數(shù)字化超聲探傷儀在UT探傷中的應(yīng)用 
1 引 言
UT檢測(cè)技術(shù)作為工業(yè)上5大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一一直被人們廣泛地使用。在UT中長(zhǎng)期使用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀。
此種儀器顯示器顯示的是電脈沖信號(hào)探傷人員要從這些信號(hào)中區(qū)分出缺陷波和其他各種類型的波其難度相當(dāng)大錯(cuò)判、漏判現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生嚴(yán)重地阻礙了UT技術(shù)在更深層次上的應(yīng)用。但隨著電子技術(shù)的發(fā)展其成果在UT業(yè)中的被廣泛應(yīng)用一種數(shù)字化超聲探傷儀應(yīng)運(yùn)而生他使UT技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變革不僅能對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)紀(jì)錄甚至可以給出缺陷波的性質(zhì)。
2 數(shù)字化超聲探傷儀的工作原理
與A型脈沖式探傷儀不同數(shù)字化探傷儀在電路上有重大改變，里氏硬度計(jì)維修其電路方框圖如圖2所示[2]。
數(shù)字信號(hào)處理是在計(jì)算機(jī)中用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常首先要進(jìn)行的處理是去除信號(hào)中的噪聲其次是將已經(jīng)去除噪聲的信號(hào)進(jìn)行UT檢測(cè)所需的處理包括增益控制、衰減補(bǔ)償、求信號(hào)包路線等。超聲信號(hào)經(jīng)接收部分放大后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳給電腦換能器的位置可受電腦控制或由人工操作由轉(zhuǎn)換器將位置變?yōu)閿?shù)字傳給電腦。電腦再把隨時(shí)間和位置變化的超聲波形進(jìn)行適當(dāng)處理得出進(jìn)一步控制探傷系統(tǒng)的結(jié)論進(jìn)而設(shè)置有關(guān)參數(shù)或?qū)⑻幚斫Y(jié)果波形、圖形等在屏幕上顯示、打印出來(lái)或給出光、聲識(shí)別及報(bào)警信號(hào)。
3 數(shù)字化超聲探傷儀的優(yōu)點(diǎn)
與傳統(tǒng)探傷儀相比有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)檢測(cè)速度快 數(shù)字化超聲探傷儀一般都可自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算、記錄有些還能自動(dòng)進(jìn)行深度補(bǔ)償和自動(dòng)設(shè)置靈敏度因此檢測(cè)速度快、效率高。
(2)檢測(cè)精度高 數(shù)字化超聲探傷儀對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集、量化、計(jì)算和判別其檢測(cè)精度可高于傳統(tǒng)儀器檢測(cè)結(jié)果。
(3)記錄和檔案檢測(cè) 數(shù)字化超聲探傷儀可以提供檢測(cè)記錄直至缺陷圖像。
(4)可靠性高穩(wěn)定性好 數(shù)字化超聲探傷儀可全面、客觀地采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或后處理對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域或圖像分析還可通過(guò)模式識(shí)別對(duì)工件質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)減少了人為因素的影響提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性。可以實(shí)現(xiàn)的功能主要有：
a. 自動(dòng)校準(zhǔn)：自動(dòng)測(cè)試探頭的“零點(diǎn)”、“K值”、“前沿”及材料的“聲速”；
b. 自動(dòng)顯示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距離s、波幅、當(dāng)量dB、孔徑ф值；
c. 自由切換標(biāo)尺；
d. 自動(dòng)錄制探傷過(guò)程并可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)回放；
e. 自動(dòng)增益、回波包絡(luò)、峰值記憶功能；
f. 探傷參數(shù)可自動(dòng)測(cè)試或預(yù)置；
g. 數(shù)字抑制不影響增益和線性；
h. 多個(gè)獨(dú)立探傷通道可自由輸入并存儲(chǔ)任意行業(yè)的探傷標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)探傷無(wú)需攜帶試塊；
i. 可自由存儲(chǔ)、回放波形及數(shù)據(jù)；
j. DAC、AVG曲線自動(dòng)生成并可以分段制作取樣點(diǎn)不受限制，時(shí)代洛氏硬度計(jì)并可進(jìn)行修正與補(bǔ)償；
k. 自由輸入各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
l. 與計(jì)算機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理,并可導(dǎo)出Excel格式、A4紙張的探傷報(bào)告；
m. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘記錄:實(shí)時(shí)探傷日期、時(shí)間的跟蹤記錄并存儲(chǔ)；
n. 增益補(bǔ)償：對(duì)表面粗糙度、曲面、厚工件遠(yuǎn)距離探傷等因素造成的Db衰減可進(jìn)行修正；
所述以上功能都是模擬超聲探傷儀無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
4 數(shù)字化超聲探傷儀的主要技術(shù)問(wèn)題
(1)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) ADC是探傷儀的超聲信號(hào)輸入電腦的必由之路把連續(xù)變化的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)值信號(hào)。
(2)結(jié)構(gòu) 目前，粗糙度儀有全數(shù)方式和模擬數(shù)字混合 2種。
(3)軟件 數(shù)字化超聲探傷儀在軟件方面是多種多樣的探傷儀的成敗在很大程度上取決于軟件的支持程度。
5 數(shù)字化超聲探傷儀的發(fā)展前景
隨著電子技術(shù)和軟件的進(jìn)一步發(fā)展數(shù)字化超聲探傷儀有著廣闊的發(fā)展前景。相信在不久的將來(lái)以圖像顯示為主的探傷儀將會(huì)在工業(yè)檢驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。
目前某些數(shù)字化超聲探傷儀已具有簡(jiǎn)單的手動(dòng)及掃描功能能示意性地顯示被檢工件的斷面圖像。隨著技術(shù)的進(jìn)步我們可在便攜式儀器上實(shí)現(xiàn)相控陣的B掃描和C掃描成像使探傷結(jié)果像醫(yī)用B超一樣直觀可見(jiàn)。
缺陷定性歷來(lái)是UT檢測(cè)的一個(gè)疑難問(wèn)題現(xiàn)代人工智能學(xué)科的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)缺陷定性提供了可能運(yùn)用模式識(shí)別技術(shù)和專家系統(tǒng)把大量已知缺陷的各種特征量輸入樣本庫(kù)使儀器接受人的經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)后而具備自動(dòng)缺陷定性的能力。
