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超声波直探头、双晶探头、斜探头校准方法

超声波直探头、双晶探头、斜探头校准方法
超声波检测中声速和探头零点校准是因为状态行所显示参数的计算都是与声速和探头零点相关,所以在探伤前请务必校准;声程校准是为了使屏幕上显示适当声程范围内的波形,以便更好地判断、评价缺陷。
 一、直探头校准(单晶探头)
根据声速和探头零点的已知情况,确定校准步骤。若声速未知,则应先进行声速校准;若声速已知,则跳过声速校准,调节声速为已知声速后用一点法进行探头零点校准。
 1、已知材料声速校准
步骤:
(1) 材料声速设置为已知材料声速,
(2)  把探头耦合到校准试块上,
(3)  设定闸门逻辑为单闸门方式,即设为进波报警或失波报警逻辑,把闸门套住一次回波,此时声程测量的就是一次回波处的声程,
(4)  调节探头零点,使得状态行的声程测量值(S)与试块的已知厚度相同,此时所得到的探头零点就是该探头的准确探头零点。
 2、未知材料声速校准
 步骤:
(1)  先初步设定一大概的声速值;
(2)  调节闸门逻辑为双闸门方式;
(3)  将探头耦合到一个与被测材料相同且厚度已知的试块上;
(4)  移动闸门A的起点到一次回波并与之相交,调节闸门A的高度低于一次回波最高幅值至适当位置,闸门A不能与二次回波相交;
(5)  移动闸门B的起点到二次回波并与之相交,调节闸门B的高度低于二次回波最高幅值至适当位置,闸门B不能与一次回波相交;
(6)  调节声速,使得状态行显示的声程测量值(S)与试块实际厚度相同,此时,所得到的声速就是这种探伤条件下的准确声速值。
(7)  设定闸门逻辑为单闸门方式,即设为进波报警或失波报警逻辑,此时声程测量的就是一次回波处的声程;
(8)  调节探头零点,使得状态行的声程测量值(S)与试块的已知厚度相同,此时所得到的探头零点就是该探头的准确探头零点。
材料声速未知,设置接近的材料声速为5920m/s,设置闸门逻辑为双闸门方式,同时探头零点设置为0;将探头耦合到50mm的标定试块上,并将闸A门调到与一次回波相交的位置,将B闸门调到与二次回波相交的位置;
 二、双晶探头校准 增加声速值,直到一、二次回波间声程显示的值为50mm,现在便测得了材料的准确声速是6024m/s;再将闸门设置为单闸门方式,测量一次回波处的声程,连续调节探头零点直到一次回波处测得的声程值为50mm,现在便测得了探头零点为0.125us。
校准步骤:
(1) 在收发组内设置双探头状态;
(2) 依照当前测试任务和选用探头设置好声程、收发组各功能项目;
(3) 将探头耦合到标定试块上,调节基本组中的探头零点直到标定回波接近要求的位置,同时二次回波也在显示范围之内;
(4) 调节增益值直到幅值最大的回波接近全屏高度;
(5) 在闸门组内打开双闸门;
(6) 在设置功能组选择前沿测量方式;
(7) 移动闸门A的起点到一次回波并与之相交,闸门A不能与二次回波相交;
(8) 移动闸门B的起点到二次回波并与之相交,闸门B不能与一次回波相交;
(9) 调整闸门高度,使其位于两个校准回波前沿的相同位置;
(10) 然后改变声速,直至显示出标定试块的厚度值;
(11) 设定闸门逻辑为单闸门方式,即设为进波报警或失波报警逻辑,此时声程测量的就是一次回波处的声程;
(12) 调节探头零点,使得状态行的声程测量值与试块的已知厚度相同。
 三、斜探头校准
 1、校准入射点(探头前沿):用IIW试块(又称荷兰试块)或CSK-IA试块测斜探头零点,首选将仪器声速调节为3230m/s,显示范围为150mm,然后开始测试,用户如图将探头放在试块上并移动,使得R100mm的圆弧面的反射体回波达到最高,用直尺量出探头前端面和试块R100mm弧圆心距离,此值即为该探头的前沿值,R100mm弧圆心对应探头上的位置即为探头入射点。 斜探头校准通常需要以下步骤:1、校准入射点(探头前沿);2、校准探头角度(K值);3、校准材料声速;4校准探头零点。
2、校准探头角度(K值):用角度值标定的探头可用IIW试块校准,如果是用K值标定的探头,可用CSK-IA试块校准。这两种试块上有角度或K值的标尺,按探头标称值选择合适的标尺(右图所示,在IIW试块上侧可校准60-76度的探头,下侧可校准74-80度的探头,CSK-IA试块上侧可校准K2.0、K2.5、K3.0的探头,下侧可校准K1.0、K1.5的探头。请按试块上的标定值选择用合适的校准试块及校准方法)。如图放置探头,左右移动使得反射体回波达到最高,此时入射点对应的刻度就是探头的角度或K值。
 3、校准材料声速按照1中所述找到R100mm的最高反射波,调节显示范围使得屏幕上能显示该弧面的二次回波,选择闸门方式为双闸门,调节A闸门与一次回波相交,调节B闸门与二次回波相交,调节声速值使得状态行中声程测量值(S)为100,此时得到的声速值即为该材料的实际声速值。
4、校准探头零点保持上面的测量状态,将闸门方式改为正或负,调节探头零点使得状态行中声程测量值(S)再次为100,此时得到的探头零点值即为该探头的零点值。
 斜探头的校准方法有很多,并不完全拘泥于用标准试块进行校准,也可以用已知深度的小孔进行校准,理论上参考反射体越小,校准的精度越高,但校准的难度也相应的加大。用小孔校准时可通过测量小孔的深度和水平位置,计算斜率来校准角度,并利用测得的深度或水平位置值校准声速和探头零点。

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