数字化超声波探头性能检测系统研究.pdf

第3期
机械设计与制造
2014年3月
Machinery Design Manufacture
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数字化超声波探头性能检测系统研究
张鹏飞,般国富,赵秀粉
(四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065)
摘要:针对目前传统的超声波探头检测系统中存在的设备多、操作复杂、数字化程度低等问题,该项目应用计算机技
术、自动化控制技术和现代信号处理技术,建立了一套适应于实际需求的数字化超声波探头性能测试系统。介绍了系统
的检測原理及系统组成,述了系统的关键技术,并进行了实验与数据分析。目前该系统已成功应用于工程实践中,具有
功能实用、操作方便、自动化程度高的特点,可准确完成对探头性能的评估分析,并可以出具准确、可靠的检測报告。
关键词:超声波检測;超声波探头;参数选择;时频分析;声场检测
中图分类号:TH16;1TP23;TB522文献标识码:A文章编号:1001-3997(2014)03-0151-04
Research on Testing System of Evaluating Characteristics for
Ultrasonic Probe Based on Digitization
ZHANG Peng-fei, YIN Guo-fu, ZHAO Xiu-fen
(Shool of Manufacturing Seience and Engineering. Sichuan University, Sichuan Chengdu 610065, China)
Abstract: /n view of the problems such as enormous equipment and complicated operation, low degree of digital exists in the
present traditional ultrasonic probe testing system, and establishes a set o digita ultrasonie prohe detecting system the can
meets the prctical requirements. Computer technology, automatic control technology and modern signal processing technolog
are applied in this system. h introduces the theory of, components and the key technologies of the system, experimentel
analysis are also gien. A present the system has been used in engineering, and it us these eatures ha practica inction
conenient operation, high degree o/automation and so on. I can proride an accurate analysis repor! of ultrasonic probe s
characteristics, amd u com ulo supply accurate mid reliable test report.
Key Words: Ultrasonic Test; Ultrasonic Probe; Parameter Selection; Time-frequency Analyzing: Sound Field Detection
1引
了探伤检测结果的可信性。因此,需要研究开发一种基于计算机
超声波检测诊断技术是无损检测中应用最为广泛的方法之技术的数字化、自动化的超声波探头性能测试系统来弥补传统检
,适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件比如大型测方法的不足,从而提高探头性能测试的可靠性和效率
发电设备中对转子、叶轮等重要零件进行的自动超声波扫:无2检测原理与测试方法、参数的选择
缝钢管生产企业对钢管进行的超声波在线检测;用超声波探伤2.1超声波检测原理
技术进行铁道车辆与铁轨的探伤;在航空工业中应用超声波检
超声波检测的基本原理是:利用压电换能器(由电磁振荡
测技术对大型复杂形状复合构件的检测
转变为机械振动的一种变换器)激发出的超声波在被检工件内部
超声探头(超声换能器)是超声波发射和回波接收器件,是传播时,由于被检工件各部分的材料性能不同或组织结构不同而
整个检测系统的重要部分,因此探头质量的好坏直接影响着超声导致超声波发生变化,检测仪器接收到变化后的超声波后,分析
波探伤结果的准确性,同时,探头在服役过程中,由于多种原因会其时域变化、频域变化就可以了解工件内部的情况,并通过测定
导致探头性能失效或衰减,若检测者在不知情的情况下继续使信号返回间隔、测量回波信号幅度与探头位置来确定工件内部缺
用,容易造成缺陷误检或漏检,因此为了保证检测精度的可靠性,陷部位与尺寸。实验用标准试块来测定待檢測探头的性能,采用
需要方便快捷地检测出超声探头的性能?。
水浸耦合脉冲反射法,可增加超声波的透射性,同时还能避免对
目前国内超声波探头性能测试系统大多综合采用A型超声待测探头的二次磨损。
波发射接收装置、示波器、衰减器、频谱分析仪等仪器,该方法所2.2测试方法及测试参数的选择
需设备多,价格贵,要求人工操作计算,导致操作复杂、利用率低
根据激励信号的不同,探头的响应特征也不一样、通常激励
数据处理繁琐,影响探头的检测评估结果。尤其是在声场测量方信号分为尖脉冲激励信号和正弦波激励信号,其探头响应略有不
面使用人工测量,劳动强度大,自动化程度低和人为误差大,影响同。但由于我们没有专门1的正弦信号源及检測工作中也没有采用
来稿日期:2013-08-11
基金项目:国家自然科学基金(51205265);四川省科技支撑计划项目(2011G70280)
作者简介:张鹏飞,(1984-),男,山西临汾人,硕土研究生,主要研究方向:超声波检测方面的学习和研究;
段国富,(1956-),男,四川西充人,博土生导师,主要研究方向:智能 CAD/CAM/CAPP,无损检测