如何检测灵敏度的校准?
灵敏度是超声检测中重要的概念之一,下面就常用灵敏度概念简单阐述。
基本定义:检测灵度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力。实际工作中,一般根据产品技术要求或有关标准确定,可通过调整仪器上的相关灵敏度功能键来实现。
基准灵敏度:超声波实际检测中所用的灵敏度是一个相对灵敏度,它必须采用一个标准的反射体作为基准,调整仪器增益状态将该基准反射体的反射波调到基准波高(40%-80%),以便对仪器灵轴进行标定,这个标定后的灵敏度就称为基准灵敏度。当基准反射体的规格相同而埋藏深度不同时,基准灵敏度常被制作成一条曲线,称为灵敏度基准线。
实际检测中,发现缺陷同时要对其进行定量,即测算出缺陷的当量值的大小,则必须对仪器的灵敏度(显示屏垂直轴)进行校准,通常称为检测灵敏度校准。
检测灵敏度校准常用方法有波高比较法和距离一波幅曲线比较法两种。
1.波高比较法
(1)试块波高比较法
例如,超声检测厚度为200mm的锻件,要求不允许存在Ф2平底孔当量大小的缺陷。
图4-21锻件检测200mm/Ф2灵敏度调整
检测灵敏度的校准方法是:先加工一块材质、声程与工件相同的Ф2平底孔试块,将探头对准Ф2平底孔试块,仪器保持一定的增益余量,[抑制]至“0”,调[增益]使Ф2平底孔最高回波达显示屏满幅度的40%~80%作为基准波高,图4-21中200mm深Ф2平底孔反射波调整为60%作为基准波高,并考虑灵敏度补偿后,这时检测灵敏度就校准、设定完毕。
(2)工件大平底波高比较法
采用试块校准灵敏度,操作简单方便,但需要加工不同声程不同当量尺寸的试块,成本高,携带不便。同时还要考虑工件与试块因耦合和衰减的不同进行补偿。如果利用工件底面回波来校准检测灵敏度,那么既不要加工任何试块,又不需要进行任何补偿。
利用工件底面回波校准检测灵敏度是根据工件底面回波与同深度的人工缺陷(如平底孔)回波分贝差为定值,这个定值可以由下述理论公式计算出来。
ΔdB =20lgPB/Pf =20lg 2λx/πD²f (x≥3N) (4-2)
式中:x?工件厚度,mm;
Df?人工缺陷(如平底孔)直径,mm。
利用底面回波校准检测灵敏度时,将探头对准工件底面,仪器保留足够的增益余量。
由于理论公式只适用于声程x≥3N的情况,因此利用工件底面回波校准灵敏度的方法也只能用于声程x≥3N的工件,同时要求工件具有平行底面或圆柱曲底面,且底面光洁干净。当底面粗糙或有水、油时,将使底面反射率降低,底面回波下降,这样校准的灵敏度将会偏高。
用试块和大平底波高比较法校准检测灵敏度的应用条件不同。用底面回波校准灵敏度的方法主要用于具有平底面或曲底面且厚度x≥3N的工件检测,如某些锻件检测。用曲线比较法校准灵敏度,主要应用于无底波或厚度小于3N的工件检测。如焊接接头检测、钢板检测、钢管检测等。
距离一波幅曲线比较法
波高比较法中的试块波高比较法和工件大平底波高比较法在现场实际应用时,要经过较复杂的运算及需要携带很多试块,比较麻烦。因此,在实际应用中,逐步完善了距离一波幅曲线比较法。
图4-22数字超声面板曲线
数字超声检测仪直接将曲线显示在面板上,使用上十分方便,如图4-22所示。
使用此法时仪器必须具有较大的动态范围和良好的垂直线性,数字超声波检测仪绘制距离一波幅曲线,因其先进的数字化功能而非常简洁。目前常用的数字超声波检测仪面板上生成的距离一波幅曲线实际上就是距离一波幅面板曲线。