超声检测仪调节过程中表面干扰波的排除

2010-10-20周琳

河南化工 2010年12期

关键词：表面波横波声速

周琳

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

超声检测仪调节过程中表面干扰波的排除

周琳

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

概述了在超声波横波检测时的仪器调节过程中，出现干扰波的情况，指出干扰波干扰仪器的正常调节，影响缺陷定位和定量，提出可以通过分析计算和试验，排除这种干扰波，最后推断出它是表面波。

干扰波;表面波;波幅;K值

在超声波检测中，为了在确定的检测范围内发现规定大小的缺陷，并对缺陷定位和定量，就必须在检测前调好仪器的扫描速度和灵敏度。在对焊缝的超声波检测中，经常用到的是横波检测。对于横波扫描速度的调节我们最常用的试块是CSK－ⅠA试块。而对于焊缝检测的灵敏度的调节，我们要用的试块是能够制作DAC曲线的CSK－ⅢA试块。如果扫描速度和灵敏度调节出现较大偏差，那么缺陷的定位和定量就不准确。所以在超声波检测的仪器调节阶段一定要将偏差控制在尽可能小的范围内，排除干扰波就显得尤为重要。

1 问题的提出

仪器型号:PXUT－360，探头规格:5P8×12K3，实测K值:2.71，前沿:10mm，耦合剂:甘油，试块:CSK－ⅠA、CSK－ⅢA。

在CSK－ⅠA试块上调节横波扫描速度时，发现在R50和R100圆弧反射波旁边分别紧挨着一个反射波，并且其波幅与圆弧反射波波幅相当，如图1所示。那么哪两个才是真正的R50和R100圆弧反射波?而另外两个反射波是怎样形成的呢?带着这些疑问进行下一个仪器调节的步骤。

图1 采用CSK－ⅠA试块的反射波示意图

在CSK－ⅢA试块上制作DAC曲线时，将探头对准深度为20 mm的横孔Φ1×6，找最高回波时，示波屏上出现了两个反射波，调节声程按钮将波压缩，出现更多反射波，如图2所示。横波在深度为20 mm的横孔Φ1×6上的反射波只有一个，其他反射波均为干扰波。这些干扰波和在CSK－ⅠA试块上调节横波扫描速度时出现的干扰波有联系吗?

图2 采用CSK－ⅢA试块的反射波示意图

2 干扰波的分析

2.1 波形的分析

将探头置于CSK－ⅢA试块上，调节声程按钮使示波屏上出现如图2所示的多个反射波。干扰波有迟到波、三角形反射波、探头杂波、轮廓回波、耦合剂反射波、幻想波等。在上述调节过程中出现的最有可能的干扰波似乎是轮廓回波。因为用手指沾油拍打图3中的位置②，发现B2、B3波随着手指的拍打而跳动，但是根据波形和横波在CSK－ⅢA试块中的传播途径，探头所在位置发出的横波不可能在位置②的轮廓处有反射;再用手指沾油拍打图3中①的位置，发现B1、B2、B3波的波幅均有明显变化，回波随着手指的拍打而跳动;用手指沾油拍打图3中的位置③，发现B2、B3波随着手指的拍打而跳动;拍打位置图3中位置④，B1、B2、B3波的波幅均无明显变化。这可以表明这些回波是沿着试块表面传播的。由此可推断这些干扰波是表面波。

图3 不同拍打位置

2.2 回波声程的分析

图4 CSK－ⅢA试块

将探头置于CSK－ⅢA试块上(声速设置为横波在钢中传播的速度3230m/s)，如图4。移动探头，使探头距离试块边缘50 mm，此时B1波声程显示为64 mm;探头移动至距离试块边缘100 mm，此时B1波声程显示为117.4mm;探头移动至距离试块边缘150 mm，此时B1波声程显示为170.7mm。实际声程为探头距离试块边缘距离+前沿，所以这三个位置的实际声程是60、110、160 mm(见表1)。声程显示和实际声程不一致的原因就是声速不同，钢中表面波的声速是横波的0.9倍。

表1 试验数据列表 mm

将以上数据放进此式，得出的结果是57.6、105.3、153.6。接近于实际声程。这也证明了上述干扰波是表面波。

将探头置于CSK－ⅢA试块上，调节声程按钮使示波屏上能看到如图2上的显示。前后推动探头，会发现B1波和B2波之间的声程是固定不变的(150mm)，B2波和B3波同样如此，只有B1波的声程在变化。将探头置于图3位置固定，声速设置为表面波声速2907 m/s，B1、B2、B3回波的声程显示分别是79.9、230.4、380.8mm。

由于表面波沿表面传播，结合图3中的实验可以确定其声程如图5所示。

再来看上文的第一个问题，就是在CSK－ⅠA试块上调节横波扫描速度时发现的干扰波是什么波。这个答案也是表面波，因为同样可以用上述方法证明。由于表面波的实际声程是仪器上显示声程的0.9倍。所以可以确定在图1中前面的波B1、B3是真正的R50和R100圆弧反射波，紧跟其后的B2、B4是表面波的反射波。其传播路程如图6所示。