—— 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 ，其电路方框图如图1 所示[1] 。

 

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，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，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；

m. 实时时钟记录 : 实时探伤日期、时间的跟踪记录，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。