如何選擇超聲波探傷儀（案例分析）

1. 選型背景

背景：野外 / 室外探傷

工況：以焊縫探傷為主，主要考慮板的對(duì)接焊、搭接焊、角焊；表面通常有漆、不光滑；板厚多在 25mm 以下；多為裝配件，即，已裝配完畢、不拆卸探測、可能只能單面探測。

難以使用渦流法：表面有漆、銹漬，不光滑、有毛刺；

難以使用射線法：需考慮防護(hù)設(shè)備、洗片設(shè)備、無法當(dāng)時(shí)判斷；（工業(yè) CT 除外）

難以使用磁粉法：焊縫余高無打磨、深度裂紋無法探測、

可能有非導(dǎo)磁件（比如鋁合金件）；

難以使用滲透法：未開口到表面的缺陷無法探測。

2. 解決方案

綜合以上情況，推薦使用超聲波探傷儀。對(duì)各種工況的探傷參照如下兩圖（典型圖、僅供參考）：

圖 1 ，對(duì)接焊，焊縫余高未磨平、只能單面探測?？墒褂眯碧筋^、觀察一次或二次回波，在焊縫兩側(cè)進(jìn)行掃查探傷。

圖 2 ，角焊縫。綜合使用斜探頭、直探頭，多面、多次探測。

型號(hào)推薦（性能 / 功能的選擇）

使用超聲探傷，有三個(gè)目的：

定位：有沒有缺陷、大致在什么位置；

定量：缺陷的大小是否超標(biāo)——缺陷的存在往往難免，關(guān)鍵在于大小是否在安全范圍內(nèi)；

定性：什么性質(zhì)的缺陷，氣孔、夾渣、裂紋？——這完全是根據(jù)對(duì)被測件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)熟悉，探測經(jīng)驗(yàn)豐富之后，自行歸納總結(jié)。

超聲波測量的工作過程：

探頭發(fā)射或接收超聲信號(hào)，引起探頭晶振片振動(dòng)，該機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能、表現(xiàn)為電壓大小的變化，儀器監(jiān)測到這種電壓大小的變化，并將這種變化轉(zhuǎn)變成示波信號(hào)在屏幕上顯示。

電壓大小的變化就是儀器要所采集的數(shù)據(jù)（采樣），根據(jù)這種變化，進(jìn)行計(jì)算，從而得出信號(hào)從什么位置回來的、強(qiáng)弱情況，由此再根據(jù)公式（或各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定好的參照曲線）進(jìn)一步推斷出這個(gè)信號(hào)是否屬于超標(biāo)信號(hào)。

由此可見，采樣的精度是根本，它受到被測件材質(zhì) / 結(jié)構(gòu)、探頭（頻率 / 結(jié)構(gòu)）、儀器三大方面的影響。

被測件我們無法控制、無法選擇；探頭可以不斷更換、最終根據(jù)實(shí)際情況選擇到一個(gè)合適的匹配探頭（所以，探頭屬于易損易耗件）。

3. 產(chǎn)品推薦

因此，在采樣精度的三大影響因素中，唯一可控的，或者說，可事先選擇的，就是儀器。確切講，就是儀器的采樣分辨率（切記，不是采樣頻率）。據(jù)此，推薦使用時(shí)代 TIME1150  超聲波探傷儀 。

時(shí)代 TIME1150 超聲波探傷儀 的采樣分辨率為 12bits 。假設(shè)，信號(hào)滿幅度為 1V （如前所述，儀器實(shí)際上都是根據(jù)電壓大小的變化來計(jì)算和顯示信號(hào)的），則 8bits 的儀器只能辨識(shí) 4mV 的電壓變化， 10bits 的儀器可辨識(shí) 1mV 的電壓變化，而 12bits 的儀器可辨識(shí) 0.25mV 的電壓變化。

再考慮到室外 / 野外的作業(yè)，可能會(huì)有強(qiáng)光環(huán)境，，那么在屏幕的亮度調(diào)節(jié)上，該款儀器的屏幕亮度 10 級(jí)可調(diào)，而且背景色四種搭配可調(diào)。這樣，即便在強(qiáng)光直射的情況下，屏幕顯示內(nèi)容也清晰可辨。

鑒于板厚范圍不大、且不算厚板，探測表面的空間有限，因此，在標(biāo)配隨機(jī)帶的 2.5MHz 直探頭、 5MHzK2 斜探頭之外，建議，加配 5MHzK1 斜探頭、 5MHz 直探頭各一。如需再加配探頭，將來可視情況而定（探頭即插即用）。

關(guān)于儀器性能指標(biāo)的驗(yàn)證，通常送由第三方（各計(jì)量機(jī)構(gòu)）按國家頒行的相關(guān)檢定規(guī)程（或校準(zhǔn)規(guī)范）進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，日常工作中，為了自行儀器與探頭的匹配效果進(jìn)行調(diào)較、校驗(yàn)，建議選購以下三種試塊： CSK-1B （較探頭零位、角度、前沿）、 RB-1 （用于調(diào)校匹配性和制作參考曲線，適用于 8 ～ 25mm 板厚）、 DB-P （ Z1-2 ）（用于調(diào)校匹配性）。其它試塊，可在將來的實(shí)踐中另行選購。

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