TOFD基础.pptx

超声波衍射时差(TOFD)技术 ;TOFD发展及应用背景;TOFD – 认可;TOFD技术的国内发展情况;TOFD技术概念;焊缝检测中TOFD技术与常规超声检测比较;声波的衍射现像;;;TOFD检测设备的基本配置;TOFD检测设备的基本配置;① USB接口 ② 网络接口 ③ VGA接口 ④ 内置B编码器接口 ⑤ 发射接口 ⑥ 接收接口 ;;TOFD扫查器;探头支架;复合电缆线;;;多点声源同时激发，产生大扩散声束，由于声束是由多个声源在不同位置相互干涉和叠加形成，因此主声束与扩散声束之间的能量差异不像单晶片探头那么明显，从而达到大范围的扫查。;;s;;基本波形;波形的相位关系;TOFD扫描成像;TOFD扫查模式;;;;缺陷位置的偏差;平行扫查;1、为保证分层之间不存在漏检，因此分层之间相互覆盖。 2、覆盖为被覆盖分层区域检测范围的25%。 3、由于焊缝宽度原因上一层向下一层覆盖的时候不能满足检测范围需求。 4、因此覆盖时只用考虑下一层向上一层的覆盖即可。;Tofd1通道 Tofd2通道 ;1、在tofd检测过程中工件上、下表面存在一定的盲区，在制定检测工艺前一定要测试或计算检测中存大的盲区大小及采取何种方式解决盲区内的检测。 2、TOFD检测中由于采用的是大扩散角探头，一般上扩散角基本都有90度折射角，因此上表面的盲区主要不是产生于声场不能覆盖，而是直通的宽度影响，在直通波的波长范围内如果有缺陷信号到达，则缺陷信号会与直通波信号混在一起无法区分。根据直通波的波长可代入公式中直接计算出直通波产生的盲区。;直通波盲区;1、表面开口盲区主要是由于时间轴压缩后造成的分辨力下降而引起的开口缺陷下端点传播时间与无缺陷处的直通波传播时间差人眼无法分辨造成的。 2、表面开口盲区与楔块角度、PCS和缺陷深度有关与探头频率关系不大。 3、表面开口盲区无法通过公式进行计算，只能在试块上实际测量得出。 4、增加楔块角度，减少PCS有助于表面盲区的缩小，提高检测效果。;1、按被检测工件厚度调好探头PCS。 ２、将探头放在盲区试块上。 3、在盲区试块上进行对称非平行扫查。 4、盲区试块上有1～8mm人区开口槽。 5、在扫查的图谱上能发现的最浅开口槽深度即为最大表面开口盲区;底部轴偏离盲区;TOFD的特点;;;;;;;;5. 单个气孔;;合成孔径聚焦技术（ SAFT）的应用;SAFT处理前后的对比 ;SAFT处理前后的对比 ;采样频率（数字化频率）： 每秒钟内将模似信号转换为数值序列的数目。;采样定理指出：要使信号采样后能够保证不失真还原，采样频率必须大于 信号最高频率的两倍。只有以信号频率最大值两倍的数字化频率。;数字化频率是15MHz，取样点不足以使每个半周期平均一个样本(看图2．4上部)。 图2．4下部图形展示该取样点重建结果的效果。 很明显，该波形的频率小于10MHz， 不能重建正确的频率。另外如果有更进一步地数字信号处理(例如滤波器)，则计算机将 获得不正确的存储数据。;通常对于数据采集系统而言，设置脉冲重复频率(prf)是很有必要的。 这是触发发射探头的频率。prf和数字化频率不同。 前者控制多长时 间触发发一射探头一次，后者是在A扫上一个给定长度内样本数量。 ;脉冲前沿：激发脉冲从幅值10%上升到90％所经历的时间。;脉冲宽度：激发脉冲幅值持续在50%高度的时间。;矩形脉冲的第一个边使该晶体元件产生振动，如图所示。 矩形脉冲的第二个边同样使该晶体元件再次产生振动， 但是超声脉冲的相位与第一个振动的相位使180度反相 ;这两个超声脉冲一般重叠并彼此干涉。 改变脉冲宽度可以导致不同周期部分减弱或者加强。 如果两个超声脉冲组成一个单一频率，则脉冲宽度设置成为该频率周期的 一半如图发生信号加强并获得一个更大的信号，但是它余波振动更大。;信号平均： 将N次连续的A扫信号进行叠加后再除以N，从而提高信噪比的处理方法 ;发射电路：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。如图所示。;图像灰度等级：TOFD成像时黑白之间的过渡等级。;TOFD技术的优势;3）TOFD检测简单快捷，效率高。最常用的非平行扫查只需一人即可以操作，探头只需沿焊缝两侧移动即可，不需做锯齿扫查，检测效率高，操作成本低。 4）TOFD检测结果信息量更丰富，有利于缺陷鉴别。系统配有自动或半自动扫查装置，能够确定缺陷与探头的相对位置，信号通过处理可以转换为TOFD图像。图像的信息量显示比A扫描显示大得多，