關(guān)于中心底面盲區(qū)高度的計(jì)算

只看該作者 · 2012-9-17 22:30:54

針對(duì)焊縫中心的底面缺陷，其信號(hào)可能隱藏在底面回波信號(hào)中以致無法識(shí)別，即中心底面盲區(qū)，盲區(qū)高度相當(dāng)于底面回波信號(hào)的深度（見大部分文獻(xiàn)），則：

h為下表面盲區(qū)高度；tT為底波傳播時(shí)間；T為工件厚度。此時(shí)tp取底面回波4倍周期，為0.8us，則盲區(qū)高度為3.5mm。

理論上，底波信號(hào)是不可能完全覆蓋缺陷信號(hào)的，因?yàn)槿毕菪盘?hào)的回波時(shí)間小于底波的傳播時(shí)間，缺陷信號(hào)肯定可以發(fā)現(xiàn)，但是由于底波淹沒了一部分信號(hào)造成無法測(cè)量和定量。因此，作者對(duì)于“盲區(qū)高度相當(dāng)于底面回波信號(hào)的深度”有不同的理解，因?yàn)楫?dāng)缺陷信號(hào)傳播時(shí)間加上缺陷信號(hào)周期時(shí)間小于底波傳播時(shí)間時(shí)，該缺陷是可以測(cè)量和定量的，所以可以考慮將缺陷信號(hào)傳播時(shí)間加上缺陷信號(hào)周期時(shí)間等于底波傳播時(shí)間時(shí)求出的缺陷與底面的距離高度作為中心底面盲區(qū)高度，如下圖，圖中缺陷波的寬度相當(dāng)于中心底面盲區(qū)的高度。

此時(shí)，盲區(qū)高度計(jì)算公式：

此時(shí)tp取缺陷信號(hào)回波時(shí)間為1倍周期0.2us、2倍周期0.4us、4倍周期0.8us，則盲區(qū)高度分別為0.9mm、1.8mm、3.7mm。

本貼提出的中心底面盲區(qū)與大多數(shù)文獻(xiàn)提出的中心底面盲區(qū)的最大區(qū)別在于參考的信號(hào)是缺陷信號(hào)，這樣算出來的高度符合常理，根據(jù)底波來算，理解比較困難。

歡迎大家提出不同的想法。

furulong · 2012-9-17 22:36:54

補(bǔ)充：工件厚度T為40mm，PCS=2s=92，工件聲速c取5950m/s，探頭頻率為5MHz。

梁金昆 · 2012-9-18 06:28:24

樓主的探索，如同我的一些看法，支持，但要繼續(xù)細(xì)化！因?yàn)椋S多地方，還需斟酌。我認(rèn)為，復(fù)雜的計(jì)算，常不如簡(jiǎn)單作圖。

furulong · 2012-9-18 08:31:43

梁金昆發(fā)表于 2012-9-18 06:28
樓主的探索，如同我的一些看法，支持，但要繼續(xù)細(xì)化！因?yàn)椋S多地方，還需斟酌。我認(rèn)為，復(fù)雜的計(jì)算，常不 ...

謝謝梁老的支持意見！

梁金昆 · 2012-9-18 10:05:10

有條件----有儀器和有試塊，不妨做個(gè)試驗(yàn)。強(qiáng)天鵬先生說:從試驗(yàn)結(jié)果來看，底面反射波的反射點(diǎn)與其上方(2S中垂線上)的盲區(qū)，很小，說服了我。

furulong · 2012-9-18 22:12:23

梁金昆發(fā)表于 2012-9-18 10:05
有條件----有儀器和有試塊，不妨做個(gè)試驗(yàn)。強(qiáng)天鵬先生說:從試驗(yàn)結(jié)果來看，底面反射波的反射點(diǎn)與其上方(2S中 ...

從理論上來說缺陷是可以被發(fā)現(xiàn)，但是測(cè)量和定量會(huì)存在困難，如果要考慮定量缺陷，底面的盲區(qū)高度也不小，理論計(jì)算也有幾個(gè)毫米。可能我們平時(shí)做實(shí)驗(yàn)只是用于發(fā)現(xiàn)缺陷，沒有真正去測(cè)量它，我在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候1mm深的矩形槽也可以發(fā)現(xiàn)有衍射波，但是由于衍射波和底面反射波有疊加部分，所以測(cè)量不利。了解這個(gè)底面盲區(qū)可能對(duì)缺陷是否是底面開口或近底面缺陷的判斷有一定幫助，因?yàn)槔碚撚?jì)算兩三個(gè)毫米的近底面缺陷的衍射波會(huì)和底面反射波疊加，如果是底面開口，底面應(yīng)該會(huì)有間斷。

如上圖，可以看出底面反射波基本沒有異常，因此我感覺不屬于底面開口的缺陷，應(yīng)該是屬于近底面的缺陷，但是要測(cè)量該缺陷的高度比較困難，至于是什么缺陷，希望有經(jīng)驗(yàn)的可以評(píng)一下。說明一下：該圖片是從一些培訓(xùn)PPT上摘錄的，里面評(píng)的是根部未熔合。

梁金昆 · 2012-9-19 11:33:25

本帖最后由梁金昆于 2012-9-20 14:44 編輯

furulong先生:您好！現(xiàn)將我當(dāng)年的學(xué)習(xí)TOFD筆記節(jié)錄發(fā)去，僅供參考。該文概述中強(qiáng)調(diào)了分辨力和盲區(qū)計(jì)算，僅限于2S中垂線上;否則，是概念錯(cuò)誤。

3.2 下盲區(qū)

3.2.1計(jì)算公式

R=T-｛〔(T2+S2)1/2-λ〕2-S2｝1/2 (12)

筆者注:該式僅適用脈沖持續(xù)時(shí)間為2個(gè)周期。有人把底波持續(xù)時(shí)間算進(jìn)去，似是概念錯(cuò)誤。缺陷衍射波在底波之前，它的持續(xù)時(shí)間不會(huì)超過兩個(gè)周期。
( 又附:公式中符號(hào)，從網(wǎng)上發(fā)過去，變樣了，T和S的平方，小括號(hào)后的1/2次方，中括號(hào)后的平方，以及大括號(hào)后的1/2次方，表示不清楚。包括下面數(shù)字的平方，如40的平方，成了402，62.8的平方，變成了62.82，等等，請(qǐng)諒。)

3.2.2 計(jì)算舉例

問題:使用5MHz、脈沖持續(xù)時(shí)間n為2個(gè)周期的探頭，檢測(cè)40mm厚工件，探頭對(duì)中心距2S=100mm。請(qǐng)計(jì)算下盲區(qū)R為多少？

已知:T=40mm，S=50mm，又知:

λ=C/f=(6mm/μs)÷(5/μs)=1.2mm，

斜大半聲程L2=(T2+S2)1/2=(402+502)1/2=64mm

斜小半聲程L1=L2-λ=64mm-1.2mm=62.8mm

h1=(62.82-502)1/2=38 (mm)

R=T-h1=40mm-38mm=2mm
實(shí)測(cè)值可能還低。
祝好！