相控陣超聲校準(zhǔn)試塊之刻槽VS橫通孔SDH

相控陣超聲校準(zhǔn)試塊之刻槽VS橫通孔SDH

（第1章 回波動(dòng)態(tài)）

對(duì)于超聲波檢測(cè)環(huán)焊縫，ASME Sec V第4章允許使用標(biāo)準(zhǔn)管材上的刻槽進(jìn)行靈敏度的校準(zhǔn)（圖T-434.3-1），或使用橫通孔試塊（圖T-434.3-2）。橫通孔和刻槽都可用于靈敏度校準(zhǔn)，但是由于存在幾個(gè)原因，它們表現(xiàn)十分不同。

對(duì)于回波動(dòng)態(tài)的比較，采用CIVA軟件，在25mm的曲面試塊上，采用刻槽和橫通孔進(jìn)行模擬。建模中采用的是16陣元的探頭，頻率為5MHz。沒(méi)有對(duì)靈敏度進(jìn)行歸一化的處理。由于聲程的增加，導(dǎo)致的聲壓衰減，橫通孔上的回波幅值稍有下降。

注：雖然加工了多個(gè)反射孔，但是在繪制的曲線中，中間采用了同刻槽聲程相同的插值。

顯而易見(jiàn)，刻槽的回波起伏巨大，并且在角度為60°時(shí)聲壓最低。

相對(duì)尺寸

與橫通孔相比，刻槽的尺寸相對(duì)較大，聲波反射主要由端角反射。

橫通孔基本上是圓柱形，聲束只在垂直與聲束的窄帶上進(jìn)行反射。設(shè)想一下，當(dāng)你用手電筒照在鍍鉻的圓柱體棒上時(shí)看到的反射光線。

對(duì)稱性

刻槽是非對(duì)稱的反射體。聲束輪廓和反射特性隨著入射聲束角度而均勻的變化，這是不正確的。對(duì)于折射角為45°的橫波，端角反射的效率最高，反射信號(hào)最強(qiáng)。當(dāng)聲束的角度接近60°時(shí)，發(fā)生了波型轉(zhuǎn)換，反射的橫波減少，形成了圖中的最低點(diǎn)。角度超過(guò)了60°時(shí)，聲壓有所增加，但是不能達(dá)到折射角很小時(shí)的聲壓。

同時(shí)，橫通孔是對(duì)稱的反射體，對(duì)于所有角度，形成的聲束發(fā)射的輪廓相同。

因此，采用刻槽進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)（TCG/DAC）時(shí)，通常得到的靈敏度比橫通孔的低。并且必須降低增益，才能使得刻槽的回波信號(hào)峰值達(dá)到滿屏高度的80%。這也是上圖中顯示的10—12dB的差異。

此外，在刻槽上進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，不同角度的聲束，回波幅值不同。我們已經(jīng)采用了某種方式處理了這一問(wèn)題。回波幅值，通常取決于入射到反射體上的聲束的角度（除非焊縫中的缺陷是絕對(duì)的圓柱體或球體，但實(shí)際上是不可能的）。在刻槽上進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，對(duì)于折射角為60°的聲束，放大了靈敏度。

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