材料近代测试方法 第八章：超声波、射线探伤检测课件.ppt

材料检测方法 主讲老师：杨 可 第一节超声波探伤仪 一、超声波探伤仪概述 1、仪器的作用：超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备，它的作用是产生电振荡并加于换能器(探头)上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。 2、仪器的分类 1）按超声波的连续性分类 （1）脉冲波探伤仪：通过探头向工件周期性地发射不连续且频率不变的超声波，据超声波传播时间及幅度判断工件中缺陷位置和大小。 （2）连续波探伤仪：通过探头向工件中发射连续且频率不变(或在小范围内周期性变化)的超声波，据透过工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷及缺陷大小。 （3）调频波探伤仪：通过探头向工件中发射连续的频率周期性变化的超声波，据发射波与反射波的差频变化情况判断工件中有无缺陷。 2）按缺陷显示方式分类 （1）A型显示探伤仪：A型显示是一种波形显示，探伤仪荧光屏的横坐标代表声波的传播时间(或距离)，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。 （2）B型显示探伤仪：B型显示是一种图象显示，荧光屏的横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹，纵坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间(或距离)，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷分布及深度。 （3）C型显示探伤仪：C型显示也是一种图象显示，探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件表面的位置。探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而，当探头在工件表面移动时，荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。 3）按超声波的通道分类 （1）单通道探伤仪：这种仪器由一个或一对探头单独工作，是目前超声波探伤中应用最广泛的仪器。 （2）多通道探伤仪；这种仪器由多个或多对探头交替工作，每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用于自动化探伤。 目前，探伤中广泛使用的超声波探伤仪，如CTS--22、CTS--26等都是A型显示脉冲反射式探伤仪。 二、A型脉冲反射式超声探伤仪电路方框图 工作过程：同步电路产生的触发脉冲同时加至扫描和发射电路，扫描电路受触发工作，产生锯齿波电压，加至示波管水平偏转板，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线。同时，发射电路受触发产生高频窄脉冲，加至探头，激励压电晶片振动，在工件中产生超声波。超声波在工件中传播，遇缺陷或底面发生反射，返回探头时，又被压电晶片转变为电信号，经接收电路放大和检波，加至示波管垂直偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描线的相应位置上产生缺陷波和底波。根据缺陷波的位置可以确定缺陷的埋藏深度，根据缺陷波的幅度可以估算缺陷当量的大小。 三、仪器主要组成部分的作用 1、同步电路：同步电路又称触发电路，它每秒钟产生数十至数千个脉冲，用来触发探伤仪扫描电路、发射电路等，使之步调一致、有条不紊地工作。因此，同步电路是整个探伤仪的“中枢”，同步电路出了故障，整个探伤仪便无法工作。 2、扫描电路：扫描电路又称时基电路，用来产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上，使示波管荧光屏上的光点沿水平方向作等速移动，产生一条水平扫描时基线。探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮都是扫描电路的控制旋钮。探伤时，应根据被探工件的探测深度范围选择适当的深度档级．并配合微调旋钮调整，使刻度板水平轴上每一格代表一定的距离。 3、发射电路：利用闸流管或可控硅的开关特性，产生几百伏至上千伏的电脉冲。电脉冲加于发射探头，激励压电晶片振动，使之发射超声波，可控硅发射电路的典型电路如教材图4-30所示。发射电路中的电阻Ro称为阻尼电阻，用发射强度旋钮可改变Ro的阻值。阻值大发射强度高，阻值小发射强度低，因Ro与探头并联，改变Ro同时也改变了探头电阻尼大小，即影响探头的分辨力。 4、接收电路：接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成。它将来自探头的电信号进行放大、检波，最后加至示波管的垂直偏转板上，并在荧光屏上显示。由于接收的电信号非常微弱，通常只有数百微伏到数伏，而示波管全调制所需电压要几百伏，所以接收电路必须具有约105的放大能力。 5、显示电路：主要由示波管及外围电路组成。示波管用来显示探伤图形，示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏等三部分组成，其基本结构如图所示 。 四、仪器主要旋钮的作用及其调整 探伤仪面板上有许多开关和旋钮，用于调节探伤仪的功能和工作状态。图3.7是CTS—22型探伤仪面板示意图，以这种仪器为例，说明各主要开关的作用及其调整方法。 1、工作方式选择旋钮 工作方式选择旋钮的作用是选择探测方式。即“双探”或“单探”方式。当开关置于“双探