TOFD全解析-08-檢測(cè)前準(zhǔn)備-硬件準(zhǔn)備

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前面把TOFD技術(shù)的基本概念介紹的差不多了，后面將針對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行合適的檢測(cè)前準(zhǔn)備。

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主機(jī)的準(zhǔn)備:

前面講到了，采樣率的概念，也提到了一個(gè)說(shuō)法就是合理的采樣率為每個(gè)信號(hào)周期采集5個(gè)以上樣本，即采樣率至少為探頭頻率的5倍以上，所以如果使用10MHz探頭，則儀器的采樣率至少要50MHz以上。

儀器的脈沖重復(fù)頻率(PRF)代表每秒鐘產(chǎn)生的用于激發(fā)探頭晶片的觸發(fā)脈沖數(shù). 脈沖重復(fù)頻率越高,大掃查速度越快. 脈沖重復(fù)頻率過(guò)高,會(huì)產(chǎn)生幻影波.

TOFD技術(shù)由于使用的是聲時(shí)衍射技術(shù)，信號(hào)比較微弱，因而對(duì)信噪比的要求也比較高。因此TOFD設(shè)備的濾波器也成為信噪比高低的關(guān)鍵因素。

同時(shí)TOFD設(shè)備需要有信號(hào)平均處理功能，信號(hào)平均處理可以降低隨機(jī)的電子噪音干擾,但無(wú)法消除晶粒粗大帶來(lái)的噪音。

信號(hào)平均功能的原理是通過(guò)多次信號(hào)的疊加再除以次數(shù)，以使得缺陷信號(hào)不衰減的前提下，降低隨機(jī)電子噪音。

因而選擇一款合適的設(shè)備是檢測(cè)的第1步。

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探頭頻率和晶片的選擇

探頭頻率主要對(duì)穿透能力和分辨力有影響，頻率越高，波長(zhǎng)越短，分辨力越高，但穿透能力隨之下降，反之頻率越低，分辨力降低，但穿透能力隨之增大。

下面是提高探頭頻率和降低探頭頻率對(duì)檢測(cè)的影響比較：

而探頭的晶片尺寸對(duì)檢測(cè)影響主要表現(xiàn)在輸出能量，即穿透能力上，以及波束擴(kuò)散角上。晶片尺寸越小，輸出能力降低，但波束擴(kuò)散角度增加，反之晶片尺寸越大，穿透能力增加，但波束擴(kuò)散角減小。

下面是探頭晶片的影響比較：

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楔塊角度的選擇也會(huì)影響近表面分辨力及覆蓋范圍，楔塊角度越大，近表面分辨率越好，覆蓋范圍越靠上部，反之楔塊角度越小，近表面分辨率越差，覆蓋范圍約靠近下部。

探頭角度越小,PCS越小, 直通波與底波的時(shí)間間隔越大,分辨力越高,深度測(cè)量的精度越高.

初次掃查更多使用60o和70o楔塊，但對(duì)于較厚的工件，則需要使用45o楔塊。

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儀器及探頭和楔塊的選擇是比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在一些標(biāo)準(zhǔn)如NB/T 47013.10標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于儀器及探頭和楔塊都有明確的要求。其中對(duì)探頭頻率、晶片尺寸和楔塊角度都有明確的推薦范圍：

而針對(duì)不同的要求，也要根據(jù)檢測(cè)需求進(jìn)行合理的選擇。

比如對(duì)于大壁厚工件或粗晶材料，可以選擇低頻率，大晶片尺寸，小角度。

針對(duì)大曲率薄壁工件，可以選擇高頻率，小晶片尺寸，大角度。

對(duì)于提高覆蓋及檢測(cè)效率，可選擇低頻率，小晶片尺寸，大角度。

而如果想提高檢測(cè)精度和分辨力，可選擇高頻率，小角度，短脈沖。

待續(xù)

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