：
即使缺陷偏离两个探头之间的对称中心达到30mm，衍射信号仅比来自对称放置的信号降低10dB。
这说明裂纹偏离两探头中心对衍射信号幅度没有太大的影响。
总结以上试验结果可知，当超声波角度变化、裂纹相对于两探头中心线偏斜、裂纹相对于探测面倾斜、裂纹偏离两探头中心时衍射波波幅会发生改变，但上述变化在检测可接受的范围之内，对检测实施效果不会产生较大影响。
2 TOFD技术的基本知识
2.1TOFD技术的典型设置
前面已经介绍了TOFD技术中采用的基本配置是双探头配置（如图2.1）。实际上，采用一个探头也能发射超声波和接收衍射波，通常情况下，反射信号比
衍射信号波幅高6~24dB，若采用单探头接收到的端点衍射波信号可能被反射信号掩盖。另外，单探头受制于探头声场范围，实现大范围检测困难，也难以快速测定反射体的准确位置和深度。由于采用单探头有上述不足，所以TOFD技术不采用这种方法。
2.2TOFD技术使用的探头
TOFD探头一般使用的频率范围是1MHz~15MHz，晶片尺寸范围是3mm ~ 20mm，通过楔块在钢工件中形成折射角45°~70°度的纵波斜探头。
TOFD探头的特点：
（1）采用小尺寸晶片的大扩散角探头；
（2）要有良好的发射和接收性能；
（3）应具有宽频带和窄脉冲特性。
TOFD用纵波探头声场特点：
（1）纵波与横波同时存在。
（2）大扩散角和宽波束。
（3）横波声场的强度比纵波大的多。
2.3 频率5MHz，晶片直径6mm，折射角60°的探头在钢中的声场分布
TOFD探头的材料
TOFD探头采用新型压电复合材料制作，和普通压电陶瓷探头相比具有有以下优点：
（1）横向振动很弱，串扰声压小；
（2）机械品质因数Q值低;
（3）带宽大（80%～100%）；
（4）机电耦合系数值大；
（5）灵敏度高，信噪比优于普通PZT探头；
（6）在较大温度范围内特性稳定；
（7）可加工形状复杂的探头，仅需简易的切块和充填技术；
（8）声速、声阻抗、相对绝缘常数及机电系数易于改变（因这些参数相关于陶瓷材料的体积率）；
（9）易与声阻抗不同的材料匹配（从水到钢）；
（10）可通过陶瓷体积率的变化，调节超声波灵敏度。
2.3TOFD技术采用的超声波波型
在常规脉冲反射法超声检测焊接接头时，是采用纯横波探伤，这样可以避免工件中存在纵波产生干扰，同时采用横波检测，其探头指向性好、检测灵敏度高。但是，在TOFD技术中，横波确没有被使用，主要原因为，TOFD检测以超声信号到达时间作为检测和缺陷定量的基准。如果采用横波检测，由于超声波在与缺陷作用时不可避免的会产生波形转换，这样横波信号会在波形转换信号之后出现，导致信号难以分辨。
基于这种情况，TOFD检测中，选择纵波进行检测，原因是在各种波中，纵波的传播速度最快，几乎是横波的两倍，从而能够领先于其它种类的波，在最短时间内到达接收探头。从而使得使用纵波并利用纵波波速计算缺陷的深度得到的结果是唯一的。
2.4TOFD声场中的A扫信号
图3.4所示为TOFD技术应用时，波型种类和传播路径的示意图
图2.4TOFD技术的波传播路径
图2.5所示为TOFD技术应用时，A扫信号的示意图
图2.5TOFD技术的A扫信号
1.直通波：两个探头之间沿工件表面直线传播的纵波。其传播路程最短，最先到达接收探头。当探头间距较大时，直通波可能非常微弱，甚至不能识别。由于TOFD扫查所发射和接收的信号在近表面区有较大的压缩，因此这些区域的一些有用信号可能隐藏在直通波下。直通波的频率比声束中心的频率低。
2.缺陷信号：缺陷上、下端点产生的衍射信号，在直通波和底面反射波之间，一般比直通波信号强，比底面反射波信号弱。为提高小缺陷的上尖端和下尖端信号的分辨能力，可采取减少信号周期的措施。
3.底面反射波：纵波在底面的反射波。如果探头的波束只发射到金属材料的上部分或者工件没有合适底部进行反射，则底面反射波可能不存在。
4.波型转换信号：在底面纵波反射信号和底面反射波型转换信号之间可能产生缺陷的各种波型转换信号。
5.底面反射波型转换信号：在底面纵波反射信号之后将出现一个相当大的信号，这个信号是底面纵横波转换的反射信号，它有时会被误认为是底面纵波反射信号。有些近表面的缺陷其变型波信号会出现在纵波底面反射信号与底面反射波型转换信号之间，因此，该信号有时对检测有帮助，一般在单通道检测时需要设置在时间窗口之内。
除上述信号以外，在底面反射波型转换信号以后还会出现许多纵波和横波多次反射和转换的信号，这些信号对检测没有帮助，一般不再进行观察和分析。
由于直通波的存在，检测时如果只使用TOFD技术，在上表面存在盲区，一般为几毫米或十几毫米之间。
图2.6有缺陷的A-Scan信号相位比较
图2.6是有缺陷工件TOFD检测情况，A-Scan信号中直通波、缺陷上、下尖端信号和底面反射波的波形图。上尖端信号就像底面反射信号一样，相位变化了180°。缺陷下尖端的衍射信号相位不发生改变，可以解释为波束只是在缺陷底部环绕,没有发生界面反射。如果上尖端信号相位从负周期开始，与底面反射信号相同，那么下尖端信号就是从正向周期开始，其相位与直通波信号相同。
研究表明，如果两个衍射信号的相位相反，可以判断在信号之间一定存在一个连续的缺陷。因此，相位对分析信号和测定缺陷准确尺寸是非常重要的。TOFD 技术应用未检波信号进行检测，如图3.7所示。
2.7 需要不检波的A扫来显示相位的变化
总结TOFD信号相位关系如下：
直通波（LW）和底面反射波（BW）的相位相反。
缺陷的下端点衍射信号与直通波的相位相同。
缺陷的上端点衍射信号与底面反射波的相位相同。
每一个缺陷的上、下端点衍射信号相位相反。
2.5深度测量误差
深度测量误差：在TOFD检测中，由式1-3 d = [（ct/2）2 - s2]1/2可知，深度和时间的关系不是线性的，而是呈平方关系。因此，在近表面区域，信号在时间上的微小变化转换成深度就变化较大。深度测量的误差随着接近表面而迅速增大。
由于存在直通波和不断增大的深度测量误差，TOFD对近表面的缺陷探测的可靠性和准确性并不太高。可以通过优化工艺参数来降低上述影响。如采用较高频率的探头和较小的PCS 。不过需要注意，这些措施会使检测覆盖减小。
2.6 检测时PCS的设定
PCS是TOFD检测时的一个重要工艺参数，对检测结果会产生很大影响。在首次非平行扫查时PCS的确定一般采用三分之二壁厚法则，目的是保证超声波声场对整个深度方向的覆盖。
主声束交点深度： d = 2/3 D
探头中心间距： PCS =2S=2d tanq = （4/3）D tanq
2.7 TOFD技术的图像显示
TOFD技术是把一系列A扫数据组合，通过信号处理转换为TOFD图像。在图像中每个独立的A扫信号成为图像中很窄的一行，通常一幅TOFD图像包含了数百个A扫信号。A扫信号的波幅在图像中是以灰度明暗显示的。
通过灰度等级表现出幅度大小。
图2.7TOFD图像
一个8位模/数转换的灰度等级数值是256个，用数字127（纯白色）代表+100%FSH，用数字0（中间灰）代表0%FSH，用数字-128（纯黑色）代表-100%FSH。
“A”扫视图和灰度图的对应
2.8TOFD扫查类型
TOFD检测基本扫查类型主要有：
1.非平行扫查：探头移动方向与超声波声束不平行的扫查方式；
非平行扫查又分为两种扫查形式：
（1）探头在焊缝两边对称放置的非平行扫查（正常情况）；
（2）探头在焊缝两边不对称放置的偏置非平行扫查（特殊情况）。
2.平行扫查，探头移动方向与超声波束方向一致的扫查方式。
非平行扫查特点：
1.能够实现大范围检测；
2.焊缝余高不影响扫查；
3.效率高、速度快、成本低、操作方便。
非平行扫查所看到的视图：
用于采集焊缝及两侧热影响区中的缺陷
非平行扫查图像不能判断出缺陷在焊缝中的横向位置
非平行扫查：主要用于缺陷定位和长度方向的定量，不能判断出缺陷在焊缝中的横向位置；在高度方向上的定量不精确。
偏置非平行扫查：这种扫查主要针对一些特殊情况，例如解决底面轴偏离盲区问题，增大焊缝底面区域的检测范围等。
平行扫查特点：平行扫查要跨越焊缝的横截面，扫查中探头需要越过焊缝，多数情况下需要将焊缝余高磨平再进行扫查。
平行扫查在深度上能够提供很高的精度。
采用平行扫查虽然没有提供缺陷的长度，但可以对缺陷深度进行更精确的定量和缺陷距焊缝中心线的距离的测定，也有助于对缺陷宽度和倾斜角度的判断。
对非平行扫查，缺陷高度的检测精度与缺陷距焊缝中线的位置有关，如果缺
陷不在焊缝中线，则深度计算将出现误差。
由TOFD技术的衍射点深度计算公式可知，在以两个探头为焦点形成的椭圆轨迹上的任意位置，衍射信号的传播时间是一样的（如图5.3所示）。当探头相对于缺陷对称时时间最短。
图2.10 非平行扫查深度测量误差示意图
3 TOFD检测技术的盲区
盲区：是指TOFD技术实施检测时，被检体积中不能发现缺陷的区域。TOFD 技术中存在上表面盲区和下表面盲区。
上表面盲区就是由于直通波信号存在，导致上表面缺陷的信号可能隐藏在直通波信号之下不能被检测，而形成的盲区。
决定上表面盲区深度的因素：
1.直通波脉冲时间宽度
2.探头带宽与频率
3.探头中心间距（PCS值）
4.材料声速
减小上表面盲区的措施：减小PCS，窄脉冲探头，离线软件中的直通波去除等。
注意：TOFD检测中存在的直通波盲区单独通过优化检测工艺参数并不能完全消除。
下表面盲区：主要是指轴偏离底面盲区，即偏离两探头中心位置的底面区域存在的盲区。
按TOFD检测一收一发的探头布置，超声衍射信号传输时间相等位置为一个椭圆轨迹。如果缺陷在椭圆轨迹以下区域，则信号出现在底面反射波之后，因此
无法检出。
偏离焊缝中心的缺陷很难在非平行扫查的底面反射信号中看到，可能被底面回波信号掩盖。
下表面盲区距中心线越远，盲区高度就越大。
解决底面轴偏离盲区主要是采用偏置非平行扫查或平行扫查。
4 TOFD检测技术的特点
4.1 常规超声检测技术的局限性
1.角度问题
常规超声检测中，当反射面相对于超声波束垂直时，回波幅值最高；反射面倾斜将导致回波幅值迅速下降，仅仅5°的倾斜波幅将下降一半（6dB），而10°或更大的倾斜将使检测无法进行，即探头可能完全接收不到反射波。
在斜射横波检测时，可以在一定的角度范围选择探头，以便获得良好的入射角。但实际操作中仍会遇到声束与面积型缺陷不垂直，从而影响缺陷检出。例如垂直于表面的未熔合，由于超声波束无法以适当的角度到达缺陷表面，而导致漏检。
2.波幅问题
在常规超声脉冲回波检测中，判断缺陷存在及测量缺陷的大小都是基于信号的波幅，如当量比较法或端点6dB法，这是一种简单且实用的方法。
影响信号波幅的因素很多：
（1）缺陷与标准反射体的表面粗糙度不同；
（2）工件与标准试块的表面粗糙度不同；
（3）缺陷的倾斜角度；
（4）缺陷的形状；
（5）操作时对探头的压紧力等等。
这些都是影响反射信号的波幅。因此，基于信号波幅的定量方法的准确性难以提高。
3.信号记录和存储问题
常规超声脉冲回波检测使用的模拟超声探伤仪和简单数字超声探伤仪都有下列缺点：
（1）记录信号能力差，
（2）无法记录存储信号或只能记录存储单个信号，
（3）不能连续全过程记录信号，
（4）不能进行大批量信号处理。
4.2 TOFD检测技术的优点
TOFD检测技术以精确测量衍射信号的传输时间和简单的三角方程为理论基础，使用计算机来完成缺陷尺寸和位置的测量。由于其与常规脉冲反射法超声检测原理不同，使其相比于常规超声检测具有独特的优势。
TOFD技术的优点：
1.由于TOFD技术采用衍射信号进行缺陷检测，衍射信号一个显著特征是没有指向性，向空间大范围辐射。不管缺陷方向如何，都基本不会对端点衍射信号产生影响，因此TOFD检测对缺陷方向不敏感，检测可靠性高。
2.TOFD技术采用缺陷端点衍射信号到达时间对缺陷进行尺寸测量，其不依靠波幅对缺陷进行定量，避免了常规超声检测中可能影响波幅的各种干扰因素对缺陷定量的影响，定量精度高。
3.TOFD检测简便快捷，检测效率高。
4.TOFD检测系统配有自动或半自动扫查装置，能够确定缺陷与探头的相对位置，TOFD图像更有利于缺陷的识别和分析。
5.TOFD仪器能全过程记录信号，长久保存数据，能高速进行大批量信号处理
4.3 TOFD检测技术的缺点
由于TOFD技术自身特点，导致其也具有很多不足。
TOFD技术的局限性：
1.工件上、下表面存在盲区。
2.上表面缺陷测量误差大。
3.TOFD图像识别和判读比较难，数据分析需要丰富的经验。
4.难以准确判断缺陷性质。
5.对粗晶材料（奥氏体焊缝）检测比较困难，其信噪比较低。
6.横向缺陷检测比较困难（焊缝余高）。
7.复杂几何形状的工件检测比较困难。
8.点状缺陷的尺寸测量不够准确。
简述全自动超声波无损检测方法
简述全自动超声波无损检测方法 摘要：全自动超声波检测技术（AUT）对于提高无损检测效率、保证无损检测质量，节约工程成本有着重要的意义，通过对AUT检测的特点，与传统检测手段进行了对比分析，阐述工程无损检测中AUT检测的通用做法。 关键词：全自动超声环焊缝检测 引言：AUT检测技术是一种新型的无损检测技术，在近几年的推广使用过程中得到了工程质检方的认可，在使用过程中各公司做法不一，本文通过多年AUT 检测工程应用经验总结归纳了AUT检测通用做法。 1、AUT检测方法适用范围 本文论述了环向焊缝全自动超声检测的要求。在AUT检测所得到结论的基础上分析评定环焊缝。根据工程临界判别法（ECA）来最终确定检测验收标准。 2 AUT检测方法步骤 2.1 外观检查 工程现场所有待检环焊缝在焊接完成后都要进行三方（监理、施工、检测）外观检查并且按照AUT检测相应标准的要求进行评定。 所有坡口应在机加工后进行焊接，并且确保焊接符合焊接工艺的要求，随后AUT全自动超声波检测应结合画参考线一起进行。 2.2 超声波检测 工程现场的所有环焊缝的全自动超声检测都要在整个焊缝圆周方向上进行，并按相应的验收标准进行评定。 3 超声波检测系统 AUT检测系统应该提供足够的检测通道的数量，保证仅扫查环焊缝一周，就可对该焊缝整个厚度上的所有区域进行全面检测。所有被选通道都应能显示一个线性A型扫查显示。检测的通道应该能按照通常如图1所示的检测区域评估被检焊缝。仪器的线性应按照相应标准来确定，每6个月测定一次。仪器的误差应该不大于实际满幅高的5％。这一条件应该适用于对数放大器及线性放大器。每一个检测的通道都应可以选择脉冲反射法或者直射法。每一个检测通道的闸门位置及两个闸门之间的最小跨度和增益都是可选择的。记录电位也是可以选择的，以显示记录的波幅和传播时间位于满幅高0～100％之间的信号。对于B扫查或者图像显示的资料记录也应该为0～100％。对于每个门都有两个可记录的输出信号。无论是模拟信号还是数字信号都包括信号的高度和渡越时间。它们都适于多通道记录仪或计算机数据采集软件的显示。 4 AUT的系统设置 4.1 AUT探头及探头灵敏度的确定 在工程现场的检测中用AUT对比试块选定该检测系统的合适当量。每个AUT 检测探头固定在扫查架相应位置上，保证中心距满足要求。分别调整扫查架上探头的位置、角度和激活晶片数，使所有探头在标准试块上的主反射体的信号都达到最大值。把所有检测探头的峰值信号都设置到仪器满屏的80%，此时显示的灵敏度数值就是该探头检测时的基准灵敏度。 4.2 闸门的设置 4.2.1 熔合区闸门的设置参照AUT对比试块上的标准反射体：闸门起点位置在坡口前大于等于3mm，闸门终点位置应大于焊缝上中心线位置1mm。闸门的起点和长度应记录在工艺文件中。
超声波检测相关标准
GB 3947-83声学名词术语 GB/T1786-1990锻制园并的超声波探伤方法 GB/T 2108-1980薄钢板兰姆波探伤方法 GB/T2970-2004厚钢板超声波检验方法 GB/T3310-1999铜合金棒材超声波探伤方法 GB/T3389.2-1999压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33的静态测试 GB/T4162-1991锻轧钢棒超声波检验方法 GB/T 4163-1984不锈钢管超声波探伤方法(NDT,86-10) GB/T5193-1985钛及钛合金加工产品(横截面厚度≥13mm)超声波探伤方法(NDT,89-11)(eqv AMS2631) GB/T5777-1996无缝钢管超声波探伤检验方法(eqv ISO9303:1989) GB/T6402-1991钢锻件超声波检验方法 GB/T6427-1999压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T6519-2000变形铝合金产品超声波检验方法 GB/T7233-1987铸钢件超声探伤及质量评级方法(NDT,89-9) GB/T7734-2004复合钢板超声波检验方法 GB/T7736-2001钢的低倍组织及缺陷超声波检验法(取代YB898-77) GB/T8361-2001冷拉园钢表面超声波探伤方法(NDT,91-1) GB/T8651-2002金属板材超声板波探伤方法 GB/T8652-1988变形高强度钢超声波检验方法(NDT,90-2) GB/T11259-1999超声波检验用钢制对比试块的制作与校验方法(eqv ASTME428-92) GB/T11343-1989接触式超声斜射探伤方法(WSTS,91-4) GB/T11344-1989接触式超声波脉冲回波法测厚 GB/T11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级(WSTS,91-2～3) GB/T 12604.1-2005无损检测术语超声检测代替JB3111-82 GB/T12604.1-1990 GB/T 12604.4-2005无损检测术语声发射检测代替JB3111-82 GB/T12604.4-1990 GB/T12969.1-1991钛及钛合金管材超声波检验方法 GB/T13315-1991锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法 GB/T13316-1991铸钢轧辊超声波探伤方法 GB/T15830-1995钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果分级 GB/T18182-2000金属压力容器声发射检测及结果评价方法 GB/T18256-2000焊接钢管(埋弧焊除外)—用于确认水压密实性的超声波检测方法(eqv ISO 10332:1994) GB/T18329.1-2001滑动轴承多层金属滑动轴承结合强度的超声波无损检验 GB/T18604-2001用气体超声流量计测量天然气流量 GB/T18694-2002无损检测超声检验探头及其声场的表征(eqv ISO10375:1997) GB/T 18696.1-2004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分:驻波比法 GB/T18852-2002无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法(ISO12715:1999,IDT) GB/T 19799.1-2005无损检测超声检测1号校准试块 GB/T 19799.2-2005无损检测超声检测2号校准试块 GB/T 19800-2005无损检测声发射检测换能器的一级校准 GB/T 19801-2005无损检测声发射检测声发射传感器的二级校准 GJB593.1-1988无损检测质量控制规范超声纵波和横波检验 GJB1038.1-1990纤维增强塑料无损检验方法--超声波检验 GJB1076-1991穿甲弹用钨基高密度合金棒超声波探伤方法 GJB1580-1993变形金属超声波检验方法 GJB2044-1994钛合金压力容器声发射检测方法 GJB1538-1992飞机结构件用TC4 钛合金棒材规范 GJB3384-1998金属薄板兰姆波检验方法 GJB3538-1999变形铝合金棒材超声波检验方法 ZBY 230-84A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件(NDT,87-4/84版)(已被JB/T10061-1999代替) ZBY 231-84超声探伤仪用探头性能测试方法(NDT,87-5/84版)(已被JB/T10062-1999代替)
超声波无损检测的发展
超声无损检测仪器的发展 超声检测仪器性能直接影响超声检测的可靠性，其发展与电子技术等相关学科的发展是息息相关的。计算机的介入，一方面提高了设备的抗干扰能力，另一方面利用计算机的运算功能，实现了对缺陷信号的定量、自动读数、自动识别、自动补偿和报警。20世纪80年代，新一代的超声检测仪器——数字化、智能化超声仪问世，标志着超声检测仪器进入一个新时代。 超声无损检测仪器将向数字化、智能化、图像化、小型化和多功能化发展。在第十三、十四世界无损检测会议仪器展览会、1996年中国国际质量控制技术与测试仪器展览会、1997年日本无损检测展览会等大型国际会议会展中，数字化、智能化、图像化超声仪最引人注目，显示了当今世界无损检测仪器的发展趋势。其中以德国Krauthammer公司、美国Panametrics公司、丹麦Force Institutes公司与美国PAC公司的产品最具代表性。真正的智能化超声仪应该是全面、客观地反映实际情况，而且可以运用频谱分析，自适应专家网络对数据进行分析，提高可靠性。提高超声检测中对缺陷的定位、定量和定性的可靠性也是超声检测仪器实现数字化、智能化急待解决的关键技术问题。 现代的扫查装置也在向智能化方向发展。扫查装置是自动检测系统的基础部分，检测结果准确性、可靠性都依赖于扫查装置。例如采用声藕合监视或藕合不良反馈控制方式提高探头与工件表面的耦合稳定度以及检测的可靠性。从20世纪90年代以来，出现的各种智能检测机器人，已经形成了机器人检测的新时代及工程检测机器人的系列与商业市场。例如日本东京煤气公司的蜘蛛型机器人，移动速度约60m/h ，重约140kg，采用16个超声探头可以对运行状态下的球罐上任意点坐标位置进行扫描。日本NKK公司研制的机器人借助管道内液体推力前进，可以测量输油管道腐蚀状况，其检测精度小于1mm。 丹麦Force研究所的爬壁机器人，重约10吨，采用磁吸附与预置磁条跟踪方式可检测各类大型储罐与船体的缺陷。 超声无损检测技术的发展 超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术, 体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检测以及设备服役的各个阶段和保证机器零件的可靠性和安全性上。世界各国出版的无损检测书
超声波时差法测量
题目：超声波传输时差法的测量 姓名： . 学号： . 班级： . 同组成员： . 指导教师： . 日期： .
关键词：超声波流量计，时差法，换能器，脉冲 第一部分:摘要 1.中文摘要： 超声波用于气体和流体的流速有许多优点。和传统的机械式流量仪表，电磁式流量仪表相比它的计量精度高，对管径的适应性强，非接触流体，使用方便，易于数字化管理等。 近年来，由于电子计术的发展，电子元器件的成本大幅度下降，思潮申博流量仪表的制造成本大大降低，超声波流量计也开始普及起来。 根据其原理，研究了几种超声波流量计特别是时差法超声波流量计的测量原理，对超声波在流体中的传播特性及超声波换能器进行了一定的探讨和研究：根据流体力学及物理学的有关知识，对超声波流量计进行了相关了解。针对传统时差法超声波流量计测量精度易受温度影响的问题，采用了改进型算法，在很大程度上避免了温度变化对测量精度的影响。在多种测量原理及方法下，这里我们则采用的是多脉冲测量法的原理和应用。 当然，我们还要结合课题的实际情况，对时差法超声波流量计的硬件电路进行详细的分析和设计，讨论器件的选择、参数计算等技术问题，设计出了换能器发射和接收超声波的等效电路，当其换能器发射超声波时，相当于换能器给相应的计数环节给以上升沿脉冲使其开始计数，同理，当换能器接收超声波时也产生一个上升沿脉冲，来作用于相对应的计数器使其停止计数。 针对超声波流量计的工作环境，由于条件的限制，我们只能在普通环境下进行我们的课题设计。对造成超声波流量测量误差的各种因素我们也只能进行常规
的分析以及改进。 2.英文摘要： The FV ultrasonic flowmeter is designed to measure the fluid velocity of liquid within a closed conduit. The transducers are a non-contacting, clamp-on type, which will provide benefits of non-foulingoperation and easy installation. The FV transit-time flowmeter utilizes two transducers that function as both ultrasonic transmitters and receivers. The transducers are clamped on the outside of a closed pipe at a specific distance fromeach other. The transducers can be mounted in V-method where the sound transverses the pipe twice,or W-method where the sound transverses the pipe four times, or in Z-method where the transducersare mounted on opposite sides of the pipe and the sound crosses the pipe once. This selection of themounting method depends on pipe and liquid characteristics. The flow meter operates by
无损探伤标准
无损探伤标准 一、通用基础 1、GB 5616-1985 常规无损探伤应用导则 2、GB/T 9445-1999 无损检测人员技术资格鉴定通则 3、GB/T 14693－1993 焊缝无损检测符号 4、GB 16357-1996 工业X射线探伤放射卫生防护标准 5、JB 4730-1994压力容器无损检测 6、DL/T675-1999 电力工业无损检测人员资格考核规则 二、射线检测 1、GB 3323-1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 2、GB 5097-1985 黑光源的间接评定方法 3、GB 5677-1985 铸钢件射线照相及底片等级分类方法 4、GB/T 11346-1989 铝合金铸件X射线照相检验针孔(图形)分级 5、GB/T 11851-1996压水堆燃料棒焊缝X射线照相检验方法 6、GB/T 12469-1990 焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分类 7、GB/T 无损检测术语射线检测 8、GB/T 12605-1990 钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级 9、GB/T 16544-1996 球形储罐γ射线全景曝光照相方法 10、GB/T 16673-1996 无损检测用黑光源（UV-A）辐射的测量 11、JB/T 7902-2000 线型象质计 12、JB/T 7903-1995工业射线照相底片观片灯 13、JB/T 泵产品零件无损检测泵受压铸钢件射线检测方法及底片的等级分类 14、JB/T 9215-1999 控制射线照相图像质量的方法 15、JB/T 9217-1999射线照相探伤方法 16、DL/T 541-1994 钢熔化焊角焊缝射线照相方法和质量分级 17、DL/T 821-2002 钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程 18、TB/T6440－92 阀门受压铸钢件射线照相检验 三、超声波检测㈠
数字超声波探伤仪焊缝探伤实例DAC曲线绘制探伤步骤
数字超声波探伤仪焊缝探伤实例/DAC曲线绘制 探伤步骤： 一、探伤前的准备工作 1. 数字式超声探伤仪 目前市面上的探伤仪大都是数字机，数字机显示的是数字化的波形，具有检测速度快、精度高、可靠性高和稳定性好等特点。1983年德国KK公司推出了世界第一台数字超 声探伤仪，采用Z80作中央处理器，但其重达10公斤，体积很大，应用时需要车载、用户爬到很高的地方来操作，不太适用于野外作业。1986年后，工业化国家的超声探伤仪得到了迅猛发展，现代数字式超声探伤仪趋向小型化和图像化方向，如国内也已 推出的掌上型探伤仪，还有具有强大图像处理功能的TOFD探伤仪。这里选用的是市 场上的一般的数字探伤仪。 2.横波斜探头： 5M13×13K2 3.标准试块：CSK-IB 、CSK-3A 4.30mm厚钢板的对接焊缝 5．DAC参数：（1）DAC点数：d=5、10、15、20（mm）的4点（2）判废线偏移量：+5dB （3）定量线偏移量：-3dB （4）评定线偏移量：-9dB 6．耦合剂（如：机油、水、凡士林等） 二．探测面的选择焊缝一侧 三．开机 1．将探头和超声探伤仪连接 2．开启面板开关，开机自检，约5秒钟进入探伤界面。 (1)按键，使屏幕下方显示“基本”、“收发”、“闸门”、“通道”、“探头”五个功能主菜单。 (2)按“F1”键，进入“基本”功能组，将“基本”功能内的“探测范围”调为“150”，将“材料声速”调为“3230”，将“脉冲移位”调为“0.0，将“探头零点”调为“0.00”。 (3)按下F2键，进入“收发”功能组，将“收发”功能内的“探头方式”调为“单晶”，将“回波抑制”调为“0%”。(4)按下F3键，进入“闸门”功能组，将“闸门报警”调为“关”，将“闸门宽度”调为“20.0”，将“闸门高度”调为“50%”。（此条内容的调整可根据使用者的习惯而定）。(5)按下F4键，进入“通道”功能组，将“探伤通道”调为所需的未存储曲线的通道，如“No.1”，此时
超声波无损检测技术的理论研究
毕业设计（论文） 题目超声波无损检测技术 的理论研究 系（院）物理与电子科学系 专业电子信息科学与技术 班级2006级4班 学生姓名李荣 学号2006080927 指导教师吴新华 职称讲师 二〇一〇年六月十八日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一〇年六月一十八日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一〇年六月一十八日
超声波无损检测技术的理论研究 摘要 本文首先针对波无损检测技术进行理论研究，简明扼要的介绍了超声波无损检测技术的研究意义和发展现状,超声波无损检测技术是当前一种较为先进的检测技术,应用领域更广,适用范围更宽。然后细致的分析了超声波无损检测技术的工作原理特性，基于超声波的优良特性，和传播机理，进行器件或工程的无损检测，并分析了超声波无损检测系统的噪声干扰来源，提出了降低噪声的方法。尝试用计算机模拟系统通过仿真软件来处理超声波无损检测过程中的庞大的数据信息。直观准确地定位缺陷的位置和类型。最后介绍了超声波在无损检测领域的两种典型应用，建筑方面，可以通过超声探头，利用声波的反射的折射来检测混凝土路基的厚度，电力系统方面，利用超声波无损检测技术确定次绝缘子的寿命定位绝缘子中缺陷的类型的具体位置，快速有效的解除安全隐患。 关键词：超声波；无损检测；计算机仿真；瓷绝缘子
无损检测超声检测公式汇总
无损检测超声检测公式 汇总 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
超声检测公式 1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T=1/f 2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=f c ∶Cs ∶C R ≈∶1∶ 4.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP 6.声阻抗:Z ＝p/u ＝ρcu/u ＝ρc 单位为克/厘米2·秒（g/cm 2·s ）或千克/米2·秒（kg/m 2·s ） 7.声强；I ＝21Zu2＝Z P 22 单位; 瓦/厘米2（W/cm 2）或 焦耳/厘米2·秒（J/cm 2·s ） 8.声强级贝尔（BeL ）。△＝lgI 2/I 1 （BeL ） 9.声强级即分贝（dB ） △＝10lgI 2/I 1 ＝20lgP 2/P 1 （dB ） 10.仪器示波屏上的波高与回波声压成正比：△20lgP 2/P 1＝20lgH 2/H 1 （dB ） 11.声压反射率、透射率： r=Pr / P0 t =Pt / P0 ?? ?=-=+21//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-= t =122 02Z Z Z P P t += Z 1—第一种介质的声阻抗； Z 2—第二种介质的声阻抗 12.声强反射率： R= 2 12 1220???? ??+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率：T ()2122 14Z Z Z Z += T+R=1 t －r =1 13.声压往复透射率；T 往= 2 122 1)(4Z Z Z Z + 14.纵波斜入射: 1sin L L c α=1sin L L c α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β CL1、CS1—第一介质中的纵波、横波波速； C L2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速；αL 、α′L —纵波入射角、反射角； βL 、βS —纵波、横波折射角；α′S —横波反射角。 15.纵波入射时：第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin 21 L L c c 第二临界角α：βS =90°时αⅡ=arcsin 21S L c c 16.有机玻璃横波探头αL =°～°， 有机玻璃表面波探头αL ≥° 水钢界面 横波 αL =°～° 17.横波入射：第三临界角：当α′L=90°时αⅢ=arcsin 11 L S c c =°当αS ≥°时，钢中横波全反射。 有机玻璃横波入射角αS （等于横波探头的折射角βS ）=35°～55°，即K=tg βS=～时，检测灵敏度最高。 18.衰减系数的计算 1. α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n) α—衰减系数，dB/m （单程）； )(m n B B -—两次底波分贝值之差，dB ；δ为反射损失，每次反射损失约为（~1)dB ； X 为薄板的厚度 T ：工件检测厚度，mm ；N ：单直探头近场区长度，mm ；m 、n —底波反射次数
超声衍射时差(TOFD)技术原理简介(含图表)
超声衍射时差（TOFD）技术原理简介（含图表） 1.超声衍射时差(TOFD)技术介绍 “TOFD”即Timeofflightdiffraction，译成中文是“超声波衍射时差法检测”，TOFD检测技术原理是利用超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷尖端发生迭加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，从而判定缺陷的大小和深度。极大地提高了缺陷检出率。TOFD检验技术具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高、节省设备的制造时间等特点，在检测资料上保证安全，并且可以用数字型式永久保存，恰好弥补了常规超声波检测技术的不足。 此技术首先是应用于核工业设备检验，如今在电力、石化、管道、压力容器、钢结构等方面多有应用。 上个世纪七十年代早期，英国原子能管理局(UnitedKingdomAtomicEnergyAuthority，即UKAEA)的国家无损检测研究中心的Harwell实验室提出了了超声波衍射在UT中应用的原理。UKAEA为了开发比常规超声波检测更精确的缺陷定量技术，最早由史可·毛瑞斯(SILKMG)博士开发出了超声衍射时差技术 - 1 -
(TimeofFlightDiffraction，简称TOFD)。后来欧美国家的有关机构进行了大量的试验，到80年代早期证实，对于核反应堆的压力容器和主要部件，TOFD技术作为超声检测是可行的，其可靠性和精度要高于常规超声检测(即脉冲回波)技术；相比常规的脉冲回波技术，当时的TOFD 技术有几个最明显的不同，一是很高的定量精度，绝对误差<±1mm，而裂纹监测的误差<±0.3mm；二是对缺陷的方向和角度不敏感，不向脉冲回波技术那样对某些方向的缺陷有“盲区”；三是对缺陷的定量不是基于信号的波幅，而是基于缺陷尖端衍射信号的声程和时间。 后来开发了便携的设备系统(即国际无损检测中心的ZIPSCAN)，TOFD技术被国际工业界广泛公认。90年代，该项技术开始应用与石油化工管线的检测。此后，BSI、ASTM、ASME以及EN等相继承认了TOFD检测技术，颁布并不断修订了有关标准。而发展到今天，世界上有很多无损检测设备制造商开发了很多数字化的无损检测系统可以满足上述标准进行TOFD检测。当然，顶尖的制造商的设备系统可能还具备或者同时兼容常规超声、超声相控阵(PA)、常规涡流(ECT)和涡流阵列(ECTARRY)检 - 2 -
超声波无损检测概述
超声波无损检测概述
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 超声波无损检测概述
2.2 国内研究情况 20 世纪50 年代，我国开始从国外引进模拟超声检测设备并应用于工业生产中。上世纪80 年代初，我国研制生产的超声波探伤设备在测量精度、放大器线性、动态范围等主要技术指标方面已有很大程度的提高[3]。80 年代末期，随大规模集成电路的发展，我国开始了数字化超声检测装置的研制。近年来，我国的数字化超声检测装置发展迅速，已有多家专业从事超声检测仪器研究、生产的机构和企业（如中科院武汉物理研究所、汕头超声研究所、南通精密仪器有限公司、鞍山美斯检测技术有限公司等）[1]。目前，国内的超声超声检测装置正在向数字化、智能化的方向发展并且取得了一定的成绩。另外，国内许多领域（如航空航天、石油化工、核电站、铁道部等）的大型企业通过引进国外先进的成套设备和检测技术（如相控阵超声检测设备与技术和TOFD 检测设备与技术），既完善了国内的超声检测设备，又促进了超声无损检测技术的发展[5]。 2.3 超声波无损检测技术发展趋势 超声检测技术的应用依赖于具体检测工件的检测工艺和方法，同时，超声检测还存在检测的可靠性，缺陷的定量、定性、定位以及缺陷检出概率、漏检率、检测结果重复率等问题，这些对超声检测仪器的研制提出了更高要求。 为克服传统接触式超声检测的不足，人们开始探索非接触式超声检测技术，提出了激光超声、电磁超声、空气耦合超声等。为提高检测效率，发展了相控阵超声检测。随着机械扫描超声成像技术的成熟，超声成像检测也得到飞速发展。目前，超声检测仪器已明显向检测自动化、超声信号处理数字化、诊断智能化、多种成像技术的方向发展[5-7]。 3.超声波检测的基本原理 3.1超声波无损检测基本介绍 超声检测（UT）是超声波在均匀连续弹性介质中传播时，将产生极少能量损失；但当材料中存在着晶界、缺陷等不连续阻隔时，将产生反射、折射、散射、绕射和衰减等现象，从而损失比较多的能量，使我们由接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形或频率发生了相应的变化，测定这些变化就
[超声波衍射时差法(TOFD)检测中参数设定的研究]超声波衍射时差法
[超声波衍射时差法（TOFD）检测中参数设定的研究]超声波 衍射时差法 摘?要在TOFD检测过程中，相关参数的设置非常为重要，关系到采集图谱质量的好坏。下面，就结合现场情况，把TOFD检测实践中的一些见解归纳分析一下，主要以ISONIC系列仪器进行研究。 关键词 TOFD检测；ISONIC；参数设定；研究 TN914 A 1673-9671-(xx)071-0198-01 1 TOFD检测中的参数设置的重要性 TOFD检测扫描前主要注意的参数有：探头真实频率，脉冲宽度，重复频率，阻抗，感抗，滤波频率，信号平均值，时间窗口，增益等参数。 脉冲宽度是非常重要的，它有助于优化接受信号的形状。改变脉冲宽度可以导致不同周期部分减弱或加强。如果想使两个超声脉冲组成单一频率的信号，则应将脉冲宽度设置为所用探头频率周期的一半（例：5 MHz时使用100 ns）；为了使信号持续最低周期数，应将脉冲宽度设置为所用探头频率的一个周期（例：5 MHz时使用200 ns）。
其中探头频率必须是探头实际频率，而不是探头的标称频率。在实际工作中必须通过试验来获得最优脉冲宽度。 如果使用手动采集数据，则需要注意脉冲重复频率PRF与探头移动速度必须相匹配，由于手动扫查时计算机不能判断和控制探头移动，只能由操作者正确选择PRF来保证能正常采集A扫数据。若采用编码器或者电机驱动，则PRF相对不重要，因计算机可以计算出探头位置，在规定的A扫采样率间隔采集数据。若PRF设置不当时将采集到空白A扫。 阻抗Tuning项匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。 感抗damping项的单位是欧。知道了交流电的频率f（Hz）和线圈的电感L（H），就可以把感抗计算出来。在实际调节射频波波幅时，需要不断地改变感抗值来选择最优波幅，使图谱效果达到最佳。 在选择高低通滤波器频率时，推荐滤波器带通宽度的最小范围是0.5到2倍的探头中心频率。选择信号平均值至最低要求，以获得一个合理的信噪比，设置时间窗口覆盖A扫的有用部分，以便数字化。
无损检测案例分析(1)
焊缝无损检测缺陷图片一、气孔与圆缺 图8-1-1 分散的气孔 图8-1-2 密集气孔 图8-1-3 夹钨二、条形夹渣与条形气孔 图8-1-4 条形夹渣
图8-1-5 条形气孔 三、未焊透 图8-1-6 未焊透 四、未熔合 图8-1-7 未熔合 五、裂纹 图8-1-8 裂纹（transverse cracks:横向裂纹；longitudinal root crack:纵向根部裂纹）六、咬边
图8-1-9 内咬边 图8-1-10 外咬边七、内凹 图8-1-11 内凹 八、烧穿 图8-1-12 烧穿
焊缝无损检测案例分析 【案例1】无损检测工艺规程 1、背景 某天然气分输管网工程，要求射线检测100%。 2、问题描述 查无损检测项目部工艺规程《XX公司XX工程无损检测通用射线检测规程》，其中描述“……像质计的使用参照SY/T4109-2005，……射线评级参照SY/T4109-2005……，”等指导性话语；查其曝光曲线为固定时间，电压－厚度曲线，但其现规程中明确说明项目投入三台XXG2505定向射线机，但其曝光曲线只有一个，现场人员解释为三台机器为同一厂家生产，性能差不多。 3、问题分析 （1）工艺规程是相当于公司标准一级的文件，对于项目上的工艺规程，就应当相当于项目上的标准，是所有检测人员赖以编制工艺卡的依据，应当结合公司实际情况与设计指定标准的要求，对每一个方面的技术要求做出明文规定，而不能使用“参照XX标准”等术语。 （2）曝光曲线是反映每一台射线机在一定的透照工艺，胶片系统条件下其曝光时间、选用电压、透照厚度三者之间关系的曲线，虽然射线机厂家给定的曝光曲线是一个型号一个曲线，这不能说明这些射线机就可以共用一个曝光曲线，实际上，就是同一台机器在不同的使用时期，我们还要对其曝光曲线做出修正，这就是为什么，一定要一机一曲线。 4、问题处理 （1）重新编制工艺规程，将标准中的内容，根据工程的实际需要，加入到工艺规程中来，使工艺规程能切实地指导检测人员工作。 （2）要求检测单位对每一台设备做曝光曲线，并制定曝光曲线校验制度。 【案例2】无损检测工艺卡 1、背景 某5万方储油罐无损检测工程，施工规范为GB50128－2005，最底层板厚为24mm,最上层板厚为8mm。 2、问题描述 在检查工艺卡的过程中，发现以下内容：透照厚度填写为8～24，电压填写为150Kv～240kV，曝光时间填定为1～3min，查其现场操作记录，所有的工艺参数确实能包含在这些范围之内，现场人员解释说这样只是为了省事，其工艺卡没有技术上的问题。 3、问题分析 （1）工艺卡的内容必须要覆盖工程中所有检测对象，但绝不是像标准中一样用一个区间去覆盖，是一一对应的覆盖，一就是一，二就是二，如：厚度为8mm，电压填写150kV，曝光时间填写1min等，必须使现场检测人员，能准确无误地根据板厚，读出各项参数，拍出合格底片。 （2）现场操作记录中的数据可以说不是来自于工艺卡，而是来自于现场工作人员的经验，也
超声波无损检测基础原理
第1章绪论 1.1超声检测的定义和作用 指使超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。 作用：质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率 1.2超声检测的发展简史和现状 利用声响来检测物体的好坏 利用超声波来探查水中物体1910‘ 利用超声波来对固体内部进行无损检测 1929年，前苏联Sokolov 穿透法 1940年，美国的Firestone 脉冲反射法 20世纪60年代电子技术大发展 20世纪70年代，TOFD 20世纪80年代以来，数字、自动超声、超声成像 我国始于20世纪50年代初范围 专业队伍理论及基础研究标准超声仪器 差距 1.3超声检测的基础知识 次声波、声波和超声波 声波：频率在20～20000Hz之间次声波、超声波 对钢等金属材料的检测，常用的频率为0.5～10MHz 超声波特点： 方向性好 能量高 能在界面上产生反射、折射、衍射和波型转换 穿透能力强 超声检测工作原理 主要是基于超声波在试件中的传播特性 声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件； 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变； 改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析； 根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。 超声检测工作原理 脉冲反射法： 声源产生的脉冲波进入到试件中——超声波在试件中以一定方向和速度向前传播——遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射——检测设备接收和显示——分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小、位置等。 通常用来发现和对缺陷进行评估的基本信息为： 1、是否存在来自缺陷的超声波信号及其幅度； 2、入射声波与接收声波之间的传播时间； 3、超声波通过材料以后能量的衰减。 超声检测的分类 原理：脉冲反射、衍射时差法、穿透、共振法 显示方式：A 、超声成像（B C D P） 波型：纵波、横波、表面波、板波
用时差法测量超声声速
用超声波流量计测量超声声速 姓名：田田班级：网络（2）班学号：090602231 摘要：在大学物理实验里，我们学习了用共振干涉法和相位比较法测量超声声速，但在工程中运用的是更为精确的时差法测量超声声速。在此，我们可以使用超声波流量计进行测量。超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。 关键字：时差法，超声声速，超声波流量计 Use ultrasound flowmeter measurement ultrasonic velocity Name:TianTian class: network (2) class student id: 090602231 Abstract:in university physics experiment, we studied the use is also called the resonant interfering method and phase comparison ultrasonic velocity measurement, but in engineering is the use of more precise time difference method for measuring the ultrasonic velocity. Here, we can use the ultrasonic flowmeter measurements. Ultrasonic flowmeter is through testing the fluid flow of ultrasonic beam (or ultrasonic pulse) role to measure flow meter. According to the principle of signal detection ultrasound flowmeter can be divided into velocity differential method (direct time difference method, the method of time difference, the method of phase difference and frequency offset method), beam migration method, doppler method, cross-correlation method, space filter method and noise method, etc. Ultrasonic flowmeter and electromagnetic flowmeter is same, because instrument circulation channel not set any block up pieces, belong to the unimpeded flowmeter is suitable for solving the flow measurement
超声波时差法原理介绍
时差法超声波流量计的原理和设计 王润田 1 引言 超声波用于气体和流体的流速测量有许多优点。和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。近年来，由于电子技术的发展，电子元气件的成本大幅度下降，使得超声波流量仪表的制造成本大大降低，超声波流量计也开始普及起来。经常有读者回询问有关超声波流量测量方面的问题。作为普及，我们将陆续撰写一些专题文章，来介绍一些相关知识，以便推广和普及超声波流量技术的普及和提高。本文主要介绍目前最为常用的测量方法：时差法超声波流量计的原理和设计。 2 时差法超声波流量计的原理 时差法超声波流量计（Transit Time Ultrasonic Flowmeter）其工作原理如图1所示。他是利用一对超声波换能器相向交替（或同时）收发超声波，通过观测超声波在介质中的顺溜和逆流传播时间差来间接测量流体的流速，在通过流速来计算流量的一种间接测量方法。 图1 时差法超声波流量测量原理示意图 图1中有两个超声波换能器：顺流换能器和逆流换能器，两只换能器分别安装在流体管线的两侧并相距一定距离，管线的内直径为D，超声波行走的路径长度为L,超声波顺流速度为tu,逆流速度为td,超声波的传播方向与流体的流动方向加角为θ。由于流体流动的原因，是超声波顺流传播L长度的距离所用的时间比逆流传播所用的时间短，其时间差可用下式表示：
式中X是两个换能器在管线方向上的间距。 为了简化，我们假设，流体的流速和超声波在介质中的速度相比是个小量。即：
图2 超声波流量计的电原理框图 4 结语 时差法超声波流量计的换能器安装方式可以有多种。常见的有外加式和管段式，也有介入式，比如家用煤气表一般可采用介入式。无论何种安装方式其原理大同小异。比如介入式就是取上面公式中的θ=0。 超声波波用于流体的测量还有其他几种基于不同原理的测量方法：多卜勒频移法、相位差法和相关法等等，各有优缺点，可根据不同的使用条件和计量精度等因素加以选取。 随着电子技术的迅速发展、超声波技术的普及以及产品成本的降低和可靠性的提高，我们相信，超声波流量仪表将成为流体计量中最为普遍采用的手段。 参考文献：
超声波检测方案
40万吨/年航煤加氢精制装置 无损检测工程 超声波检测方案 编制： 审核： 批准： 吉林亚新工程检测有限责任公司 2010年9月
目录 1 编制依据...................................................................................... - 3 -2工艺编制人员资质的审查 .......................................................... - 3 -3使用设备和仪器的审查 .............................................................. - 3 -4使用材料的审查 .......................................................................... - 3 -5方案的确认 .................................................................................. - 3 -6环境的影响 .................................................................................. - 4 -7检测人员....................................................................................... - 4 -8仪器、探头和试块 ...................................................................... - 4 - 9 检测准备...................................................................................... - 5 - 10 压力容器钢板超声检测 ........................................................... - 5 - 11 压力容器锻件超声检测 ........................................................... - 8 -12钢制压力容器焊缝超声检测 .................................................. - 12 -13原始记录 .................................................................................. - 17 - 14 报告发放与存档 ..................................................................... - 17 - 15 HSE总则………………………………………………………错误! 未定义书签。 16 HSE声明………………………………………………………错误! 未定义书签。 17 HSE目的………………………………………………………错误! 未定义书签。 18 HSE适用范围…………………………………………………错误! 未定义书签。