大型多通道超聲波探傷儀主要指一類基于A型脈沖式的在線無損檢測設備,其基礎是通常通道數(shù)多達幾十到上百個的超聲波探傷儀,主要由同步、掃描、發(fā)射、接收放大、電源等電路部分和顯示部分組成,與超聲探頭配套使用。廣泛應用于治金、航空航天、鐵路、船舶等領域的無損檢測。其校準方法如下:
一、校準前的檢查
檢查大型多通道超聲波探傷儀(以下簡稱探傷儀)的外觀,是否存在影響正常工作及未來可靠性的外部損傷,檢查工作電壓能否保證儀器正常工作。
二、校準通道的選擇
對于多通道探傷系統(tǒng),校準通道數(shù)可以根據(jù)儀器特點進行優(yōu)化,在確保有效性的前提下提高效率。例如針對采用分時復用設計的探傷儀,可根據(jù)廠商提供的設計文件,將計量特性值根據(jù)儀器特點進行優(yōu)化。穩(wěn)定性、顯示抖動、脈沖重復頻率、時基線性與增益線性只校準共用分時復用通道中的其中一個,抽取的校準通道數(shù)不應少于總通道數(shù)的25%;探傷靈敏度和探傷靈敏度信噪比則逐個通道校準。
三、穩(wěn)定性
1、在檢測過程中應采用機油等超聲耦合劑,并保證探頭和試塊的耦合穩(wěn)定不變。如果配有延時控制器,則延時應設定為零。
2、使用與探傷儀通道匹配的深頭和標準試塊,使探傷儀顯示一個回波信號。第一個回波的幅度調整為滿刻線幅度的80%,并調整時基線,使該回波位于滿刻線寬度的80%。
3、在6min內,每隔1min觀察回波的幅度和其在時基線上位置的穩(wěn)定性。
4、將信號幅度變化和時基線漂移最大值記作穩(wěn)定性。
注:在檢測過程中,環(huán)境溫度應保持在探傷儀制造者技術規(guī)范規(guī)定的范圍士5℃以內。確保電源或電池的電壓在制造者技術規(guī)范規(guī)定的范圍以內。
四、顯示抖動
按上述的方法產生一個回波參考信號,觀察約10s,記錄顯示抖動最大值。
五、脈沖重復頻率
使用輔助探頭作為接收器,與探傷儀被校通道相匹配的探頭耦合,將接收探頭輸出端連接至示波器。
在不同脈沖重復頻率的每個設定值下,用示波器測量發(fā)射脈沖的重復頻率。
注:若探傷儀有多種組合擋位,且組合擋位的脈沖重復頻率(通常指范圍和脈沖重復頻率)相同時,僅需要校準其中一個組合擋位。對于帶有脈沖重復頻率連續(xù)可調控制器的探傷儀,應從制造者的技術要求中選擇一個設定值進行校準。
六、時基線性
1、使用2號校準試塊和儀器配套的縱波直探頭或橫波斜探頭進行。
2、將探頭放在校準試塊上,其位置應使最后一個背面回波或弧面回波的范圍不小于所要檢查的時基線性范圍。
3、調整時基線,使第一個和第六個背面回波分別與標尺的第一個和最后一個刻線對齊。用另外四個回波檢查線性。
4、依次將背面回波調至近似相同的幅度,例如:滿刻線幅度的80%。每個回波脈沖的前沿宜與各自相應的刻線對齊。當?shù)谝粋€和第六個回波定位后,并以相同的幅度測量時,檢查每一個回波與其理想位置的偏差。取其最大偏差值作為時基線性誤差。
七、增益線性
1、將探傷儀的頻率、范圍、脈沖能量等控制器設置在隨后檢測時使用的位置,可調抑制控制器和掃描增益控制器均置于“關”的位置。
2、在校準試塊上定位探頭,以從一個小的反射體(例如:GB/T19799.2中2號校準試塊的5mm孔)中獲得一個反射信號。
3、調整增益,使該信號達到滿刻線幅度的80%,記錄增益控制器數(shù)值。
4、將增益增加2dB,確認信號幅度上升到大于滿刻線幅度。將增益恢復到初始值,然后進一步把增益降低6B,確認信號幅度下降到滿刻線幅度的40%左右。
5、以6dB步進量依次降低信號幅度3次,記錄與滿刻線幅度的20%、10%和5%的差值。
八、探傷靈敏度
1、探傷儀的相應控制器參數(shù),例如:頻率、脈沖能量、脈沖抑制和脈沖重復頻率的設定值應設置到進行基本測量時所使用的位置。在每種情況下,要對應基本測量時所選用的特定范圍來檢查這些參數(shù)。
2、將探傷儀發(fā)射探頭放置在校準試塊上,調整探頭位置以找到橫通孔信號的最大值。
3、調整以分貝值校準過的增益控制器,將該信號設置到滿刻線幅度的20%,記錄增益控制器此時的設定值G0為組合設備的探傷靈敏度。
九、通道間探傷靈敏度一致性
在探傷靈敏度校準結果中選取最大值與最小值,兩者差值為通道間探傷靈敏度一致性。
十、探傷靈敏度信噪比
1、按上述方法校準探傷靈敏度,從試塊上移下探頭,擦干探頭表面的耦合劑。
2、使用經(jīng)過校準的增益控制器,增加增益,直到總的系統(tǒng)噪聲幅度與目標孔一樣達到滿刻線幅度的20%,記錄增益控制器新的設定值G1。
3、探傷靈敏度信噪比為:Gsnr=G1-G0
式中:
Gsnr——探傷靈敏度信噪比,dB;
G1——系統(tǒng)噪聲幅度在滿刻線幅度20%時,增益控制器設定值,dB;
G0——探傷靈敏度,dB。