中厚板材超聲波自動探傷的幾個問題

1探傷靈敏度的提高應(yīng)該解決的問題。即，厚板材料的超聲波自動檢測必須同時進(jìn)行。在這種情況下，很難確定檢測本身的檢測靈敏度是一致的。每個通道的放大倍數(shù)需要自動校正，以使每個通道的檢測靈敏度一致。②中厚板材探傷一般都采用雙晶探頭或直探頭,同一探頭對不同深度、同樣大小的缺陷,反射回來的缺陷波大小不同,為了準(zhǔn)確判定板材中缺陷的大小,必須有聲程補(bǔ)償電路。③在線探傷所探鋼板規(guī)格經(jīng)常變化,超聲波探傷儀必須具有自動設(shè)定探傷閘門和底波閘門的能力。④儀器必須能按國標(biāo)進(jìn)行缺陷判定。2某一通道之前的靈敏度控制如圖1所示,探傷靈敏度自動校正在微處理機(jī)的控制下完成,多通道探傷是分時工作的,探傷時,在觸發(fā)某一通道之前,先設(shè)該通道的探傷靈敏度,回波經(jīng)過電子開關(guān)控制的衰減器完成靈敏度的設(shè)定。探傷靈敏度的校正必須能自動完成,在校準(zhǔn)樣板下,各探頭同時進(jìn)行校正,把探傷閘門推到底波處逐漸加大各自通道的探傷靈敏度,直到底波達(dá)到某一水平(如可視屏的一半)之后,靈敏度再加10dB,作為探傷靈敏度。3探傷質(zhì)量及自動追蹤超聲波自動探傷儀的閘門產(chǎn)生電路如圖2所示。超聲波的閘門不能只用微處理機(jī)程序?qū)崿F(xiàn),因?yàn)殚l門的前后沿定時在0.1μs級,只能用程序預(yù)設(shè),用硬件實(shí)現(xiàn)其定時。即在探傷周期開始之前,對同步計(jì)數(shù)器預(yù)置一個數(shù),該數(shù)為延時時間的補(bǔ)碼,同步計(jì)數(shù)器的最高位預(yù)置為1,在探傷周期開始時開始記數(shù),在同步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時停止記數(shù)。溢出時刻就是閘門的一個沿,通過設(shè)定不同的預(yù)置值,形成超聲波自動探傷儀的兩個閘門。由于板材的實(shí)際厚度和標(biāo)準(zhǔn)厚度可能有偏差,超聲波探頭的延遲塊聲程也可能不盡相同,因此在自動探傷開始之前,探傷閘門和底波閘門要先完成自動跟蹤。自動跟蹤的過程是,根據(jù)檢測到的底波位置,確定缺陷波閘門的位置,先將探傷閘門推到底波位置,然后兩個閘門一起前移,一直移到檢測不到底波為止,在此基礎(chǔ)上再前移1mm,以此確定探傷閘門的后沿,再由所探板材的標(biāo)準(zhǔn)厚度得到探傷閘門的前沿,而底波閘門的前沿在探傷閘門的后沿之后0.5mm,底波閘門的寬度有5mm聲程即可。記錄跟蹤的數(shù)據(jù),探傷時即可按這些數(shù)據(jù)設(shè)定閘門。4全橋式小口并口工藝不同深度缺陷的雙晶探頭探傷靈敏度特性曲線如圖3所示。以下兩種解決方案可使處在不同深度的同樣大小的缺陷有同樣的評定標(biāo)準(zhǔn),一是使缺陷判定門限隨聲程而變化,二是使通道的靈敏度隨聲程而變化,使整個通道的綜合靈敏度不隨聲程而改變。我們采用后一種方案,具體方案如圖4所示。圖4中存儲器的地址高位是被控的通道號,低位是回波的聲程,回波的聲程由聲程計(jì)數(shù)器提供,而通道號由CPU預(yù)設(shè),存儲器中存儲的是不同通道不同聲程下的衰減dB數(shù),用以控制電子開關(guān),回波信號經(jīng)過衰減網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)之后得到修整,修整后的回波信號將與聲程無關(guān)。5第一次反射波f波未達(dá)到最大粗糙度的條件GB/T2970-1991中厚板超聲波檢驗(yàn)方法的測定與評定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,在檢驗(yàn)時,若用雙晶探頭,用圖5所示的試塊或用同厚度的鋼板,將第一次底波高度調(diào)整到滿刻度的50%,再提高10dB作為檢驗(yàn)靈敏度,這就是我們對檢驗(yàn)靈敏度進(jìn)行校正的依據(jù)。在以后的檢驗(yàn)過程中保持其靈敏度不變。國標(biāo)對缺陷的檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,滿足以下三項(xiàng)中一項(xiàng),即可判為有缺陷。(1)缺陷第一次反射波F1波高大于或等于滿刻度的50%。(2)當(dāng)?shù)酌?或端部)第一次反射波B1波高未達(dá)到滿刻度的,缺陷第一次反射波F1波高大于底波第一次反射波B1的50%。(3)當(dāng)?shù)酌?或板端部)第一次反射波B1消失或低于滿刻度的50%。對應(yīng)于每項(xiàng)規(guī)定,要有一個判定電路來判定缺陷,實(shí)現(xiàn)第一項(xiàng)規(guī)定的電路如圖6所示?；夭ㄅc門限(如視屏的50%)相比較,在缺陷閘門出現(xiàn)的條件下,去觸發(fā)RS觸發(fā)器,如果RS觸發(fā)器置位就可判為有缺陷。缺陷判定標(biāo)準(zhǔn)第二項(xiàng)的實(shí)現(xiàn)電路如圖7所示,該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可以不加前提條件——底波第一次反射波未達(dá)到滿刻度。因?yàn)槿绻_(dá)到滿刻度的,滿足第二項(xiàng)判據(jù),這就自然滿足第一項(xiàng)判據(jù)。這個電路的原理是,缺陷判定之前,先把RS觸發(fā)器置為1,當(dāng)?shù)撞ǖ牡谝淮畏瓷洳úǜ叩?0%大于缺陷波的第一次反射波的波高時,清除該RS觸發(fā)器,即該判據(jù)不成立。否則,缺陷波的第一次反射波的峰值大于底波的第一次反射波波高的50%,RS觸發(fā)器不能置0,即判為有缺陷。實(shí)現(xiàn)國標(biāo)缺陷判定第三項(xiàng)規(guī)定的電路圖如圖8所示。該判定的實(shí)現(xiàn)方法是,先把RS觸發(fā)器置位為1,在檢測周期內(nèi),如果底波波高出現(xiàn)大于規(guī)定值的情況,RS觸發(fā)器清‘0’。CPU檢查RS觸發(fā)器的狀態(tài),可以判定是否符合第三項(xiàng)判據(jù)。6控制相結(jié)合的方法由于超聲波發(fā)射到一次缺陷判定的周期比較短,完全用程序完成定時控制有較大的困難,因此,我們采用程序控制與邏輯控制相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)探傷。一次探傷過程分為兩個周期完成,一是參數(shù)預(yù)置周期T1,二是探傷執(zhí)行周期T2,如圖9所示