設(shè)備儀器探頭試塊a型超聲波探傷儀

超聲檢測設(shè)備與器材（二）A型脈沖回波超聲波檢測儀概述A型脈沖反射式超聲波檢測儀同時顯示缺陷信號的幅度和傳輸延時，能夠指示缺陷的深度位置和大小，廣泛應(yīng)用于無損檢測領(lǐng)域。A型脈沖反射式超聲波檢測儀是其后各種超聲檢測儀器的基礎(chǔ)或基本單元，各種成像記錄的超聲波檢測儀器或裝置都包含A型脈沖反射式超聲波檢測儀的功能或組合。A型脈沖反射式超聲波檢測儀自身發(fā)展形成三種形態(tài)：模擬儀器：模擬波形顯示，旋扭控制，波形刻度讀出。數(shù)字模擬組合式儀器：模擬波形顯示，旋扭控制，部分參數(shù)數(shù)字輸入，波形數(shù)字讀出。數(shù)字式儀器：數(shù)字波形顯示，數(shù)字參數(shù)控制，波形數(shù)字讀出。結(jié)構(gòu)和原理模擬儀器（4.1.2）組合儀器數(shù)字儀器（4.1.3）4.1.2模擬A型脈沖回波超聲波檢測儀結(jié)構(gòu)原理同步電路功能產(chǎn)生周期方波脈沖，用于觸發(fā)或初始化儀器各部分電路，每個周期完成一次超聲脈沖檢測?？梢员茸餍呐K。類型模擬LC、RC振蕩器555時基振蕩電路計數(shù)器電路儀器參數(shù)調(diào)整重復(fù)頻率發(fā)射電路功能同步產(chǎn)生高壓電脈沖，激發(fā)探頭振動，產(chǎn)生超聲波脈沖類型放電脈沖單極性矩形脈沖雙極性矩形脈沖載頻調(diào)制脈沖調(diào)整儀器參數(shù)脈沖電壓脈沖寬度發(fā)射阻尼發(fā)射脈沖類型接收電路接收信號探頭（信號源）交流阻抗低，信號幅度動態(tài)范圍大，信號具有頻率特征。功能阻抗匹配，頻率調(diào)諧信號衰減（最大30dB～40dB）削波限幅，保護(hù)電路調(diào)整匹配阻抗調(diào)諧頻率衰減擋位放大電路檢測大動態(tài)范圍（大于60dB）的信號，采用可控衰減器和固定增益放大器功能信號放大（凈增益總量60dB～80dB）頻帶濾波調(diào)整增益（衰減）量頻帶選擇增益和衰減增益信號放大器的放大倍數(shù)A=AO/AI增益G=20Lg（A）（分貝dB）衰減阻抗網(wǎng)絡(luò)對信號的縮小倍數(shù)S=AI/AO衰減量D=20Lg（S）（分貝dB）探傷儀器增益和衰減總量控制模擬儀器采用固定增益放大器，通過標(biāo)準(zhǔn)撥檔衰減器調(diào)衰減量（60dB～80dB）。數(shù)字儀器采用大檔位衰減網(wǎng)絡(luò)，通過電控增益放大器調(diào)增益量（60dB～80dB）

。增加衰減=增益量減小=降低回波=檢測更大信號減小衰減=增益量提高=放大回波=檢測更小信號顯示屏同樣波高時衰減量大的回波信號大；增益量小的信號大；衰減量小的回波信號??；增益量大的信號小；衰減器（0dB~80dB）放大器（80dB）衰減和增益定量表述放大器放大倍數(shù)或衰減器縮小比例：對數(shù)表述的增益量：比例和對數(shù)增益/衰減對應(yīng)關(guān)系表：增益G（dB）-40-30-20-10-60610203040比例A1/1001/301/101/31/21231030100檢波電路功能整流和濾波，提取載頻脈沖的包絡(luò)信號（幅度）射頻信號探頭自振頻率或發(fā)射載波頻率的超聲波，通過短時脈沖調(diào)制形成超聲波交變信號。顯示屏上滿幅顯示（0～±50%）同時有脈沖信息和載波頻率和相位信息檢波（視頻）信號直流脈沖包絡(luò)信號顯示滿幅（0～100%）只有脈沖信息信號抑制電路將小信號斬波到零檢波功能模擬顯示電路示波管顯示器水平偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生延時鋸齒脈沖水平掃描偏轉(zhuǎn)電壓調(diào)整延時-水平掃描起點調(diào)整斜率-水平掃描時間范圍調(diào)整偏轉(zhuǎn)零點-水平位置調(diào)整視頻增益-水平顯示范圍垂直偏轉(zhuǎn)視頻放大檢波信號和閘門信號作為垂直偏轉(zhuǎn)電壓調(diào)整偏轉(zhuǎn)零點-垂直位置調(diào)整視頻增益-垂直顯示范圍模擬顯示電路2.1.2模擬閘門報警框圖雙單穩(wěn)邏輯閘門電路：發(fā)射延時觸發(fā)閘門前沿，閘門前沿延時觸發(fā)閘門后沿，邏輯輸出檢測時間窗口的閘門。邏輯閘門信號控制模擬信號開關(guān)電路，選出需檢測的信號。電平比較器產(chǎn)生超標(biāo)信號，觸發(fā)單穩(wěn)電路形成一定時長的報警信號。閘門報警功能選則檢測某個時間范圍內(nèi)的回波信號設(shè)置報警回波的幅度電平調(diào)整閘門位置（前沿）閘門寬度報警電平（高度）報警類型進(jìn)波報警失波報警2.1.3模擬儀器閘門跟蹤框圖2.1.4模擬儀器時間增益補償框圖時間增益補償：隨超聲波傳輸延時的變化同步改變放大器的增益，補償超聲波的傳輸衰減。2.1.5主要功能模塊原理發(fā)射電路單沿放電脈沖#20.3.1.1放電脈沖參數(shù)雙極方波脈沖#21.3.1.2方波脈沖參數(shù)衰減器縮小信號、改變增益信號幅度定量放大電路50到80dB的信號增益檢波電路整流濾波提取信號幅度顯示電路三角波水平偏轉(zhuǎn)檢波視放垂直偏轉(zhuǎn)組合式A型脈沖回波超聲波檢測儀結(jié)構(gòu)框圖組合式A型脈沖回波超聲波檢測儀主要特點模擬連續(xù)的波形顯示實現(xiàn)閘門內(nèi)峰值回波幅度和延時的數(shù)字化提高讀數(shù)精度數(shù)字波高和深度顯示參數(shù)計算最終直觀結(jié)果輸入聲速、折射角等參數(shù)，計算聲程、深度和距離拓展測量功能聲速，厚度，角度等測量功能提供校準(zhǔn)手段數(shù)字輸出接口4.1.3數(shù)字式A型脈沖回波超聲波檢測儀結(jié)構(gòu)框圖2.3.2全數(shù)字式A型脈沖回波超聲波檢測儀主要特點數(shù)字控制儀器控制參數(shù)化檢測過程程序化檢測工藝記憶數(shù)字波形顯示亮度均勻捕捉特征波形存儲波形動態(tài)記錄回放數(shù)字讀數(shù)數(shù)值量化顯示參數(shù)計算智能測量功能數(shù)字波形處理檢波閘門報警界面波形跟蹤數(shù)字輸出參數(shù)和波形記錄用戶報告數(shù)據(jù)庫端點衍射裂紋深度測量計算數(shù)字式儀器常見具體功能數(shù)字化距離波幅曲線測量程序動態(tài)插值生成曲線實時應(yīng)用浮動曲線AVG當(dāng)量計算遠(yuǎn)場計算只要一個只要一個參考點近場實測只要一條參考距離波幅曲線波幅和距離二維的當(dāng)量插值探傷儀數(shù)字化特征參數(shù)采樣頻率：單位時間采樣數(shù)，理論上應(yīng)滿足采樣定理，因為要實時處理和顯示，采樣頻率應(yīng)高于信號頻率的４到８倍。應(yīng)到100MHz以上。采樣精度：波形幅度分辨力，8位字長為256級，如數(shù)字檢波，則為128級。存儲深度：存儲、處理、讀數(shù)的波形長度一般是波形窗口的水平長度點數(shù)。實際采樣是以最高采樣頻率進(jìn)行，實時保持峰值和峰值時間。有后處理展寬/壓縮功能時，記錄的數(shù)據(jù)量大于波形窗口數(shù)據(jù)量。可獨立調(diào)節(jié)。數(shù)字式儀器重復(fù)頻率重復(fù)頻率：重復(fù)發(fā)射超聲波脈沖并完成回波檢測處理的頻率。重復(fù)周期是其倒數(shù)，重復(fù)周期要小于探頭掃過缺陷的時間，大于發(fā)射超聲波脈沖并完成回波檢測處理的時間。如果N次滑動相關(guān)或平均處理，重復(fù)頻率再應(yīng)相應(yīng)提高N倍視頻顯示同步重復(fù)頻率：（50Hz到85Hz），波形顯示由硬件電路完成降低視頻顯示同步重復(fù)頻率：微機畫波顯示，處理完一次后同步重復(fù)，波形活動比掃查顯得慢檢測異步，波形顯示同步技術(shù)：高檢測重復(fù)頻率，保持峰值波形，檢測結(jié)果視頻同步顯示幻象波（混疊）現(xiàn)象定義時程較大的回波脈沖在后續(xù)的重復(fù)周期出現(xiàn)時產(chǎn)生幻象波（混疊）現(xiàn)象。特征模擬儀器的幻象波在特定的范圍內(nèi)來回行走。（重復(fù)頻率不穩(wěn)定）數(shù)字儀器的幻象波固定在特定的位置。判定方法改變重復(fù)頻率后幻象波改變出現(xiàn)的位置排除方法降低重復(fù)頻率讓每個重復(fù)周期內(nèi)超聲脈沖衰減完。改變重復(fù)頻率讓幻象波不出現(xiàn)在檢測關(guān)注的聲程范圍。水浸法時改善水箱吸聲性能。采用儀器的跳頻技術(shù)。操作使用操作鈕的作用對應(yīng)控制參數(shù)操作要點模擬儀器主要操作鈕名稱旋紐控制部位作用工作方式工作方式發(fā)射和接收一發(fā)一收或自發(fā)自收的探頭連接發(fā)射強度發(fā)射強度發(fā)射電路改變發(fā)射脈沖的寬度或能量衰減衰減檔粗調(diào)衰減檔細(xì)調(diào)衰減器將輸入放大器的信號調(diào)整到合適的大小范圍增益增益放大電路將信號調(diào)節(jié)到一個精確刻度上抑制抑制檢波電路將幅度較低的信號消除掃描深度深度范圍檔范圍細(xì)調(diào)掃描電路改變掃描鋸齒波斜率，壓縮或擴展水平掃描線的掃描時間掃描延時延時掃描電路改變掃描線起點對同步的延時模擬儀器操作鈕（續(xù)）名稱旋紐控制部位作用聚焦聚焦顯示器頻率頻率選擇放大電路改變放大器頻率范圍水平水平顯示器掃描線在顯示器上的水平位置重復(fù)頻率重復(fù)頻率同步電路控制單位時間檢測次數(shù)垂直垂直顯示器波形在顯示器上的垂直位置輝度輝度顯示器調(diào)整掃描線亮度深度補償開關(guān)延時強度補償控制放大電路同步延時改變放大器增益閘門開關(guān)延時寬度電平閘門報警開關(guān)閘門起點延時閘門寬度延時報警電平高度檢波顯示選擇檢波電路數(shù)字式儀器控制參數(shù)名稱控制部件內(nèi)容模擬儀器對應(yīng)發(fā)射電壓發(fā)射電路選擇發(fā)射電壓發(fā)射強度1脈沖寬度發(fā)射電路調(diào)節(jié)激發(fā)脈沖寬度發(fā)射強度2匹配阻抗發(fā)射電路選擇發(fā)射探頭匹配阻抗發(fā)射強度3頻帶選擇放大電路選擇頻率和帶寬頻率增益放大電路調(diào)節(jié)壓控放大器的控制電壓衰減和增益掃描范圍采樣電路調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)存儲的時鐘頻率深度范圍掃描延時采樣電路調(diào)節(jié)采樣起點的延時時間延時波形選擇數(shù)字邏輯選擇檢波方式或射頻方式顯示選擇工作方式發(fā)射電路選擇一發(fā)一收或自發(fā)自收探頭連接工作方式抑制數(shù)字邏輯消除低波幅信號抑制數(shù)字儀器控制參數(shù)（續(xù)）名稱控制部件內(nèi)容模擬儀器對應(yīng)閘門起點數(shù)字邏輯報警、讀數(shù)閘門的位置閘門延時閘門寬度數(shù)字邏輯報警、讀數(shù)閘門的寬度閘門寬度閘門開關(guān)數(shù)字邏輯報警、讀數(shù)閘門的作用邏輯閘門開關(guān)閘門高度數(shù)字邏輯報警、讀數(shù)閘門的高度報警電平補償開關(guān)數(shù)字邏輯控制補償功能作用補償開關(guān)補償平起點數(shù)字邏輯調(diào)節(jié)補償起點的同步延時補償延時補償強度放大電路調(diào)節(jié)補償?shù)脑鲆嫘甭恃a償范圍數(shù)字儀器計算參數(shù)名稱控制部件內(nèi)容聲速數(shù)值計算由檢測到的回波延時計算聲程距離探頭角度數(shù)值計算由聲程計算水平和垂直坐標(biāo)探頭延時數(shù)值計算扣除聲波在探頭楔塊或耦合層中的傳輸延時工件厚度數(shù)值計算聲波在工件中的反彈位置計算工件曲率數(shù)值計算弧面檢測的定位計算操作要領(lǐng)（程序）4.3.1調(diào)校檢測范圍參考反射面兩次回波調(diào)整掃描起點和掃描范圍校準(zhǔn)零點延時（聲速）校準(zhǔn)折射角度4.3.2調(diào)校靈敏度參考反射體回波調(diào)整靈敏度制作/繪制距離波幅曲線4.3.3調(diào)整閘門閘門位置和寬度閘門高度A型儀器的發(fā)展調(diào)制脈沖壓縮A型超聲波檢測儀偽隨機碼調(diào)制脈沖發(fā)射回波信號相關(guān)解調(diào)獲得窄脈沖回波對數(shù)放大A型超聲波檢測儀線性波形讀數(shù)動態(tài)范圍30dB左右信號幅度對數(shù)壓縮提高波形讀數(shù)動態(tài)范圍到100dB電磁超聲檢測儀單頻調(diào)制脈沖大功率發(fā)射可變頻率高增益帶通放大平均降噪處理輔助計算與仿真編碼調(diào)制脈