【文章內(nèi)容簡介】 檢測前應(yīng)根據(jù)探測范圍來調(diào)節(jié)掃描速度，以便在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷定位。 調(diào)節(jié)掃描速度的一般方法是根據(jù)探測范圍利用已知尺寸的試塊或工件上的兩次不同反射波的前沿分別對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的水平刻度值來實(shí)現(xiàn)。不能利用一次反射波和始波來調(diào)節(jié)，因?yàn)槭疾ㄅc一次反射波的距離包括超聲波通過保護(hù)膜、耦合劑（直探頭）或有機(jī)玻璃斜楔（斜探頭）的時(shí)間，這樣調(diào)節(jié)掃描速度誤差大。 下面分別介紹縱波、橫波、表面波檢測時(shí)掃描速度的調(diào)節(jié)方法。 縱波檢測一般按縱波聲程來調(diào)節(jié)掃描速度。具 體調(diào)節(jié)方法是：將縱波探頭對(duì)準(zhǔn)厚度適當(dāng)?shù)钠降酌婊蚯酌妫箖纱尾煌牡撞ǚ謩e對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的水平刻度值。 例如探測厚度為 400 mm 工件，掃描速度為 1∶ 4，現(xiàn)得用 IIW 試塊來調(diào)節(jié)。將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上厚為 100 mm 的底面，調(diào)節(jié)儀器上“深度微調(diào)”、“脈沖移位”等旋鈕，使底波 BB4分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 50、 100，這時(shí)掃描線水平刻度值與實(shí)際聲程的比例正好為 1∶ 4，如圖 （ a）。 圖 縱波、表面波掃描速度的調(diào)節(jié) 圖 橫波檢測缺陷位置的確定 表面波檢測一般也是按聲程調(diào)節(jié)掃描速度，具體調(diào)節(jié)方法基本上與縱波相同。只是表面波不能在同一反射體上形成多次反射。調(diào)節(jié)時(shí)要利用兩個(gè)不同的反射體形成的兩次反射波分別對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的水平刻度值來調(diào)節(jié)。如圖 （ b），探頭置于圖示位置，調(diào)節(jié)儀器使棱邊 A、 B 的反射波 A 波和 B 波分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度值 65 這時(shí)表面波掃描速度為 1∶ 1。 如圖 所示，橫波檢測時(shí)，缺陷位置可由折射角 β 和聲程 x 來確定，也可由缺陷的水平距離 l 和深度 d 來確定。 一般橫波掃描速度的調(diào)節(jié)方法有三種：聲程調(diào)節(jié)法、水平調(diào)節(jié)法和深度調(diào)節(jié)法。 (1)聲程調(diào)節(jié)法：聲程調(diào)節(jié)法是使示波屏上的水平刻度值 τ 與橫波聲程 x 成比例，即 τ ∶x=1∶ n。這時(shí)儀器示波屏上直接顯示橫波聲程。 按聲程調(diào)節(jié)橫波掃描速度可在 IIW、 CSKI A、 IIW半圓試塊以及其它試塊或工件上進(jìn)行。 ①利用 IIW 試塊調(diào)節(jié)： IIW 試快 R100 圓心處未切槽，因此橫波不能在 R100 圓弧面上 形成多次反射，這樣也就不能直接利用 R100 來調(diào)節(jié)橫波掃描速度。但 IIW 試塊上有 91 mm 尺寸，鋼中縱波聲程 91 mm 相當(dāng)于橫波聲程 50 mm 的時(shí)間。因此利用 91 mm 可以調(diào)節(jié)橫波掃描速度。 13 下面以橫波 1∶ 1 例為說明之。如圖 所示，先將直探頭對(duì)準(zhǔn) 91 mm 底面，調(diào)節(jié)儀器使底波 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 50、 100 這時(shí)掃描線與橫波聲程的比例正好為 1∶ 1。然后換上橫波探頭，并使探頭入射點(diǎn)對(duì)準(zhǔn) R100 圓心，調(diào)“脈沖移位”使 R100 圓弧面回波 B1對(duì)準(zhǔn)水平刻度 100，這時(shí)零位才算校準(zhǔn)。即這時(shí)水平刻度“ 0”對(duì)應(yīng)于斜 探頭的入射點(diǎn)，始波的前沿位于“ 0”的左側(cè)。 以上調(diào)節(jié)方法比較麻煩，針對(duì)這一情況，我國的 CSKIA 試塊在 R100 圓弧處增加了一個(gè)R50 的同心圓弧面，這樣就可以將橫波探頭直接對(duì)準(zhǔn) R50 和 R100 圓弧面，使回波 B（ R50）對(duì) 50， B2，（ R100）對(duì) 100，于是橫波掃描速度 1∶ 1 和“ 0”點(diǎn)同時(shí)調(diào)好校準(zhǔn)。 圖 用 IIW 試塊按聲程調(diào)橫波掃描速度 ②利用 IIW2 和半圓試塊調(diào)節(jié)：當(dāng)利用 IIW2 和半圓試塊調(diào)橫波掃描速度時(shí)，要注意它們的反射特點(diǎn)。探頭對(duì)準(zhǔn) IIW2 試塊 R25 圓弧面時(shí)，各反射疲的間距為 2 7 75??，對(duì)準(zhǔn)R50 圓弧面時(shí)，各反射波間距為 50、 7 75??。探頭對(duì)準(zhǔn) R50 半圓試塊（中心為切槽）的圓弧面，各反射波的間距離為 50、 100、 100??。 下面說明橫波 1∶ 1 掃描速度的調(diào)整方法。 利用 IIW2 試塊調(diào)：探頭對(duì)準(zhǔn) R25 圓弧面，調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 2 100即可，如圖 （ a）。 圖 用 IIW2 和半圓式塊按聲程調(diào)掃描速度 (a)IIW2 試塊 （ b）半圓試塊 14 利用 R50 半圓試塊調(diào)：探頭對(duì)準(zhǔn) R50 圓弧面，調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 0、100，然后調(diào)“脈沖移位”使 B1對(duì)準(zhǔn) 50 即可，如圖 （ b）。 (2)水平調(diào)節(jié)法：水平調(diào)節(jié)法是指示波屏上水平刻度值 τ 與反射體的水平距離 l 成比例，即 τ ∶ l=1∶ n。這時(shí)示波屏水平刻度值直接顯示反射體的水平投影距離（簡稱水平距離），多用于薄板工件焊縫橫波檢測。 按 水平距離調(diào)節(jié)橫波掃描速度可在 CSKIA 試塊、半圓試塊、橫孔 試塊上進(jìn)行。 ①利用 CSKIA 試塊調(diào)節(jié)：先計(jì)算 R50、 R100 對(duì)應(yīng)的水平距離 l l2： 1 2212501100 21KRlKKRllK? ?????? ????? () 式中 K—— 斜探頭的 K 值（實(shí)測值）。 然后將探頭對(duì)準(zhǔn) R50、 R100，調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 l l2。 當(dāng) K= 時(shí)，l1=35 mm， l2=70 mm，若使 B135， B270，則水平距離掃描速度為 1： 1。 ②利用 R50 半圓試塊調(diào)節(jié)：先計(jì)算 B B2對(duì)應(yīng)的水平距離 l l2： 1 221213 21KRlKKRllK? ?????? ????? () 然后將探頭對(duì)準(zhǔn) R50 圓弧，調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度值 l l2當(dāng) K= 時(shí)，l1=35 mm， l2=105 mm。先使 B B2分別對(duì)準(zhǔn) 0、 70，再調(diào)“脈沖移位”使 B135，則水平距離掃描速度為 1∶ 1。 ③利用橫孔試塊調(diào)節(jié)：以 CSKⅢ A 試塊為例說明之。 設(shè)探頭的 K=，并計(jì)算深度為 60 的 φ 1179。 6 對(duì)應(yīng)的水平距離 l l2： 11221. 5 20 301. 5 60 90l Kdl Kd? ? ? ?? ? ? ? 調(diào)節(jié)儀器使深度為 60 的 φ 1179。 6 的回波 H H2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 90，這時(shí)水平距離掃描速度 1∶ 1 就調(diào)好了。需要指出的是，這里 H H2不是同時(shí)出現(xiàn)的，當(dāng) H1對(duì)準(zhǔn) 30時(shí)， H2不一定正也對(duì)準(zhǔn) 90、因此往往要反復(fù)調(diào)試，直至 H1對(duì)準(zhǔn) 30， H2正好對(duì)準(zhǔn) 90。 （ 3）深度調(diào)節(jié)法：深度調(diào)節(jié)法是使示波屏上的水平刻度值 τ 與反射體深度 d 成比例，即 τ ： d=1： n，這時(shí)示波屏水平刻度值直接顯示深度距離。常用于較厚工件焊縫的橫波檢測。 按深度調(diào)節(jié)橫波掃描速度可在 CSKIA 試塊、 半圓試塊和橫孔試塊等試塊上調(diào)節(jié)。 ①利用 CSKIA 試塊調(diào)節(jié)：先計(jì)算 R50、 R100 圓弧反射波 B B2對(duì)應(yīng)的深 d d2： 1222121100150dKRdKRd????? () 然后調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度值 d d2。 當(dāng) K=， d1=22. 4 mm、 d2= mm，調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 、 ，則深度 1∶ 1 就調(diào)好了。 ②利用 R50 半圓試塊調(diào)節(jié)：先計(jì)算半圓 試塊 B B2對(duì)應(yīng)的深度 d d2： 15 1 221213 31RdKRddK? ?????? ????? （ ） 然后調(diào)節(jié)儀器使 B B2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度值 d d2即可，這時(shí)深度 1∶ 1 調(diào)好。 ③利用橫孔試塊調(diào)節(jié)：探頭分別對(duì)準(zhǔn)深度 d1=40， d2=80 的 CSKIA 試塊上的 1179。 6 橫孔，調(diào)節(jié)儀器使 d d2對(duì)應(yīng)的φ 1179。 6 回波 H H2分別對(duì)準(zhǔn)水平刻度 80，這時(shí)深度 1： 1 就調(diào)好了。這里同樣要注意反復(fù)調(diào)試，使 H1對(duì)準(zhǔn) 40 時(shí)的 H2正好對(duì)準(zhǔn) 80。 檢測靈敏度的 調(diào)節(jié) 檢測靈敏度是指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力，一般根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。可通過調(diào)節(jié)儀器上的 [增益 ]、 [衰減器 ]、 [發(fā)射強(qiáng)度 ]等靈敏度旋鈕來實(shí)現(xiàn)。 調(diào)整檢測靈敏度的目的在于發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小的缺陷，并對(duì)缺陷定量。檢測靈敏度太高或太低都對(duì)檢測不利。靈敏度太高，示波屏上雜波多，判傷困難。靈敏度太低，容易引起漏檢。 實(shí)際檢測中，在粗探時(shí)為了提高掃查速度而又不致引起漏檢，常常將檢測靈敏度適當(dāng)提高，這種在檢測靈敏度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高后的靈敏度叫做搜索靈敏度或掃查靈敏度。 調(diào)整檢測靈敏度的常用方法 有試塊調(diào)整法的工件底波調(diào)整法兩種。 根據(jù)工件對(duì)靈敏度的要求選擇相應(yīng)的試塊，將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上的人工缺陷，調(diào)整儀器上的有關(guān)靈敏度旋鈕，使示波屏上人工缺陷的最高反射回波達(dá)基準(zhǔn)波高，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。 例如，壓力容器用鋼板是利用 Φ 5 平底孔來調(diào)整靈敏度的。具體方法是：探頭對(duì)準(zhǔn) Φ 5平底孔， [衰減器 ]保留一定的衰減余量， [抑制 ]至“ 0”，調(diào) [增益 ]使 Φ 5 平底孔最高回波達(dá)示波屏滿幅度 50%，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。 又如，超聲波檢測厚度為 100 mm 的鍛件，檢測靈敏度要求是：不允許存在 Φ 2 平底孔當(dāng)量大小的缺陷 。檢測靈敏度的調(diào)整方法是：先加工一塊材質(zhì)、表面光潔度、聲程與工件相同的 Φ 2 平底孔試塊，將探頭對(duì)準(zhǔn) Φ 2 平底孔，儀器保留一定的衰減余量， [抑制 ]至“ 0”調(diào)[增益 ]使 Φ 2 平底孔的最高回波達(dá) 80%或 60%高，這時(shí)檢測靈敏度就調(diào)好了。 利用試塊調(diào)整靈敏度，操作簡單方便，但需要加工不同聲程不同當(dāng)量尺寸的試塊，成本高，攜帶不便。同時(shí)還要考慮工件與試塊因耦合和衰減不同進(jìn)行補(bǔ)償。如果利用工件底波來調(diào)整檢測靈敏度，那么既不要加工任何試塊，又不需要進(jìn)行補(bǔ)償。 利用工件底波調(diào)整檢測靈敏度是根據(jù)工件底面回波與同深 度的人工缺陷（如平底孔）回波分貝差為定值，這個(gè)定值可以由下述理論公式計(jì)算出來。 222 0 l g 2 0 l g ( 3 )πBffPx xNPD?? ? ? ? （ ） 式中 x—— 工件厚度； Df—— 要求探出的最小平底孔尺寸。 利用底波調(diào)整檢測靈敏度時(shí)，將探頭準(zhǔn)工件底面，儀器保留足夠的衰減余量，一般大于Δ +（ 6~10） dB（考慮搜索靈敏度）， [抑制 ]至“ 0”，調(diào) [增益 ]使底波 B1 最高達(dá)基準(zhǔn)高（如80%），然后用 [衰減器 ]增益Δ dB（即衰減余量減少Δ dB），這時(shí)檢測靈敏度就調(diào)好了。 由于理 論公式只適用于 x≥ 3N 的情況，因此利用工件底波調(diào)靈敏度的方法也只能用于厚度尺寸 x≥ 3N 的工件，同時(shí)要求工件具有平行底面或圓柱曲底面，且底面光潔干凈。當(dāng)?shù)酌?16 粗糙或有水油時(shí)，將使底面反射率降低，底波下降，這樣調(diào)整的靈敏度將會(huì)偏高。 例如，用 ( MHzφ 20 mm直探頭 )檢測厚度 x=400 mm的餅形鋼制工件 ,鋼中 cL=5 900 m/s,檢測靈敏度為 400/Φ 2平底孔 (在 400 mm處發(fā)現(xiàn)Φ 2平底孔缺陷 )。 利用工件底波調(diào)整靈敏度的方法如下。 ①計(jì)算：利用理論計(jì)算公式算出 400 mm 處大底度 與Φ 2 平底孔回波的分貝差Δ為 B22222 0 l g 2 0 l gπ2 2 .3 6 4 0 02 0 l g 4 3 .5 4 4( d B )3 .1 4 2fPxPD??? ? ???? ? ?? 分貝差Δ也可由縱波平底孔 AVG曲線得到，如圖 2— 17 中 MN對(duì)應(yīng)的分貝差Δ =44 dB。 ②調(diào)整：將探頭對(duì)準(zhǔn)工件大平底面， [衰減器 ]衰減 50 dB，調(diào) [增益 ]使底波 B1達(dá) 80%，然后使 [衰減器 ]的衰減量減少 44 dB，即 [衰減器 ]保留 6 dB，這時(shí)Φ 2 靈敏度就調(diào)好了，也就是說這時(shí) 400 nm 處的平底孔回波正好達(dá)基準(zhǔn)高（即 400 mm 處Φ 2 回波高為 6 dB）。如果粗探時(shí)為了便于發(fā)現(xiàn)缺陷，可采用使