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TOFD全解析-06

來源:北京新興日祥科技發(fā)展有限公司   2020年05月09日 15:35  

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前面的基礎(chǔ)原理給大家介紹了以后,這一節(jié)我來給大家講一講TOFD的圖像是如何形成的。

1

在講解TOFD圖像之前,咱們先看一個(gè)超聲檢測的基本概念,就是現(xiàn)在的數(shù)字儀器是如何實(shí)現(xiàn)將原始的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的呢?

 

 

 

上面是儀器內(nèi)部的基本構(gòu)造,其中的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器就是用來將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的元件,它的轉(zhuǎn)換原理是這樣的:

 

通過在模擬信號上面選取多個(gè)采樣點(diǎn),之后在儀器上使用這些采樣點(diǎn)來還原出原來的模擬信號。

 

采樣定律(Nyquist定律)提出要使信號采樣后能夠不失真還原,采樣頻率(fs)必須大于信號頻率(f)的兩倍。而采樣點(diǎn)信息包括:幅值、位置、相位。

 

因而采樣率越高,失真就越小,但采樣點(diǎn)數(shù)量越大,所需存儲空間也越大。

 

由下圖可知,實(shí)際使用時(shí),合理的采樣率為每個(gè)信號周期采集5個(gè)以上樣本,即采樣率為探頭頻率的5倍以上,才認(rèn)為是能夠基本還原出原來的模擬信號。

 

 

 

而模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)則決定了波幅的精確性,所謂的位數(shù)就是波形縱向切分的份數(shù),比如8位儀器能區(qū)分28 =256個(gè)不同等級的電平,以屏幕中心為0點(diǎn),則飽和值為127或-128。也就是100%的波高可以被分成127份。位數(shù)越高,可以分的份數(shù)越多,這樣波幅的精度也就越高。

 

 

 

這樣大家就比較清楚了A掃圖像的形成過程。

 

2

 

下面咱們再來看一下B掃視圖是如何形成的。

 

首先看一下下面B掃視圖的坐標(biāo)系構(gòu)成,B掃的橫坐標(biāo)是掃查軸,一般以mm為單位,而縱坐標(biāo)是傳輸時(shí)間軸,一般以μs為單位。

 

 

所以如下圖所示,當(dāng)探頭沿著焊縫進(jìn)行掃查時(shí),每個(gè)B掃的采集位置對應(yīng)一個(gè)A掃信號。而如之前所述,A掃正向?yàn)榘咨?,?fù)向?yàn)楹谏泻诎咨珬l的組合,就形成了上面的B掃視圖。

 

 

所以不知道大家有沒有注意到,B掃的縱坐標(biāo)并不是深度軸,而是時(shí)間軸,也就是從發(fā)射探頭發(fā)出聲波到接收探頭接收到聲波的時(shí)間間隔,也就是所謂的TOF(Time of Flight,飛行時(shí)間,也叫聲時(shí))。這也是TOFD技術(shù)的由來。

 

3

 

那大家考慮一下,以聲時(shí)為縱坐標(biāo),所有掃查位置上,相同聲時(shí)的位置,代表的深度也是相同的嗎?換句話說,下面TOFD的B掃視圖上的假設(shè)的紅色缺陷1和紅色缺陷2一定在同一深度上嗎?

 

歡迎大家留言討論。

待續(xù)

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文章轉(zhuǎn)自工業(yè)檢測大時(shí)代

 

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