超声检测一般是指使超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。用于固体材料超声检测的装置按其指示的参量可分为三类:第一类指示声的穿透能量,常用于穿透法;第二类指示频率可变的超声连续波在试件中形成驻波的情况,可用于共振测厚,但目前已很少用;第三类指示反射声波的幅度和运行时间,常用于脉冲反射法。鉴于脉冲反射法在目前的广泛使用,虚拟仪器就是采用反射检测法来设计的。
脉冲反射法的基本原理,一般只利用一个超声波探伤仪探头发射兼接收。当工件完好时,显示器上只有始波T和底面回波B。当工件中有小于声束截面的小缺陷时,在始波T和底波B之间还有缺陷回波F出现。根据缺陷波F的高度可对缺陷的大小进行评估,根据缺陷回波F与始波T之间的时间差可以得到缺陷的埋藏深度。有缺陷回波时,底面回波高度下降。当工件中有大于声束截面的大缺陷时,超声波探伤仪束全部被缺陷反射,显示器上只有始波T和缺陷回波F,底波B消失。
虚拟超声探伤系统的总体结构如图2所示。该系统以AT89C52单片机为核心控制器件,数据采集由计算机结合专用数据采集卡进行完成,然后利用计算机软件对数据进行运算、分析和处理,结合LabVIEW应用软件进行探伤系统的面板设计和部分功能的设计和构建,对测试结果进行显示。单片机控制发射电路发射400 V的高压窄脉冲,激励探头产生超声波,并随之切换开关至信号接收电路。同时启动数据采集卡进行数据采集工作。单片机控制系统与计算机之间的通讯(如脉冲重复频率、脉冲占空比和增益调节等)采用USB接口来进行。 |