數(shù)字、計算機及數(shù)字技術(shù)在超聲檢測中的應(yīng)用

數(shù)字、計算機及數(shù)字技術(shù)在超聲檢測中的應(yīng)用

隨著計算機和數(shù)字技術(shù)在超聲波檢測中的廣泛應(yīng)用，a、b、c、d、p掃描和其他字段經(jīng)常出現(xiàn)在各種文獻和產(chǎn)品的介紹中。這些超聲探傷中的信息顯示模式(俗稱各種掃描)的概念中已經(jīng)有了不少新內(nèi)容。本文參考internet上的有關(guān)資料,較為詳細地介紹了A、B、C、D、P掃描的基本概念。1超聲檢測設(shè)備的顯示模式A—掃描(A—scan、A—display、A—presentation)也稱A型顯示(圖1)。在A掃描中,探頭接收到的超聲脈沖信號幅度用軸向(通常是Y軸)位移表示,而此超聲脈沖對應(yīng)的傳播時間以另一軸向(通常是X軸)位移表示。在線性放大系統(tǒng)中,Y軸位移量與超聲脈沖信號幅度成正比。信號的型式有多種:(1)射頻信號;(2)正半波;(3)負半波;(4)整流和非整流;(5)整流和非整流(平滑)。當需要研究信號的相位漂移時,用到射頻顯示,而其他各種顯示可用于簡化結(jié)果和簡化對結(jié)果的解釋。與模擬式探傷設(shè)備不同是,在計算機化、數(shù)字化的超聲檢測設(shè)備中,熒光屏上的一幅A型圖是由一串等間隔的彼此不相連的亮點組成的,每個點包含兩個信息——聲程和幅度,聲程可用該亮點距參考點的間隔數(shù)及聲速計算出來,幅度可用灰度、顏色或縱坐標值表示。計算機表示屏幕上一個點的灰度或顏色的等級數(shù)是很多的,是足夠用的。亮點是按其聲程的大小順序排列起來的。更重要的是每個點所包含的這兩個信息及各個點的相對位置都可存貯起來,并可重新提取出來。正是這些特點,使計算機化、數(shù)字化的超聲檢測設(shè)備中的各種信號顯示模式增添了許多新內(nèi)容,這將在下文中介紹。A型顯示沒有包含探頭位置的信息。2接頭連續(xù)的存B—掃描(B—scan、B—display)也稱B型顯示(圖2)?？紤]到印刷的困難,圖2中應(yīng)涂成彩色的部分僅用文字標注,下同。讀者如能自己涂上顏色對閱讀、理解本文是有益的。B—掃描是一種兩維顯示。在直角坐標中,B型顯示中的每個點在一個軸上的坐標值表示超聲脈沖信號的傳播時間(聲程),在另一個軸上的坐標值表示探頭離參考點的距離。也就是說,探頭位置坐標相同的亮點,組成了這個探頭位置處的A—掃描顯示。B—掃描中,屏幕上的每個亮點要對某個“事件”的“標志”做出響應(yīng),不同事件有不同的標志。例如:(1)亮點的聲程落在給定的閘門內(nèi)且其幅度超過給定的閾值是一個事件,而上述兩個條件中的一個未滿足的情況則是另一個事件。這樣兩個“事件”的標志分別是:前者為1,后者為0。亮點可以用黑或白兩種顏色分別對標志1或標志0做出響應(yīng)。這種表示事件標志的方式稱為“開關(guān)”式。(2)亮點的聲程落在給定的閘門內(nèi)且其幅度超過給定的閾值,在此條件下,如果把各個超過給定閾值的不同幅度值看作為不同“事件”的話,那么各“事件”的標志以及亮點表現(xiàn)標志的方式都是亮點的灰度或顏色。這種表示事件的方式稱為“連續(xù)”式。圖2中左數(shù)第1、2的圖型是兩個部位的A—掃描,分別以a-a,b-b表示。第3個是聲程閘門?？梢钥吹?a-a,b-b中的兩個回波脈沖都在閘門內(nèi)。圖2中間的黑方框表示被測物體,其中的兩條點線表示兩條聲路徑,a-a路徑上的黑方塊及b-b路徑上的不規(guī)則圖形分別表示該聲程處有“事件”發(fā)生。圖2中間的黑方框上方的箭頭線表示探頭移動方向。圖2右邊是B—掃描圖,其中a-a的事件表示方式為“開關(guān)”式,b-b為“連續(xù)”式。3回波時的開關(guān)型C—掃描(C—scan,C—display,C—presentation)也稱C型顯示(圖3)。這是個兩維顯示,例如,在直角坐標中,C—掃描圖是由許多點組成的;每一點對應(yīng)一個探頭位置,而每一點的灰度或顏色對應(yīng)探頭在此位置時所發(fā)生的事件的標志。這些事件的標志是如下規(guī)定的:(1)回波聲程落在閘門內(nèi)且幅度超過給定的閾值,這種標志稱為開關(guān)型。(2)回波聲程落在閘門內(nèi)且幅度超過給定的閾值,在此條件下的不同的幅度值作為“事件”,其標志是不同顏色或灰度。C—掃描圖上沒有缺陷離探測面的深度信息。圖3采用的是上述的第2種事件標志。4個兩維顯示d型D—掃描(D—scan,D—display)也稱為D型顯示(圖4),這是個兩維顯示。D掃描實際上是C掃描的變種,只要將圖3的C掃描圖中的顏色對應(yīng)該探頭位置時的聲程即形成D—掃描圖了。5掃查面為焊縫檢查,加a型圖P—掃描(P—scan,ProjectionImagingScanning)是一種三維顯示模式(圖5),常用于焊縫檢查。當探頭在探測面上完成兩維掃查后,會得到一系列A型圖,被掃查空間中的每一個點將因此得到兩個信息——幅度和聲程。按照B掃描中對事件及事件標志的規(guī)定,將空間中每一點對事件標志的響應(yīng)投影到三個互相垂直的平面(探測面、端面、側(cè)面)上,就形成了P掃描中的各維顯示。6超聲探傷的“像”,指“像”,或“像”由此看來,各種掃描的基礎(chǔ)均為A掃描。在A掃描基礎(chǔ)上演變出來的各種掃描的優(yōu)點是使信