第十章 制品内部缺陷测试,实训一 超声波探伤仪的使用和性能测试 实训二 纵波实用距离波幅当量(AVG) 曲线的测试与锻件探伤,实训一 超声波探伤仪的使用和性能测试,一、实训目的 二、超声波探伤仪的工作原理 三、仪器的主要性能 四、仪器与探头的主要综合性能 五、实训用品 六、实训内容与步骤,二、超声波探伤仪的工作原理,三、仪器的主要性能,1.水平线性 2.垂直线性 3.动态范围,1.水平线性,仪器荧光屏上时基线水平刻度值与实际声程成正比的程度，称为仪器的水平线性或时基线性。水平线性主要取决于扫描锯齿波的线性。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。,2.垂直线性,仪器荧光屏上的波高与输入信号幅度成正比的程度称为垂直线性或放大线性。垂直线性主要取决于放大器的性能。垂直线性的好坏影响应用面板曲线对缺陷定量的精度。,3.动态范围,仪器的动态范围是指反射信号从垂直极限衰减到消失时所需的衰减量，也就是仪器荧光屏容纳信号的能力。,四、仪器与探头的主要综合性能,1)盲区。 2)分辨力。 3)灵敏度余量。,五、实训用品,1)仪器：CTS-22。 2)探头：2.5P20Z或2.5P14z。 3)试块：IIW、CSKIA、200/1平底孔试块等。 4)耦合剂：全损耗系统用油。 5)其他：压块、坐标纸等。,六、实训内容与步骤,1.水平线性的测试 2.垂直线性的测试 3.动态范围的测试 4.盲区的测试 5.分辨力的测定(直探头) 6.灵敏度余量的测试,1.水平线性的测试,1)调有关旋钮使时基线清晰明亮，并与水平刻度线重合。 2)将探头通过耦合剂置于CSKIA或IIW试块上，见图2-10-1a。 3)调微调、水平或脉冲移位等旋钮，使荧光屏上出现五次底波B1B5，且使B1、B5前沿分别对准水平刻度值2.0和10.0。 4)观察记录B2、B3、B4与水平刻度值4.0、6.0、8.0的偏差值a2、a3、a4。 5)计算水平线性误差,2.垂直线性的测试,1)将抑制至“0”，衰减器保留30dB衰减余量。 2)探头通过耦合剂置于CSKIA或IIW试块上，见图2-10-1b，并用压块恒定压力。 3)调(增益使底波达荧光屏满幅度100%，但不饱和，作为0dB。 4)固定增益，调衰减器，每次衰减2dB，并记下相应回波高度Hi填入表2-10-1中，直至消失。 5)计算垂直线性误差：,3.动态范围的测试,1)将抑制至“0”，衰减器保留30dB。 2)探头置于图2-10-1a，调增益使底波(图2-10-1b)达满幅度100%。 3)固定增益，记录这时衰减余量N1，调衰减器使底波B1降至1mm，记录这时的衰减余量N2。 4)计算动态范围：,4.盲区的测试,1)将抑制调至“0”，使其他旋钮位置适当。 2)将直探头置于图2-10-2所示的、处。 3)调增益、水平等旋钮，观察始波后有无独立的回波。 4)盲区范围估计：,5.分辨力的测定(直探头),1)将抑制调至“0”，使其他旋钮位置适当。 2)探头置于图2-9-8所示的CSKIA或IIW块上m处，前后左右移动探头，使荧光屏上出现声程为85、91、100的三个反射波A、B、C。 3)当A、B、C不能分开时，见图2-10-3a，则分辨力F1为 4)当A、B、C能分开时，见图2-10-3b，则分辨力F2为,6.灵敏度余量的测试,1)将抑制调至“0”，使增益最大，发射强度至强。 2)连接探头，调节衰减器使仪器噪声电平为满幅度的10，记录这时衰减器的读数N1。 3)探头置于图2-10-4所示的灵敏度余量试块上(2001平底孔试块)，调衰减器使1平底孔回波达满幅度的80。 4)计算：灵敏度余量N=N2-N1。,实训二 纵波实用距离波幅当量(AVG),一、实训目的 二、原理 三、实训用品 四、实训内容与步骤,一、实训目的,1)掌握纵波探伤时扫描速度的调整方法。 2)掌握纵波探伤时灵敏度的调整方法。 3)掌握纵波探伤时缺陷定位、定量的方法。 4)掌握纵波平底孔AVG曲线的测绘方法。,二、原理,1.纵波发射声场与规则反射体的回波声压 2.距离波幅当量曲线(AVG曲线) 3.扫描速度与探伤灵敏度 4.缺陷定位和定量,1.纵波发射声场与规则反射体的回波声压,超声振动所波及的部分介质称为超声场，超声场分为近场区和远场区。近场区波源轴线上声压起伏变化，存在极大极小值，纵波声场的近场区长度N=磁4A。至波源的距离大于近场区长度的区域称为远场区。远场区内波源轴线上声压随距离x增加单调减少，当x3N时，声压与距离成反比，符合球面规律，即 P=P0F0x(2-10-7) 式中 P0波源起始声压； F0波源面积。 在实际探伤中，广泛采用单探头反射法探伤，波高与声压成正比。平底孔、大平底回波声压分别为 平底孔：Pf=P0F0Ff2x2 (x3N)(2-10-8) 大平底：PB=P0Fs2x (x3N)(2-10-9) 式中 Ff平底孔面积，Ff=D2s4。 由式(2-10-8)得不同直径、不同距离的平底孔分贝差 =20lgPf1Pf2=40lgDf1x2Df2x1(2-10-10) 由式(2-10-9)得不同距离大平底回波分贝差为 =20lgPB1PB2=20lgx2x1(2-10-11) 由式(2-10-7)、式(2-10-8)可得，不同距离处大平底与平底孔回波分贝差为 =20lgPBPf=20lg2x2fD2fxB(2-10-12),2.距离波幅当量曲线(AVG曲线),图2-10-5 平底孔AVG曲线,3.扫描速度与探伤灵敏度,(1)扫描速度 仪器荧光屏上的水平刻度值dB与实际声程之间的比例关系称为扫描速度。 (2)探伤灵敏度 灵敏度是指发现最小缺陷的能力，探伤灵敏度是通过调节仪器的灵敏度旋钮来调节仪器输出功率，使探伤系统在规定的距离范围内正好能发现规定大小的缺陷。,4.缺陷定位和定量,(1)定位 工件中缺陷的位置可以根据荧光屏上缺陷波前沿所对的刻度值和扫描速度来确定。 (2)定量 超声波探伤中，对缺陷定量的常用方法有当量法和测长法。,三、实训用品,1)仪器：CTS-23。 2)探头：2.5P20Z或2.5P14Z。 3)试块：CSKIA，IIW，CS-2等。 4)耦合剂；全损耗系统用油。,四、实训内容与步骤,1.距离波幅当量曲线的测绘 2.调探伤灵敏度,1.距离波幅当量曲线的测绘,1)调有关旋钮使时基线清晰明亮并与水平刻度线重合。 2)调整扫描速度：CS-2试块的最大声程为525mm，故仪器按16调整扫描速度。 3)调灵敏度(起始灵敏度) 衰减器位置的确定。一般以使最低反射波达规定高时衰减量尽可能小为原则。这里统一以500/2为0dB作为起始灵敏度。500mm处其他平底孔回波高由-40lg等确定。500mm处大平底回波高由-20lg等确定，具体参见表2-10-2。 调节方法。探头对准声程最大的CS-2试块中心，找到规则反射体最高反射波。衰减表2-10-2中对应的dB数，调增益使规则反射体最高回波达基准(50%)高。然后使衰减器增益dB，这对起始灵敏度调好，即500mm处2平底回波正好达60%高。,1.距离波幅当量曲线的测绘,4)测试。 5)绘制曲线。,2.调探伤灵敏度,(1)计算 (2)调节 探头对准锻件大平底，衰减器衰减dB，调增益使底波B1达基准(60%)高，然后用(衰减器)增益dB。 (3)扫描探测 固定(增益)，探头在探测面上扫描探测。 (4)缺陷定位 (5)缺陷定量,