曲面构件超声检测中的灵敏度自动补偿技术_江健
曲面工件超声检测机器人误差补偿分析
（ ｅａｔｅ ｔ ｆ ｃ ａｉ ｌ ｎｉｅｒＺ ｅｉ ｇＵ ｉ ｒｔ， ａｇｌ ｎ ０ ７ Ｃ ａ Ｄ ｐｒ ｎ ｈｎｃ ｇｎｅ，ｈＪ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｈ Ｉｚｏ １ ２ ， Ｍｎ ） ｍ ｏ Ｍｅ ａＥ ａ ｅｉ ｌ ｌ ３０
ｃｍ ｅｓｔ ｎｏ ｌｔｅｔ ｔ ｇｐ ｉｔ ｗ ｈ ｈｔ ｔ ｇ ａｃｒｃ．Ｆｒｌ ，ｔ ｉｅ ａ ｃ ｄ ｌ ｆ ｅｕｔ ｓｎ ｅｔ ｇ ｏ ｐｎａｉ ａｌｈ ｓ ｎ ｏ ｓ ｉ ｉ ｓｎ ｃｕａｙ ｉ ｔ ｈ ｋｎ ｍ ｔ ｓｍｏｅ ｏ ｌ ａｏ ｉ ｔｓｎ ｏ ｆ ｅｉ ｎ ｇ ｅｉ ｓｙ ｅ ｉ ｔ ｈ ｒ ｃ ｉ
方法 的有效性 。图 ４表 ４参 １ ０人 ， 动学 ， 超 运 多关 节摄动 ， 位姿误 差补偿
文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：０５２ ９ （０ １ ０ －０ ３０ １０ －８ ５ ２ １ ）５０２ －５
中图分类号 ：ｆ ４ Ｔ ２２
Ａｎ ｌｓｓｏ Ｅｒ ｏ ｍ ｐｅ ｓ ｔｏ ｏ ｒ ｅ Ｓ ｆ ｃ ａ ｙ ｉ ｎ ｒ ｒ Ｃｏ ｎ ａ ｉｎ ｆＣｕ ｖ ｄ－ ｕｒ ａ ｅ Ｗ ｏ ｋ ｅ ｅ Ｕｌｒ ｓ ｎ ｃ Ｔｅ ｔｎｇ Ｒｏ ｏ ｒ ｐｉｃ ｔａ ｏ ｉ ｓｉ ｂ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｉ ｎ ｔ ｈ ｍｐ ｒ ｎ ｆ ｅ ｃ ｆ ｏ ｉ ｏ ｎ ｏ ｅ ｅ ｏ ｓｏ ｌ ａ ｏ ｉ ｓ ｎ ｂ ｔ ｅｍｉ ａｉ ｇｐ ｏ ｅｉ ｅ ｓｒ ｃ ： ｍｉ ｇ ａ ｅ ｉ ｏ ｔ ｔ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｓ ｉｎ ａ ｄ ｐ ｓ ｌ ｒ ｆ ｔ ｓ ｎ ｃ ｔ ｔ ｇ ｒ ｏ ｒ ｎ ｔ ｒ ｂ ｔ ｔ ａ ｉｌ ｐ ｔ Ｔ ｕｒ ｅｉ ｏ ｔ ｎ ｎｈ
超声波探伤曲面补偿
超声波探伤曲面补偿
超声波探伤曲面补偿是指在超声波探伤中，根据被测材料的曲面形态和声速的变化，对探测信号进行相应的调整，消除曲面造成的干扰，使得探测信号更加准确地反映被测材料的内部缺陷情况。
在超声波探伤中，探测器发射的超声波会经过被测材料的表面反射、折射以及穿透，然后被接收器接收。
但是，由于被测材料的表面通常是不平整的，曲面的形态和声速的变化会导致超声波的发射和接收的信号发生失真，从而影响探测结果的准确性。
为了解决这个问题，需要进行曲面补偿。
曲面补偿的方法可以有多种，通常使用几何补偿、时间补偿和幅度补偿等技术。
几何补偿是根据被测材料的表面形态，将探测器与被测物体的相对位置进行调整，使得探测器与曲面的法线方向垂直。
这样可以减小超声波在曲面反射和折射时引起的失真。
时间补偿是根据被测材料的声速变化进行的补偿。
由于被测材料的声速不均匀，不同位置的超声波在传播过程中到达探测器的时间会有所不同，这会引起信号失真。
通过对不同位置的超声波的传播时间进行补偿，可以使得信号到达探测器的时间保持一致，以消除时间差引起的失真。
幅度补偿是根据被测材料的声速变化和衰减特性进行的补偿。
声速增加会导致超声波的衍射效应和声束收束效应，从而引起
信号幅度的变化。
通过对不同位置的超声波的幅度进行补偿，可以使得信号的幅度保持一致，以消除幅度差引起的失真。
总之，超声波探伤曲面补偿是一种通过调整超声波探测信号以消除曲面造成的干扰，从而提高探测结果准确性的技术。
它在实际应用中可以有效地改善曲面探伤的效果。
曲面超声波探伤的技巧
曲面超声波探伤的技巧曲面超声波探伤是一种常用的无损检测方法，广泛应用于工业领域中对材料和结构的缺陷检测。
下面将介绍一些曲面超声波探伤的技巧。
1.选择合适的探头：曲面超声波探伤需要使用特殊设计的探头，以适应不同曲面形状和检测要求。
常见的探头有直探头、角度探头和阵列探头等。
根据实际情况选择合适的探头，确保能够得到准确的检测结果。
2.调整探头角度：曲面超声波探伤时，需要将探头与被测物体表面垂直或按一定角度接触。
通过调整探头的角度，可以改变超声波在被测物体中的传播路径，增加对缺陷的敏感性。
在实际操作中，可以通过试验和经验找到最佳的探头角度。
3.控制超声波入射点：超声波在曲面上的传播路径会受到入射点位置的影响。
为了获得清晰的探测图像，需要控制超声波的入射点位置，并保持一定的稳定性。
通常情况下，将超声波入射点放置在离缺陷区域较近的位置可以提高探测的准确性。
4.调整超声波参数：超声波的频率、脉宽和增益等参数对曲面超声波探伤的结果有重要影响。
合理选择超声波参数可以提高信号与噪声的比值，增强对缺陷的探测能力。
根据被测物体的材料和结构特点，调整超声波参数以获得最佳的探测效果。
5.使用耦合剂：曲面超声波探伤需要将超声波能量传递到被测物体表面，因此需要使用耦合剂来填充探头和被测物体之间的空隙，以减少超声波的能量损失。
常用的耦合剂有水、液体胶和硅胶等，根据实际情况选择合适的耦合剂，并确保耦合剂与被测物体表面充分接触。
6.注意信号解读：曲面超声波探伤得到的信号图像需要经过解读才能确定缺陷的存在与性质。
在解读时，需要注意信号的强度、形态和位置等特征，并结合实际情况进行分析判断。
对于复杂的曲面结构，可以借助计算机辅助分析技术来提高解读的准确性。
7.熟悉常见缺陷特征：不同类型的缺陷在曲面超声波图像上表现出不同的特征。
熟悉常见缺陷的特征可以帮助准确识别和评估缺陷。
通过学习和实践，逐渐积累对各种缺陷的认识，提高对曲面超声波图像的理解能力。
ut曲率补偿
ut曲率补偿
UT曲率补偿是一种在超声波检测中常用的技术，旨在消除材料表面曲率对超
声波传播的影响，从而提高检测精度和准确性。
本文将从UT曲率补偿的原理、应用、优势等方面进行详细探讨。
首先，UT曲率补偿的原理是利用超声波在材料中的传播特性进行修正。
由于
材料表面的曲率会导致超声波的传播路径产生偏差，从而影响检测结果的准确性。
通过UT曲率补偿技术，可以根据材料表面的曲率情况，对超声波的传播路径进行
调整，使得超声波能够准确地到达检测目标，从而提高检测的精度和准确性。
UT曲率补偿在工业领域有着广泛的应用。
特别是在对曲率较大的曲面或异型
构件进行超声波检测时，UT曲率补偿技术显得尤为重要。
例如，在航空航天、汽
车制造、船舶建造等行业中，常常需要对曲面结构进行缺陷检测，而UT曲率补偿
技术可以有效地提高检测的准确性，减少误报率，保障产品的质量。
与传统的超声波检测相比，UT曲率补偿技术具有明显的优势。
首先，通过曲
率补偿可以消除材料表面的曲率对超声波传播的影响，从而减小了检测误差，提高了检测的精度。
其次，UT曲率补偿技术可以根据具体的曲率情况进行自动调整，
无需人工干预，提高了检测的效率和可靠性。
此外，UT曲率补偿技术还可以在检
测过程中实时监测曲率变化，保证了检测的准确性和可靠性。
总的来说，UT曲率补偿技术在超声波检测中具有重要的意义，可以提高检测
的准确性和可靠性，广泛应用于工业领域的各个领域。
随着科技的不断发展和进步，UT曲率补偿技术的应用将会得到进一步的拓展和完善，为工业生产和产品质量的
提升提供更加有力的支持。
曲面构件超声检测中的灵敏度自动补偿技术_江健
超声检测主要用于质量检测、寿命评估、仪器零 件探伤等。在超声检测中, 灵敏度的处理很重要, 能 否成功的识别出缺陷, 把好零件的质量关, 往往取决 于一个合适的灵敏度。由于航空、船舶、动力等工业 的特殊性, 需要用到大量的曲面构件, 曲面构件的灵 敏度处理尤其复杂, 需要谨慎处理。 在 GB/ T 1260411 - 1990 5 无 损检 测 术 语 超声 检 测6 中, 灵敏度被规定为 / 在超声探伤仪荧光屏上产 生可辨指示的最 小超声 信号的一 种度 量0 。按照 这个 定义, 灵敏度是探伤系统探伤能力的度量, 具有确定 的值, 它是不能调整的。事实上, 能够调整的是探伤 仪的增益或 / 使用灵敏 度0 。本文 中讨论 的 / 灵 敏度 自动补偿0, 就是 通过调整 探伤 仪增益, 改变超 声检 测过程中的工作灵敏度。 实践应用中超声波的检测方法主要有两种: 直接 接触法 和液 浸法。现 在 以 C 扫描 ( 穿 透式 ) 超 声检 测为例来讨论影响超声探伤灵敏度的主要因素。超声 探伤主要经过下列过程: ¹ 由超声探伤仪产生电脉冲 作用在超声探头上; º超声探头产生超声波向介质中 发射; » 超声传播到达缺陷; ¼ 超声波被缺陷反射及 散射后产生能量减小的透射波; ½ 透射波传播到达超 声探头; ¾ 透射波被超声探头接收转化成电信号; ¿ 电信号放大和处理; À 电信号转化为光信号在荧光屏 上显示。 复杂曲面工件的超声检测比较麻烦。一方面, 由 于构件表面曲率的存在, 超声波在构件中会产生散射 反射、折射、聚焦等相当复杂的传播; 另一方面, 许 多曲面构件厚度变化很不均匀, 如果采用单一的灵敏 度进行扫查, 势必引入大量的误差, 甚至无法检测到 构件的缺陷。为了对这类零件进行准确的超声无损探 伤, 超声探头必须对准零件表面外法线方向, 为此有 必要获取被检 零件 的 CAD 模型, 重 构出 构件的 曲面 形状。同时, 根据构件个点厚度的变化情况, 自动对
基于超声C扫描的变厚度构件扫查路径规划和增益补偿检测法_周正干
基于NURBS曲面敏感点的曲面检测测点优化
浙 江 大 学 学 报 （ 工学版） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
曲面 的加 工 误 差 ， 分 别 利 用 均 布法 、 等 参 数 法 和敏 感 点 法 对 测 点 进 行 选 择 ， 得 到 相 应 的拟 合 加 工 曲 面 ． 分 析 结 果 表
明， 采 用 提 出 的 测 点 优 化 选 择 方法 获 得 的 加 工 曲面 具 有 更 好 的拟 合 精 度 ．
ＬＡＩ Ｊ ｉ ｎ — ｔ ａ ｏ ，ＦＵ Ｊ ｉቤተ መጻሕፍቲ ባይዱａ ｎ — ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ，ＳＨＥＮ Ｈｏ ｎ ｇ — ｙ ａ ｏ，ＧＡＮ Ｗｅ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ。Ｚ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｈａ ｎ ｇｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ７ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｖ０ １ ． ４ ９ ＮＯ ． ７
Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ５
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ７ ８ ５ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ — ９ ７ ３ Ｘ． ２ ０ １ ５ ． ０ ７ ． ０ ０ １
基 于 ＮＵＲＢ Ｓ曲面 敏 感点 的 曲面 检 测 测 点优 化
赖金涛 ， 傅 建 中， 沈 洪 壶， 甘 文 峰
（ 浙江大学 机械工程学 院， 浙 江 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ７ ）
摘 要 ：基 于 ＮＵＲ Ｂ Ｓ曲面 控 制 点 重 构 的 加 工 误 差 在 机 测 量 方 法 ， 提 出测 点优 化 选 择 方 法 ． 通 过 对 ＮｕＲ Ｂ ｓ曲 面 进 行分析 ， 将 曲面上控 制点 影 响 最 强点 和 曲 面极 值 点定 义 为 曲面 的 敏感 点 ， 利 用 曲 面 敏 感 点 的 在 机 测 量 数 据 对 ＮＵＲ Ｂ Ｓ曲 面 控 制 点 进 行 重 构 ， 得到拟合加工 曲面． 比较 加 工 曲 面 和 设 计 曲 面 可 以 得 到 曲 面 的 加 工误 差 ， 对 曲面 的 加工精度进行评估 ， 指 导 曲 面 的误 差 补 偿 ． 实 验 过 程对 一 自 由曲 面 进 行 实 际 加 工 ， 通 过 在 机 测 量 和 三 坐 标 测 量 得 到
超声波探伤曲面补偿
超声波探伤曲面补偿超声波探伤是一种常用的无损检测技术，广泛应用于制造业、航空航天和能源行业等领域。
然而，由于曲面缺陷对超声波的传播产生散射和反射，严重影响信号的接收和解释，使得缺陷检测结果不准确。
为了解决这一问题，研究人员提出了超声波探伤曲面补偿技术。
一、超声波探伤曲面补偿的原理超声波探伤曲面补偿技术通过将探头信号与曲面补偿信号相叠加，使曲面缺陷的散射和反射信号被抵消，从而提高探伤信号的强度和清晰度。
曲面补偿信号是通过对样品表面进行扫描和测量获得的，根据曲面的形状、曲率和反射特性进行计算和补偿。
二、超声波探伤曲面补偿的关键技术1. 曲面参数提取曲面参数提取是超声波探伤曲面补偿的重要环节。
通过采集曲面上的点数据，利用数学方法提取曲面的形状、曲率和反射特性等参数。
常用的方法有曲面拟合算法、曲面重建算法和曲率估计算法。
2. 曲面补偿信号生成曲面补偿信号是根据曲面参数生成的，用于抵消曲面缺陷的散射和反射信号。
生成曲面补偿信号的方法包括时域法和频域法。
时域法主要通过数学运算和滤波器设计实现，频域法主要利用傅立叶变换和滤波器设计实现。
3. 曲面补偿算法曲面补偿算法是根据曲面补偿信号对探头信号进行处理的方法。
常用的曲面补偿算法有时间域补偿算法和频域补偿算法。
时间域补偿算法主要通过时移和幂次调整实现，频域补偿算法主要通过频移和滤波器设计实现。
三、超声波探伤曲面补偿的应用超声波探伤曲面补偿技术在制造业、航空航天和能源行业等领域有着广泛的应用。
1. 制造业超声波探伤曲面补偿技术能够有效地检测金属材料中的曲面缺陷，如焊缝、疲劳裂纹等。
它可以提高产品的质量和可靠性，减少生产成本和损失。
2. 航空航天在航空航天领域，超声波探伤曲面补偿技术被广泛应用于飞机结构和航天器部件的检测。
它可以对曲面缺陷进行精确而可靠的检测，保证航空航天器的安全和可靠性。
3. 能源行业在能源行业，超声波探伤曲面补偿技术可以用于检测核电站和石油管道等设施中的曲面缺陷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
代入式 ( 6) 得一次多项式逼近函数。 对于一般构件 ( 等厚 度) 确 定灵敏 度的 方法是: 借助与被检验材料声学性能和表面状态相同或者类似 材料制成的标准试块, 通过对人工缺陷的信号幅度与 噪声的信号幅度比较结果来调整灵敏度。可见, 超声 检测实际是一个比较的过程, 它首先在标准试块上调 节工作灵敏度, 作为零件测试的依据, 但对于变厚度 件来说, 这一点变得无法实施, 因为这一类构件由于 厚度的变化, 导致 构件 上任 何 两点 的声 衰减 都 不相 同, 那么都应使用不同的工作灵敏度。 由于目前的超声检测设备没有型面跟踪功能和灵 敏度自动补偿功能, 对于曲面形状且厚度变化的构件 的超声检测显得无能为力。另外, 对于穿透式检测的 灵敏度确定方法, 目前国内外有关标准中并无明确规 定。因此必须通过分析检测的实际情况, 采用一些不 同常规的灵敏度补偿方法, 使检测工作既保证产品质 量, 不出现错漏检, 同时又使检测工作简单易行。 进行检测时, 构件上各点处的厚度可以根据超声 探头的运动点位计算得到。将构件上各点处的厚度值 代入 ( 6) 式, 便可得到该点处探伤仪相应的增益值。 在实际检测时, 可以根据计算的增益值实时调整探伤 仪的增益, 从 而完 成对 构件 上 每一 点处 灵敏 度 的调 整。实际上除构 件厚度外 导致超声波衰减的因素很 多, 也可对其它衰减因素 导致的灵敏度下降进行补 偿, 限 于 篇 幅, 不 作 讨 论。
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E a0 a1 ( t - h) 函数
N i= 1
表 1 试件 1 的 t - h 函数拟合表 厚度 t / cm 201 001 191 999 311 003 291 875 381 976 401 767 501 340 491 739 581 441 621 670 E t = 4011 810
扫查灵敏度进行调整, 以准确的对构件进行检测。系 统模型数据 获取 方 式有 三种: 超声 波探 头采 集 的数 据、三坐标测量机 测量数 据、通用 CAD 软 件输 出的 设计模型数据。后两种数据我们称为外部数据, 由于 不能直接由超声系统获取, 在本文所论述的系统未被 采用。 面向实物的超声测量、曲面建模、超声检测的一 体化过程包括曲面构件表面数字化、表面数字化点的 数据预处理、曲面拟合得到 CAD 模型、基 于 CAD 模 型生成扫查运动点位和对曲面构件进行超声检测, 其 框图如图 1 所示。
Abstract: T he theor y was analyzed of the ultr aso nic inspection about the curved surface. O ne alg orithm method w hich based on least square method was presented, w hich adjust the plus of sensitiv ity to deal with the difficulties of the ultrasonic inspection on the cur ved sur face. Keywords: Curved surface; U ltrasonic inspection; Sensivitity
2 最小二乘法拟合 , 灵敏度自动补偿 当构件厚度很大时, 如果不调整探伤仪增益, 即 使构件内部没有缺陷, 接收探头接收的信号也很微弱 ( 图 2) 。尤其是当构件为复合材料 件时, 超声 波在材 料内部传播时衰减非常大, 如果不进行灵敏度补偿很 容易将由厚度引起的衰减判断为构件内部的缺陷, 从 而造成误检。 由公式 ( 1) 可 知, 检测 时的声 衰减 与构件 厚度 间为线 性 指 数 关 系, 探 伤 仪 的增 益 ( 以 分 贝 ( dB) 表示) 与构件 厚度间 为线性 关系 ( 见公式 ( 4) ) 。因 此, 采用一次多项式拟合构件厚度与增益间的关系。 设拟合函数: h ( x ) = a0 + a 1 t ( 6)
t @ h/ ( cm @ dB) 9401 486 8601 352 16411 066 14431 702 22301 023 22081 574 31871 473 29341 369 39541 712 41321 617
N N i= 1 i= 1
( 6) ) , 得 到该 点 处探 伤仪 相应 的 增益 值。实 际检 测 时, 根据计算的增益值实时调整探伤仪的增益, 从而 实现灵敏度的自动补偿。
N i= 1
增益 h/ dB 471 022 431 020 521 932 481 325 571 215 541 176 631 319 581 996 671 670 651 942
p x= p 0 e
- A x 0
( 1)
式中: A 0 ) 衰减系数。 由式 ( 1) 可求 1 p0 A ln ( 2) 0= x px A 0 单位是奈培 ( Np) , 以分贝 ( dB) 表示时 A = 20ln A ( 3) 0 = 81 686 A 0 在实际检测 中, 也 常 用分 贝 ( dB ) 表 示 两 声波
5 机床与液压6 20041 N o 19
# 167 #
曲面构件超声检测中的灵敏度自动补偿技术
江 健, 吴瑞明, 杜兴吉, 周晓军
( 浙江大学 , 杭州 310027)
摘要 : 从曲面构件超声无损检测的原理出发 , 针对非对称曲面型构件超声 检测比较困 难的特点 , 分析了非对 称曲面型 构件自动化超声检测的原理 , 并提出了用最小二乘法拟合使用灵敏度调整曲线的方法。 关键词 : 曲面构件 ; 超声检测 ; 灵敏度 中图分类号 : T P274+ 1 53 文献标识码 : A 文章编号 : 1001- 3881 ( 2004) 9- 167- 3
# 168 #
的声强 ( I 1 和 I 2 ) 或声压 ( p 1 和 p 2) 之间的关系 分贝( dB) = 10lg ( I 1/ I 2) = 20lg( p 1 / p 2) ( 4) 声强、声压、探伤仪显示器的回波高度之间存在 如下关系: I WP 2 W h 2 ( 5)
5 机床与液压6 20041 No1 9
N i= 1
式中: I ) 声强; p ) 声压; h ) 回波高度。 下图 为变 厚度构 件超 声 C 扫 描原理 图, 其 中构 件为楔型复合材料构件, 垂直面和倾斜面为碳纤维材 料, 中间是 蜂窝 芯材 料, 1、2 分 别指穿 透法 扫 查中 的左右探头。
2 E R2 ( a0 , a1 ) i = E ( a0 + a1 t i - y i ) = U
Automatic Sensitivity Compensation Technology on Ultrasonic Inspection of Curved Surface
JIANG Jian, WU Rui ming, DU Xing - ji, ZH OU Xiao - jun ( Zhejiang U niversit y, H ang zhou 310027, China)
i= 1
N
( 8)
为最小, 则 U对 a 0、 a 1 的偏导为零, 得到方程组 N a 0+ a 1 E t i - E y i = 0
i= 1 i= 1 N N
( 9) ( 10)
a0 E t i + a 1 E t 2 i - E tiy i = 0
i= 1 i= 1 i= 1
N
N
N
解得两个待定系数 DB - A C NC - A B a0 = , a1 = ND- A 2 ND - A 2 其中: A = E ti , B = E y i , C = E tiy i , D = E t 2 i 。
根据超声探头的运动 点位计算构件上各点处的厚度值后, 将实际检测时各 点处 的 厚 度 值 代 入 厚 度 与 增 益 的 拟 合 函 数 式 ( 式
图3
厚度与增益拟合曲线
5 机床与液压6 20041 N表 2 分别 是试件 1、2 的拟 合表, 图 3 是 它们的拟合曲线。实际检 测试件 1、2 时 探伤仪 的灵 敏度将根据这两条拟合曲线进行调整。
图 1 曲面构件超声检测原理图
1 变厚度件超声 C 扫描原理 超声波在材料中传播时, 除了有扩散损失外, 还 有材料的内摩擦以及组织界面的散射, 使沿材料内部 行进的超声波的能量衰减。 此种衰减情况可用衰减系数 表示。设 x = 0 处的 声压 ( 振幅) 为 p 0, x 处的声压为 p x 时, 则
其中: t ) 厚度; h ( t ) ) 增益。 则 R i = h( t i ) - y i = a0 + a1 ti - y i ( i= 1, 2, ,, n ) ( 7) 其中: y i ) ti 点处的实际值; R i ) 实际值 与拟合值间 的误差。 按最小二乘法原理, 应使误差的平方之和
图2
变厚度件超声 C 扫描原理
由式 ( 4) 、 ( 5) 可 知: 当发 射 探头 处入 射 声压 p 0 相同、构件厚度 x 不等, 且构件 内部 不存在 缺陷 时, 接收探头处声压或探伤 仪显示的回波 高度如图 2 (a) 、 ( c) 所 示, 当发射 探头入 射声压 相同、构 件厚 度分别为 x 1 和 x 2 时, 接收探头和探伤仪回波高度不 相等。由于穿透法超声检测中, 缺陷判别的依据就是 回波高度的变化, 在实际检测中, 这将导致错误的检 测结果: 将图 2 ( c) 判断为构件内部有缺陷或将 图 2 ( b) 判 断 为构 件内 部无 缺 陷。因此, 对于 非 对称 构 件, 必须考虑构件厚度对检测结果的影响, 在检测过 程中根据构 件厚 度 变化 实时 调整 发 射探 头处 入 射声 压, 或者实时调整探伤仪的增益, 只有这样才可以保 证检测结果的正确性。本文所述的系统中是通过最小 二乘法拟合构件厚度与探伤仪增益间关系曲线, 而后 进行灵敏度补偿来实现的。