專利名稱：基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲tofd檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊縫缺陷超聲檢測方法。
背景技術(shù)：
大厚度焊接結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、造船等領(lǐng)域，由于這些結(jié)構(gòu)常處于高溫、高壓或者高載荷等極端環(huán)境，因此對其焊接質(zhì)量要求較高，以防發(fā)生事故。作為質(zhì)量控制方法之一的超聲檢測技術(shù)，在大厚度焊接結(jié)構(gòu)的檢測中占有重要地位，特別是近年新發(fā)展的基于衍射時差法(Time of Flight Diffraction, T0FD)的檢測技術(shù)，在一定程度上替代了射線檢測。然而隨著大型焊接結(jié)構(gòu)對質(zhì)量及可靠性的要求日益苛刻，使得其對超聲檢測技術(shù)的要求也越來越高，即需要準(zhǔn)確判斷焊縫中是否存在缺陷，提高檢測的靈敏度，而對于結(jié)構(gòu)安全及可靠性的評估，除了準(zhǔn)確了解缺陷的性質(zhì)之外，還需要盡可能地提高缺陷位置、尺寸的識別精度。此外，如何解決超聲波在大厚度焊接結(jié)構(gòu)檢測中聲波穿透深度與檢測靈敏度的矛盾也一直為人們所關(guān)注。超聲TOFD檢測技術(shù)以其原理簡單，操作方便，檢測結(jié)果易存儲等特點越來越受到人們的青睞。該技術(shù)是利用一對探頭相對布置在焊縫兩側(cè)且探頭中心在同一直線上進(jìn)行檢測的。參見

圖1，兩探頭同步移動，一個作為發(fā)射探頭T，另一個為接收探頭R，兩探頭入射點之間的距離稱作探頭間距(PSD)。假設(shè)板材或者焊縫中存在一裂紋類缺陷，如果裂紋高度足夠大，會產(chǎn)生圖2中的檢測信號。根據(jù)超聲波傳播路程的長短，接收到的信號中波型依次是側(cè)向波、缺陷上端衍射波、缺陷下端衍射波及底面回波。缺陷上端衍射波與側(cè)向波相位相反、與底面回波相位相同，而缺陷下端衍射波與側(cè)向波相位相同而與底面回波相位相反，通過相位關(guān)系可以判斷獲得的缺陷信號是否來源于同一缺陷體。該方法通常使用縱波探頭，因其聲速比橫波快，這樣在選擇合適的檢測工藝參數(shù)后，可在側(cè)向波及底面回波之間排除轉(zhuǎn)換波的干擾，易于缺陷信號的識別。但當(dāng)缺陷高度較小時，缺陷上、下端衍射波重疊。若被測試材料中不存在缺陷時，檢測信號中只包含側(cè)向波及底面回波。根據(jù)接收信號內(nèi)各波形的時間可確定缺陷的深度d，計算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲TOFD檢測方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:步驟一、超聲波發(fā)射探頭和接收探頭對稱分布在被檢測位置的兩側(cè)，首選數(shù)字信號發(fā)生器產(chǎn)生寬帶LFM脈沖信號，同時產(chǎn)生同步觸發(fā)信號激勵寬帶信號接收器，寬帶LFM脈沖信號通過線性功率放大器放大以具備相應(yīng)的能量來激勵超聲波發(fā)射探頭； LFM脈沖信號由數(shù)字法產(chǎn)生，線性調(diào)頻信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 s (t) = Arect (t/T) cos (2 π fct±K π t2) 111 ≤ T/2(3) 式中A為信號幅度，f。為載波頻率，K = B/T為信號瞬時頻率的變化斜率，即調(diào)頻斜率，B為信號帶寬，T是脈沖寬度，rect(t/T)為矩形信號，且
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲TOFD檢測方法，其特征在于寬帶信號接收器為UT-350寬帶信號接收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲TOFD檢測方法，其特征在于線性功率放大器為線性功率放大器Α150。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲TOFD檢測方法，其特征在于數(shù)字信號發(fā)生器為信號發(fā)生器DG3061A。
全文摘要
基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫缺陷超聲TOFD檢測方法，它涉及一種焊縫缺陷超聲檢測方法。該方法解決目前大厚度焊接結(jié)構(gòu)超聲檢測中信號傳播距離與分辨率之間相互矛盾的問題。所述方法包括以下步驟數(shù)字信號發(fā)生器產(chǎn)生寬帶LFM脈沖信號，寬帶LFM脈沖信號通過線性功率放大器放大以具備相應(yīng)的能量來激勵超聲波發(fā)射探頭；超聲波發(fā)射探頭受激勵后產(chǎn)生受迫振動，向試件中輻射超聲波；當(dāng)控制計算機執(zhí)行采集命令時，接收探頭在相應(yīng)位置接收檢測信號，檢測信號的接收是由寬帶信號采集卡完成；計算機對接收信號進(jìn)行匹配濾波處理，從而得到脈沖壓縮信號，根據(jù)信號中各波形的到達(dá)時間，根據(jù)公式可計算出缺陷的埋藏深度。本發(fā)明用于檢測焊縫缺陷。
文檔編號G01N29/07GK103235039SQ20131014868
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者剛鐵, 盛朝陽, 叢森 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)