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超聲波直探頭、雙晶探頭、斜探頭校準方法
2019-11-08 08:30:36

超聲波檢測中聲速和探頭零點校準是因為狀態行所顯示參數的計算都是與聲速和探頭零點相關,所以在探傷前請務必校準;聲程校準是為了使屏幕上顯示適當聲程范圍內的波形,以便更好地判斷、評價缺陷。


一、直探頭校準(單晶探頭)


根據聲速和探頭零點的已知情況,確定校準步驟。若聲速未知,則應先進行聲速校準;若聲速已知,則跳過聲速校準,調節聲速為已知聲速后用一點法進行探頭零點校準。


1、已知材料聲速校準


步驟:


(1) 材料聲速設置為已知材料聲速,


(2)  把探頭耦合到校準試塊上,


(3)  設定閘門邏輯為單閘門方式,即設為進波報警或失波報警邏輯,把閘門套住一次回波,此時聲程測量的就是一次回波處的聲程,


(4)  調節探頭零點,使得狀態行的聲程測量值(S)與試塊的已知厚度相同,此時所得到的探頭零點就是該探頭的準確探頭零點。


2、未知材料聲速校準


步驟:


(1)  先初步設定一大概的聲速值;


(2)  調節閘門邏輯為雙閘門方式;


(3)  將探頭耦合到一個與被測材料相同且厚度已知的試塊上;


(4)  移動閘門A的起點到一次回波并與之相交,調節閘門A的高度低于一次回波最高幅值至適當位置,閘門A不能與二次回波相交;


(5)  移動閘門B的起點到二次回波并與之相交,調節閘門B的高度低于二次回波最高幅值至適當位置,閘門B不能與一次回波相交;


(6)  調節聲速,使得狀態行顯示的聲程測量值(S)與試塊實際厚度相同,此時,所得到的聲速就是這種探傷條件下的準確聲速值。


(7)  設定閘門邏輯為單閘門方式,即設為進波報警或失波報警邏輯,此時聲程測量的就是一次回波處的聲程;


(8)  調節探頭零點,使得狀態行的聲程測量值(S)與試塊的已知厚度相同,此時所得到的探頭零點就是該探頭的準確探頭零點。




材料聲速未知,設置接近的材料聲速為5920m/s,設置閘門邏輯為雙閘門方式,同時探頭零點設置為0;將探頭耦合到50mm的標定試塊上,并將閘A門調到與一次回波相交的位置,將B閘門調到與二次回波相交的位置;


二、雙晶探頭校準 增加聲速值,直到一、二次回波間聲程顯示的值為50mm,現在便測得了材料的準確聲速是6024m/s;再將閘門設置為單閘門方式,測量一次回波處的聲程,連續調節探頭零點直到一次回波處測得的聲程值為50mm,現在便測得了探頭零點為0.125us。

校準步驟:

(1) 在收發組內設置雙探頭狀態;

(2) 依照當前測試任務和選用探頭設置好聲程、收發組各功能項目;

(3) 將探頭耦合到標定試塊上,調節基本組中的探頭零點直到標定回波接近要求的位置,同時二次回波也在顯示范圍之內;

(4) 調節增益值直到幅值最大的回波接近全屏高度;

(5) 在閘門組內打開雙閘門;

(6) 在設置功能組選擇前沿測量方式;

(7) 移動閘門A的起點到一次回波并與之相交,閘門A不能與二次回波相交;

(8) 移動閘門B的起點到二次回波并與之相交,閘門B不能與一次回波相交;

(9) 調整閘門高度,使其位于兩個校準回波前沿的相同位置;

(10) 然后改變聲速,直至顯示出標定試塊的厚度值;

(11) 設定閘門邏輯為單閘門方式,即設為進波報警或失波報警邏輯,此時聲程測量的就是一次回波處的聲程;

(12) 調節探頭零點,使得狀態行的聲程測量值與試塊的已知厚度相同。

三、斜探頭校準

1、校準入射點(探頭前沿):用IIW試塊(又稱荷蘭試塊)或CSK-IA試塊測斜探頭零點,首選將儀器聲速調節為3230m/s,顯示范圍為150mm,然后開始測試,用戶如圖將探頭放在試塊上并移動,使得R100mm的圓弧面的反射體回波達到最高,用直尺量出探頭前端面和試塊R100mm弧圓心距離,此值即為該探頭的前沿值,R100mm弧圓心對應探頭上的位置即為探頭入射點。 斜探頭校準通常需要以下步驟:1、校準入射點(探頭前沿);2、校準探頭角度(K值);3、校準材料聲速;4校準探頭零點。

2、校準探頭角度(K值):用角度值標定的探頭可用IIW試塊校準,如果是用K值標定的探頭,可用CSK-IA試塊校準。這兩種試塊上有角度或K值的標尺,按探頭標稱值選擇合適的標尺(右圖所示,在IIW試塊上側可校準60-76度的探頭,下側可校準74-80度的探頭,CSK-IA試塊上側可校準K2.0、K2.5、K3.0的探頭,下側可校準K1.0、K1.5的探頭。請按試塊上的標定值選擇用合適的校準試塊及校準方法)。如圖放置探頭,左右移動使得反射體回波達到最高,此時入射點對應的刻度就是探頭的角度或K值。

3、校準材料聲速按照1中所述找到R100mm的最高反射波,調節顯示范圍使得屏幕上能顯示該弧面的二次回波,選擇閘門方式為雙閘門,調節A閘門與一次回波相交,調節B閘門與二次回波相交,調節聲速值使得狀態行中聲程測量值(S)為100,此時得到的聲速值即為該材料的實際聲速值。

4、校準探頭零點保持上面的測量狀態,將閘門方式改為正或負,調節探頭零點使得狀態行中聲程測量值(S)再次為100,此時得到的探頭零點值即為該探頭的零點值。

斜探頭的校準方法有很多,并不完全拘泥于用標準試塊進行校準,也可以用已知深度的小孔進行校準,理論上參考反射體越小,校準的精度越高,但校準的難度也相應的加大。用小孔校準時可通過測量小孔的深度和水平位置,計算斜率來校準角度,并利用測得的深度或水平位置值校準聲速和探頭零點。

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