数字式超声波无损检测和成像处理系统

　　1、引言

　　超声波检测技术作为无损检测技术的重要手段之一，在其发展过程中起着重要的作用，它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效通用法。由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟量信号的分析，大部分检测设备仅有A扫描形式，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论，对检测和分析人员的要求较高。因此，人为因素对检测的结果影响较大，波形也不易记录和保存，不适宜完成自动化检测。

　　八十年代后期，由于计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采集和分析成为可能。这项技术的出现减少了超声波无损检测中人为的因素对测量结果的影响，使波形能记录和保存，并达到检测结果的直观性，同时也实现了超声波检测分析和成像处理。使得工业中超声波检测自动化成为可能。

　　2.系统的基本结构及工作原理

　　数字式超声波检测和成像处理系统是采用Pc微机，以高速实时采集和存储及数字成像为主要技术的实时检测系统。系统主要由下列部分组成:微机(或工控机)系统、超声波脉冲发射器、超声波信号接收器、高速数据采集卡、数据处理和分析软件包以及传感器、探头运动和扫描控制系统等。系统框图如图1所示。

　　系统具奋如下基本功能:

　　l)具有A型扫描超声波探伤设备的全部功能和分析方法工作频率:1一4OMHZ

　　2)具有可程控和可选择的四通道方式和数据的实时记录检测数据实时存盘

　　3)全汉化用户界面，双计算机协调工作多窗户的图形分析

　　4)可事后分析、处理、测试任何位置范围内的探伤情况

　　5)实时的A扫描显示(单、双、四通道方式可选)、扫查控制显示事后A扫描显示、B扫描显示、C扫描显示，3D显示，各显示方式可相互比较

          6)分析结果和检测报告软件，打印出分析结果和检测报告超声波在钢中的传播速度、距离和时间的关系公式为:

　　D=C·T

　　式中:D表示声程(距离)

　　C表示声速

　　T表示传播时间

　　如果采用反射法直探头进行检测(如图2)，在其探测范围内的传播时间:

　　T=2H/C

　　式中:H表示工件厚度

　　C表示声速

　　T表示传播时间

　　如果采用反射法斜探头进行检测(如图3，4)，则要考虑人射角和几次声程的影响。采用一次声程探伤，在其探测范围内的传播时间: