TOFD中文教材校对完翻译第五章.doc

(尖峰或交界点)到达时间的精确度。,即对于5M的探头来说,。这是TOFD测量尺寸所能达到的最高精度。实际中,由于各种误差的存在而达不到,例如采样频率的影响。,例如:一个小裂纹的顶部和底部的衍射信号的距离。因此,分辨力决定了仪器所能分辨的缺陷的顶部和底部信号的低限。一般的,由于一个信号波形通常包含几个周期相当于2-3波长,这也就是分辨力。对于5M的探头来说,相当于2-3mm。因此,夹渣和气孔通常不能分辨上下尖端信号。通过采用高频探头可以提高分辨力,但这要取决于工件厚度和衰减的大小。然而,正如我们后面要提到的,我们之所以采用低频是因为声束扩散的原因。通常,无论怎样选择探头,以10%尖端波幅来测量,直通波和地面波的长度不应超过2个周期。,最重要的因素是波束扩散,因为一般的目的是尽可能得用少的扫查来检测大范围的金属材料。因此计算覆盖范围是非常重要的。一些软件以后能够作这项工作。下面是数学公式。晶片发出的半扩散角是:sing=Fl/D式中:l=介质中的波长 D=晶片直径 F=因子,截取波束边缘的方式不同而不同(6dBF==)。探头的近场很复杂,现在的计算均假定是在远场中。,这儿,//ms。。gdegreesFrequency,MHzlinshoe,mmD=15mmD=10mmD=,获得最大声束扩散角的两个途径是:1最低的频率2最小的晶片这在表中已经得到证明。为了得到45度、60度、70度的纵波探头,通常需要在探头即前端附加有机玻璃和聚苯乙烯楔块。在两种不同材质的界面上,折射角按以下公式计算c1/c2=sinq1/,,则可得到下表。Angleinshoe,degreesAngleinsteel,,应按以下步骤:一由选定的钢中声束中心的角度计算楔块中的入射角二计算楔块中的扩散角三计算上扩散角和下扩散角四由楔块的上下扩散角运用SNELL法则计算钢种的扩散声束下表给出钢中声束中心角度为60度的探头的扩散Beamspreadforcentreangleof60degreesinsteelFrequency,MHzD=6mmD=10mmD=---------,6mm直径晶片得到,它向右扩散到上表面,90度。由SNELL法则可知,声束扩散不是以声速中心对称的。频率和晶片直径的增加能剧烈的减小声束扩散。,图中是以一对60度的探头,聚焦深度为2/3工件壁厚。虽然考虑到分辨力和声束强度的因素,高频率和大直径是第一选择,但是,很显然在检测中,在发现缺陷阶段,声束的覆盖范围成为考虑的第二因素,这促使我们选择低频率和小直径的探头。当已经发现缺陷并确定了缺陷位置,就需要优化设置进行进一步扫查以确定缺陷的精确尺寸。,用一次扫查不能对整个焊缝进行检测,这在下节进行讨论。,探头配置的个数取决于要检测工件的厚度和需要覆盖的范围。显然,用一组探头进行一次扫查效率最高。主要的问题是是否能够对近表面区域能够有效的覆盖。这也就是为什么当TOFD进行焊缝下半部及根部区域检测是非常有效的原因。以检测40mm厚工件,检测范围为焊缝中心左右40mm为例进行说明。假定探头频率为5MHZ,。最好的分辨力就是由直通波与底面波之间的时间差决定的,这在后面可以看到。这可以有45度探头获得。下表列出5MHZ探头的不同扩散角。,直径6mm,聚焦深度为2/3T的示例。,degreesinsteelAngle,degreesD=6mmD