第一張tofd技術(shù)的基本知識(shí)ppt課件

1、衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)(TOFD技術(shù)）,張平2012年11月28日 北京,第一章 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史和衍射基本原理1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)（Time of Flight Diffraction Technique，英文 TOFD技術(shù)）依靠超聲波與缺陷尖端或端部相互作用后，而發(fā)出的衍射波來(lái)檢測(cè)缺陷并對(duì)缺陷進(jìn)行定位、定量的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。定義： TOFD

2、技術(shù)是一種基于衍射信號(hào)實(shí)施檢測(cè)的技術(shù)。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,關(guān)于TOFD 的不同翻譯：中文翻譯為—衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)； GB/T 12604.1:2005（等同ISO 5577:2000）翻譯為—衍射聲時(shí)；物理學(xué)術(shù)語(yǔ)翻譯為—衍射渡越時(shí)間；,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,缺陷的衍射信號(hào)與什么無(wú)關(guān)？ 1、與衍射信號(hào)的角度無(wú)關(guān) 2、與衍射信號(hào)的幅度無(wú)關(guān)因?yàn)檠苌湫盘?hào)與角度和振幅無(wú)關(guān)，所以，TOF

3、D技術(shù)在原理和方法上與傳統(tǒng)脈沖反射超聲波檢測(cè)技術(shù)有根本性的區(qū)別。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,傳統(tǒng)超聲檢測(cè)技術(shù)是： 1、根據(jù)缺陷反射信號(hào)檢出缺陷 2、根據(jù)缺陷幅度評(píng)定缺陷尺寸影響缺陷的定量因素： 1、入射聲束角度 2、檢測(cè)方向 3、缺陷表面粗超度 4、工件表面狀態(tài) 5、探頭的壓力,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,TOFD技術(shù)發(fā)展歷程 A、20世紀(jì)70年代——摸索、完善、裝備

4、研發(fā)階段，經(jīng)歷了約10年的時(shí)間。 B、 20世紀(jì)90年代——開(kāi)始應(yīng)用階段； C、 20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初——大規(guī)模應(yīng)用推廣階段；大約又經(jīng)過(guò)10年的時(shí)間，功能強(qiáng)大的便攜式TOFD儀器問(wèn)世。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,一、TOFD技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況 TSG R0004-2009 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》于2009年12月1日起施行，做出如下規(guī)定：4.5 無(wú)損檢測(cè)4.5.1 無(wú)損檢測(cè)人員無(wú)損檢

5、測(cè)人員應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行考核取得相應(yīng)資格證書(shū)后，方能承擔(dān)與資格證書(shū)的種類(lèi)和技術(shù)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)工作。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,4.5.3 壓力容器焊接接頭無(wú)損檢測(cè)4.5.3.1 無(wú)損檢測(cè)方法的選擇(1)壓力容器的對(duì)接接頭應(yīng)當(dāng)采用射線檢測(cè)或者超聲檢測(cè)，超聲檢測(cè)包括衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)（TOFD）、可記錄的脈沖反射法超聲檢測(cè)和不可記錄的脈沖反射法超聲檢測(cè)；當(dāng)采用不可記錄的脈沖反射法超聲檢測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用射線檢測(cè)或

6、者衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)做為附加局部檢測(cè)；,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,二、TOFD檢測(cè)人員的培訓(xùn)和資格鑒定情況2007年國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局發(fā)布國(guó)質(zhì)檢特函402號(hào)“關(guān)于進(jìn)一步完善鍋爐壓力容器壓力管道安全監(jiān)察工作的通知” 中，第六條《關(guān)于TOFD方法的應(yīng)用》，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)制造壁厚度60mm以上的壓力容器，可以采用TOFD檢測(cè)方法替代射線法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。從事TOFD檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須符合以下條件：,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,1、

7、在我國(guó)TOFD無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)未公布前，應(yīng)當(dāng)參照國(guó)外成熟標(biāo)準(zhǔn)制訂企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)全國(guó)鍋壓標(biāo)委會(huì)審核通過(guò)后，進(jìn)行備案。2、從事TOFD檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)具有UT-Ⅲ級(jí)人員1名，UT-Ⅱ級(jí)資格4年以上（含4年）人員2名，作為T(mén)OFD檢測(cè)責(zé)任人和操作復(fù)核人員。3、從事TOFD檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)具有UTⅡ級(jí)資格4年以上（含4年），其TOFD操作技能經(jīng)全國(guó)無(wú)損檢測(cè)考核委員會(huì)考核合格。從2003年初全國(guó)考委會(huì)舉辦TOFD-II級(jí)人員培訓(xùn)考核到現(xiàn)在，全

8、國(guó)已有近550人持有TOFD-II級(jí)資格證書(shū)。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,TSG特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSG Z8001-2011《特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員考核規(guī)則》(征求意見(jiàn)稿)中將超聲檢測(cè)分為：A、脈沖反射法超聲檢測(cè)、B、衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)、相控陣超聲檢測(cè)和奧氏體焊縫超聲檢測(cè)，C、超聲檢測(cè)專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)，包括板材類(lèi)、無(wú)縫管材類(lèi)、焊接管材類(lèi)、鍛件類(lèi)、板材類(lèi),1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,三、TOFD檢測(cè)儀器情況國(guó)外產(chǎn)品

9、1、以色列Sonotron NDT公司產(chǎn)品Isonic2005型、2008型檢測(cè)儀2、加拿大R/D Tech公司產(chǎn)品Omnisacn MX TOFD檢測(cè)儀3、美國(guó)物理聲學(xué)公司（PAC）公司4、美國(guó)AIS公司NB2000-MC八通道超聲波檢測(cè)設(shè)備引進(jìn)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品1、武漢中科創(chuàng)新公司于2005年研制了HS800便攜式TOFD超聲波檢測(cè)儀，2008年7通道的儀器已經(jīng)投入了檢測(cè)市場(chǎng)2、南通友聯(lián)公司開(kāi)發(fā)了PXUT-900便攜式TOF

10、D檢測(cè)儀，該儀器具有三種操作模式、U盤(pán)恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,四、TOFD標(biāo)準(zhǔn)的制定情況 1、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1993年，英國(guó)BS7706標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了用TOFD法進(jìn)行缺陷定量評(píng)價(jià)的具體程序和要求。1996年，美國(guó)ASME規(guī)范在案例2235案例中，明確提出允許使用TOFD取代RT。2000年ASME規(guī)范第I卷（動(dòng)力鍋爐）也允許用AUT取代RT，用TOFD法記錄焊縫檢測(cè)結(jié)果。2000年歐共體也在原英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS

11、7706：1993基礎(chǔ)上，制訂了有關(guān)焊縫TOFD法檢測(cè)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ENV583-6-2000《超聲衍射波時(shí)差法用于缺陷檢出和定量》。2001年，日本制定了NDIS2423：2001超聲波衍射時(shí)差技術(shù)(TOFD)用于缺陷高度測(cè)量的方法。,1.1.1 TOFD技術(shù)的發(fā)展歷史,2、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)目前，我國(guó)正在修訂《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和已頒布的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》已經(jīng)將TOFD技術(shù)方法納入正式條文。2004年中國(guó)一重與中國(guó)

12、特檢院合作編制的第一份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)全國(guó)鍋容標(biāo)委的審查和備案。目前，國(guó)內(nèi)有8個(gè)單位擁有TOFD企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家能源局于2010年8月27日發(fā)布了NB/T47013.10-2010（JB/T4730.10）第10部分：衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)，該標(biāo)準(zhǔn)于 2010年12月15日實(shí)施。,1.1.2 衍射現(xiàn)象,一、衍射定義 波在傳播路徑中遇到障礙物，發(fā)生繞過(guò)障礙物，產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱(chēng)為波的衍射。衍射也是波在傳輸過(guò)程中與

13、界面作用而發(fā)生的不同于反射的另一種物理現(xiàn)象。干涉和衍射的本質(zhì)： 干涉是分離的有限多束波的相干疊加；衍射是波陣面上無(wú)限多子波連續(xù)的相干疊加，也可以說(shuō)衍射是無(wú)數(shù)個(gè)干涉的綜合效果。,1.1.2 衍射現(xiàn)象,二、惠更斯－菲涅爾原理：惠更斯提出，介質(zhì)上波陣面上的各點(diǎn)，都可以看成是發(fā)射子波的波源，其后任意時(shí)刻這些子波的包跡，就是該時(shí)刻新的波陣面。菲涅爾充實(shí)了惠更斯原理，他提出波前上每個(gè)面元都可視為子波的波源，在空間某點(diǎn)的振動(dòng)是所有這些

14、子波在該點(diǎn)產(chǎn)生的相干振動(dòng)的疊加。,,1.1.2 衍射現(xiàn)象,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,裂紋,衍射波,衍射波,,入射波,反射波,,裂紋的上下端點(diǎn)都可以產(chǎn)生衍射波。 衍射波信號(hào)比反射波信號(hào)弱得多，且向空間的各個(gè)方向傳播，即沒(méi)有明顯的指向性。,圖1.1 裂紋端點(diǎn)衍射波示意圖,,1.1.2 衍射現(xiàn)象,惠更斯原理:,1.1.2 衍射現(xiàn)象,圖1.2 惠更斯原理的解釋,由圖示可見(jiàn):(1) 裂紋中部的反射波接近

15、平面波，其波陣面由眾多子波源反射波疊加構(gòu)成;(2) 裂紋尖端則沒(méi)有疊加現(xiàn)象發(fā)生。定義：尖端獨(dú)立的子波源發(fā)出的超聲波即為衍射波。衍射波的重要特點(diǎn)： 1、沒(méi)有明顯的方向性； 2、衍射波強(qiáng)度很弱。,,1.1.2 衍射現(xiàn)象,,1.1.2 衍射現(xiàn)象,缺陷端點(diǎn)形狀對(duì)衍射的影響：（1）端點(diǎn)越尖銳，衍射特性越明顯，（2）端點(diǎn)越圓滑，衍射特性越不明顯，（3）當(dāng)端點(diǎn)圓半徑大于波長(zhǎng)（d>λ)時(shí)，主要體現(xiàn)的是反射特性。,1.1

16、.3 不同角度下衍射信號(hào)波幅的變化,裂紋下尖端信號(hào)在折射角20°和65°時(shí),波幅曲線出現(xiàn)兩個(gè)峰；在38°時(shí),波幅下降很大幾乎為零。裂紋上尖端信號(hào)在0 ~ 65°區(qū)域單調(diào)增大，在65°時(shí)波幅達(dá)到最大值，從65°~ 85°單調(diào)降低。折射角為65°時(shí)，裂紋上、下尖端信號(hào)波幅均達(dá)到最大值，在45°~ 80°區(qū)間，裂紋下尖端的信號(hào)波幅大于上尖

17、端的信號(hào)波幅。,圖1.3 衍射波波幅隨著角度變化的曲線,1.1.3 不同角度下衍射信號(hào)波幅的變化,綜上所述(1) 衍射信號(hào)幅度隨折射角的變化而變化。(2)TOFD技術(shù)一般使用45°~70°的探頭，避開(kāi)了38°角度，這就保證衍射信號(hào)的強(qiáng)度；因探頭角度>70°以上時(shí)，會(huì)增大測(cè)量誤差，所以，在實(shí)際TOFD檢測(cè)中一般也不使用75°以上的探頭。(3) 由角度變化引起的信號(hào)波幅變化不

18、大于6dB。,1.1.3 不同角度下衍射信號(hào)波幅的變化,折射角度與衍射波幅度的關(guān)系的總結(jié):(1) 上尖端信號(hào)從0 ~ 65°單調(diào)增大，從65°~ 85°單調(diào)降低。(2) 上尖端信號(hào)波幅最大處于折射角65°。(3) 下尖端的信號(hào)波幅曲線出現(xiàn)兩個(gè)峰。在20°和65°時(shí)波幅達(dá)到峰值。(4) 下尖端的信號(hào)波幅在38°時(shí) ，波幅下降到最低。(5) 在45°

19、~ 80°區(qū)間，裂紋下尖端的信號(hào)波幅略大于上尖端的信號(hào)波幅。(6) 在此區(qū)間內(nèi)，由角度變化而引起的信號(hào)波幅變化不大于6dB。,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí)1、裂紋相對(duì)于兩探頭中心線偏斜對(duì)衍射信號(hào)波幅的影響,,圖1.4 裂紋相對(duì)于兩探頭中心線偏斜對(duì)衍射信號(hào)波幅的影響,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí),1、裂紋相對(duì)于兩探頭中心線偏斜對(duì)衍射信號(hào)波幅的影響研究結(jié)果：試驗(yàn)中不斷改變兩探頭中心線

20、與裂紋的夾角，即使裂紋走向與兩探頭中心線不垂直，對(duì)衍射信號(hào)波幅不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。(1)夾角α由90°→60°時(shí)， TOFD衍射信號(hào)振幅降低1dB。(2)夾角α由45°→ 60 °時(shí)，TOFD衍射信號(hào)振幅降低6分貝。,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí) 1、裂紋相對(duì)于兩探頭中心線偏斜對(duì)衍射信號(hào)波幅的影響裂紋相對(duì)于探頭中心線90° 裂紋相對(duì)于

21、探頭中心線135°,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí)2、裂紋相對(duì)于探測(cè)面傾斜時(shí)衍射信號(hào)幅度的變化,● 圖1.5上半部分所示為裂紋衍射的幾何布置。下半部為平底孔反射的幾何布置，參考反射體是一個(gè)直徑為3mm平底孔。 ● 在該模型中，衍射信號(hào)的振幅是裂紋傾斜角度的函數(shù)。傾斜系數(shù)Ve以垂直檢測(cè)表面為基準(zhǔn)，Ve＝0對(duì)應(yīng)于缺陷垂直于檢測(cè)平面。模型中的缺陷是光滑的平面橢圓型裂紋。,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的

22、進(jìn)一步知識(shí)2、裂紋相對(duì)于探測(cè)面傾斜時(shí)衍射信號(hào)幅度的變化,圖1.6顯示了當(dāng)-30°≤Ve≤+30°時(shí)衍射波幅度的變化。該圖中有很重要的兩點(diǎn)：第一點(diǎn)，在相同深度范圍內(nèi)衍射波的波幅與直徑為3㎜的平底孔相當(dāng)；其次，信號(hào)隨著缺陷傾角增加而加強(qiáng)。第二點(diǎn)，垂直裂紋缺陷的衍射信號(hào)幅度最小，當(dāng)傾角V=90°時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)幅度為32dB的最大值。衍射信號(hào)幅度隨著傾角的增加也隨之增加。當(dāng)V趨近90°時(shí)，裂紋如

23、同平底孔那樣會(huì)形成反射波，兩信號(hào)比近似等于它們的面積比。 計(jì)算表明當(dāng)裂紋傾角為±30°時(shí)，衍射信號(hào)幅度增加不超過(guò)3dB，這表明裂紋方向?qū)ρ苌鋾r(shí)差法檢測(cè)相對(duì)不敏感。,,圖1.6　衍射信號(hào)幅度隨傾斜角度的變化關(guān)系,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí),3、裂紋偏離兩探頭中心時(shí)衍射信號(hào)幅度的變化在1983年Temple研究了，當(dāng)裂紋的位置相對(duì)于兩個(gè)探頭的位置變化時(shí)，衍射信號(hào)波幅的變化情況：即使缺陷偏離兩個(gè)

24、探頭之間的對(duì)稱(chēng)中心達(dá)到30mm，衍射信號(hào)僅比來(lái)自對(duì)稱(chēng)放置的直徑為3mm平底孔的信號(hào)降低10dB。這說(shuō)明裂紋偏離兩探頭中心對(duì)衍射信號(hào)幅度沒(méi)有太大的影響。,1.1.4 關(guān)于TOFD衍射信號(hào)的進(jìn)一步知識(shí),4、橫波檢測(cè)裂紋端點(diǎn)衍射的最優(yōu)入射角度1983年研究結(jié)果：用橫波在鋼中檢測(cè)垂直平面裂紋，最優(yōu)入射角度為：第一組：上端點(diǎn)為50° ，下端點(diǎn)為55° 。第二組：上端點(diǎn)為45° ，下端點(diǎn)為57°

25、。,1.1.5 TOFD檢測(cè)的聲場(chǎng)分布,不同位置的信號(hào)強(qiáng)度分布：(1)在60°的聲束聚焦中心區(qū)域有最高的信號(hào)波幅；(2)在45°~74°范圍可以得到適中的信號(hào)幅度；(3)虛線內(nèi)其余區(qū)域雖然可以得到信號(hào)，但波幅減小到-24dB，特別是在靠近表面的區(qū)域減小的更多。波束覆蓋范圍主要是受探頭波束 寬度的限制，可以通過(guò)使用小直 徑的探頭，或是使用更大折射角 探頭（例如使用70&#

26、176;折射角探頭） 來(lái)增大波束覆蓋的有效區(qū)域。,,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.1 TOFD技術(shù)的基本配置,,雙探頭的優(yōu)點(diǎn)：(1) 可避免鏡面反射信號(hào)掩蓋衍射波信號(hào)，從而在任何情況下都能很好地接收端點(diǎn)衍射波信號(hào)，(2) 測(cè)定反射體的準(zhǔn)確位置和深度，(3) 易于實(shí)現(xiàn)大范圍掃查，快速接收大量信號(hào)。雙探頭系統(tǒng)是TOFD技術(shù)的基本配置和特征。,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)TOFD技術(shù)的典型設(shè)置,,,,

27、,,,發(fā)射探頭,接收探頭,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.1 TOFD技術(shù)的基本配置,實(shí)踐證明：在常規(guī)技術(shù)中 采用一個(gè)探頭也能發(fā)射超 聲波和接收衍射波，通常

28、 情況下，反射信號(hào)，比衍 射信號(hào)波幅高，6~24dB, 對(duì)單探頭而言,接收到的

29、 端點(diǎn)衍射波信號(hào)可能被反 射信號(hào)掩蓋，因此衍射波信號(hào)是否能看到具有不確定性（如圖1.9） ?？傊?，單探頭對(duì)端點(diǎn)衍射波信號(hào)接收不利，難以實(shí)現(xiàn)大范圍檢測(cè)，也難以快速測(cè)定反射體的準(zhǔn)確位置和深度。雖然，單探頭是可以進(jìn)行缺陷檢測(cè)的，但TOFD技術(shù)不采用這種方法。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知

30、識(shí)1.2.2 TOFD技術(shù)使用的探頭,TOFD探頭的特點(diǎn)： (1) 采用小尺寸芯片的大擴(kuò)散角探頭； (2) 要有良好的發(fā)射和接收性能； (3) 應(yīng)具有寬頻帶和窄脈沖特性 。TOFD探頭一般使用的頻率范圍是1MHz~15MHz，芯片尺寸范圍是3mm ~ 20mm，通過(guò)楔塊在鋼鐵中形成45°~70°的不同角度的折射縱波。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.2 TOFD技術(shù)使用的探

31、頭,縱波探頭聲場(chǎng)特點(diǎn)：(1) 縱波與橫波同時(shí)存在。 (2) 大擴(kuò)散角和寬波束。 (3) 橫波聲場(chǎng)的強(qiáng)度比縱波大的多。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.2 TOFD技術(shù)使用的探頭,TOFD技術(shù)使用的典型超聲探頭，是將一個(gè)壓電傳感器安裝在有機(jī)玻璃或其它類(lèi)似材料的楔塊上組成探頭。壓電傳感器大多采用復(fù)合材料。,,,壓電復(fù)合材料制作的探頭有以下優(yōu)點(diǎn),（1）橫向振動(dòng)很弱，串?dāng)_聲壓??；（2）機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Q值低;（3）帶寬大（80

32、%～100%）；（4）機(jī)電耦合系數(shù)值大；（5）靈敏度高，信噪比優(yōu)于普通PZT探頭； （6）在較大溫度范圍內(nèi)特性穩(wěn)定； （7）可加工形狀復(fù)雜的探頭，僅需簡(jiǎn)易的切塊和充填技術(shù)；（8）聲速、聲阻抗、相對(duì)絕緣常數(shù)及機(jī)電系數(shù)易于改變（因這些參數(shù)相關(guān)于陶瓷材料的體積率）；（9）易與聲阻抗不同的材料匹配（從水到鋼）；（10）可通過(guò)陶瓷體積率的變化，調(diào)節(jié)超聲波靈敏度。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.3 TOFD技術(shù)

33、采用的超聲波波型,在各種波中，縱波的傳播速度最快，幾乎是橫波的兩倍，從而能夠領(lǐng)先于其它種類(lèi)的波，在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)接收探頭。使用縱波并利用縱波波速計(jì)算缺陷的深度得到的結(jié)果是唯一的。TOFD檢測(cè)不使用橫波而使用縱波，其目的也是為了避免回波信號(hào)難以識(shí)別的困難。使用縱波并利用縱波波速計(jì)算缺陷的深度得到的結(jié)果是唯一的。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.3 TOFD技術(shù)采用的超聲波波型,,設(shè)想:探頭發(fā)射的縱波 進(jìn)入工件，其中

34、一部 分轉(zhuǎn)換為折射縱波C， 另一部分轉(zhuǎn)換成折射 橫波S。工件中傳播的 縱波C遇到缺陷A和B， 可能產(chǎn)生缺陷A的CCA和CSA，以及缺陷B的CCB和CSB； 同樣,工件中傳播的橫波S遇到缺陷A和B, 可能產(chǎn)生包括缺陷A的SCA和SSA，以及缺陷B的SCB和SSB。這樣,工件中傳播的信號(hào)就包括了CCA、CSA、CCB、CSB、SCA、SCB、SSA、SSB，這些信號(hào)都可能被探頭接收到，按信號(hào)的

35、傳播速度，信號(hào)在時(shí)間軸上的排列次序如圖1.12所示。,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.3 TOFD技術(shù)采用的超聲波波型,由于TOFD檢測(cè)是以波的傳輸時(shí)間來(lái)確定缺陷深度的，因此信號(hào)傳輸時(shí)間與缺陷深度必須有唯一性。在金屬材料中，縱波最先到達(dá)接收探頭。依據(jù)縱波信號(hào)（CCA、CCB）識(shí)別缺陷和以縱波波速計(jì)算其深度，就不會(huì)與橫波信號(hào)（CSA、CSB、SCA、SSA、SCB、SSB）或變形波信號(hào)混淆，也不會(huì)發(fā)生計(jì)算出錯(cuò)誤的缺陷深度。

36、TOFD檢測(cè)不使用橫波而使用縱波，其目的也是為了避免回波信號(hào)難以識(shí)別的困難。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.3 TOFD技術(shù)采用的超聲波波型,按圖1.12（b）所示模型，可大致估算縱波與橫波信號(hào)的傳輸時(shí)間差。設(shè)：缺陷A、B分別在工件上、下表面，且在兩探頭之間的中線上，主聲束與底面法線夾角為45°，近似認(rèn)為橫波聲速為縱波一半，則：假如經(jīng)缺陷A的縱波信號(hào)CCA的傳輸時(shí)間近似于直通波的傳輸時(shí)間2t，那么經(jīng)過(guò)缺陷B的縱

37、波信號(hào)CCB的傳輸時(shí)間近似于底波的傳輸時(shí)間就為2.8t；經(jīng)過(guò)缺陷A的變形波CSA或SCA的信號(hào)傳輸時(shí)間為3t；經(jīng)過(guò)缺陷B的變形波信號(hào)（CSB或SCB）傳輸時(shí)間為4.2t；而橫波信號(hào)SSA、SSB分別為4t和5.6t?？梢?jiàn)，位于兩探頭中間的缺陷，其產(chǎn)生的橫波信號(hào)始終在底波之后，不會(huì)對(duì)縱波信號(hào)產(chǎn)生干擾；在聲束經(jīng)過(guò)的大部分區(qū)域，即使產(chǎn)生變形波信號(hào)也將在底波之后，不會(huì)對(duì)縱波信號(hào)產(chǎn)生干擾，只有在靠近其中一個(gè)探頭附近的很小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的變形波信號(hào)可

38、能在底波之前出現(xiàn)。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.3 TOFD技術(shù)采用的超聲波波型,綜上所述，在TOFD檢測(cè)時(shí)，工件中存在多種波：首先是探頭發(fā)射的縱波和橫波；其次在波的傳播過(guò)程中，遇到缺陷，底面，或其它不同聲阻抗的界面，會(huì)發(fā)生波型轉(zhuǎn)換。因此，到達(dá)接收探頭的信號(hào)包括：所有縱波、所有橫波、波型轉(zhuǎn)換后的一部分縱波和一部分橫波。 為什么TOFD檢測(cè)使用縱波而不用橫波探頭?,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.4 TO

39、FD聲場(chǎng)中的A掃信號(hào),圖1.13所示為T(mén)OFD技術(shù)應(yīng)用時(shí)，波型種類(lèi)和傳播路徑的示意圖圖1.13 TOFD技術(shù)的波傳播路徑,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.4 TOFD聲場(chǎng)中的A掃信號(hào),圖1.14所示為T(mén)OFD技術(shù)應(yīng)用時(shí)，A掃信號(hào)的示意圖圖1.14 TOFD技術(shù)的A掃信號(hào),,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.4 TOFD聲場(chǎng)中的A掃信號(hào),發(fā)射探頭,1、直通波：兩個(gè)探頭之間沿工件表

40、面直線傳播的縱波。路程最逗，最先到達(dá)。當(dāng)探頭間距較大時(shí)，直通波可能非常微弱，甚至不能識(shí)別。由于TOFD掃查所發(fā)射和接收的信號(hào)在近表面區(qū)有較大的壓縮，因此這些區(qū)域的一些有用信號(hào)可能隱藏在直通波下。直通波的頻率比聲束中心的頻率低。2、缺陷信號(hào)：缺陷上、下端點(diǎn)產(chǎn)生的衍射信號(hào)，在直通波和底面反射波之間，比直通波信號(hào)強(qiáng)，比底面反射波信號(hào)弱。為提高小缺陷的上尖端和下尖端信號(hào)的分辨能力，可采取減少信號(hào)周期的措施。 3、底面反射波：縱波在底面的反射

41、波。因傳播距離比直通波長(zhǎng)，所以在直通波之后出現(xiàn)。如果探頭的波束只發(fā)射到金屬材料的上部分或者工件沒(méi)有合適底部進(jìn)行反射，則底面反射波可能不存在。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.4 TOFD聲場(chǎng)中的A掃信號(hào),1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.4 TOFD聲場(chǎng)中的A掃信號(hào),4、波型轉(zhuǎn)換信號(hào)：在底面縱波和底面反射波型轉(zhuǎn)換信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生各種波型轉(zhuǎn)換信號(hào)，波型轉(zhuǎn)換信號(hào)到達(dá)接收探頭時(shí)間比底面縱波反射信號(hào)長(zhǎng)，但比底面反射波型轉(zhuǎn)換信

42、號(hào)短。 5、底面反射波型轉(zhuǎn)換信號(hào)：在底面縱波反射信號(hào)之后將出現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)大的信號(hào)，這種信號(hào)是底面橫波反射信號(hào)，它有時(shí)會(huì)被誤認(rèn)為是底面縱波反射信號(hào)。6、底面反射波型轉(zhuǎn)換信號(hào)以后的信號(hào) ：底面反射波型轉(zhuǎn)換信號(hào)以后還會(huì)出現(xiàn)許多縱波和橫波多次反射和轉(zhuǎn)換的信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)一般不再進(jìn)行觀察和分析。由于直通波和底面反射波的存在，檢測(cè)時(shí)如果只使用TOFD技術(shù)，在上表面和下表面存在盲區(qū)，一般為幾毫米或十幾毫米之間，近表面的盲區(qū)大于底面的盲區(qū)。,1.2

43、 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.5 相位關(guān)系,圖1.15是無(wú)缺陷工件TOFD檢測(cè)情況，A-Scan圖中只有直通波和底面反為射波信號(hào)波形。當(dāng)波束從高阻抗介質(zhì)中入射到一個(gè)低阻抗介質(zhì)（例如，從鋼中入射到鋼/水界面或鋼/空氣 界面）時(shí)，在界面反射的信 號(hào)相位改變180?。如圖1.15所示，波束在碰到 界面之前是以正向周期開(kāi)始 傳播的，在經(jīng)過(guò)界面反射后 變成以負(fù)向周期開(kāi)始傳播。,圖1.15 從高

44、阻抗介質(zhì)入射到低阻抗介質(zhì)的信號(hào)相位發(fā)生改變,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.5 相位關(guān)系,圖1.16是有缺陷工件TOFD檢測(cè)情況，A-Scan信號(hào)中直通波、缺陷上、下尖端信號(hào)和底面反射波的波形圖。上尖端信號(hào)就像底面反射信號(hào)一樣，相位變化了180°。缺陷下尖端的衍射信號(hào)相位不發(fā)生改變，以解釋為波束只是在缺陷底部環(huán)繞,沒(méi)有發(fā)生界面反射。如果上尖端信號(hào)相位從負(fù)周期開(kāi)始，與底面 反射信號(hào)相同，那么下尖端信號(hào)

45、 就是從正向周期開(kāi)始，其相位與 直通波信號(hào)相同。研究表明，如果兩個(gè)衍射信號(hào)的 相位相反，可以判斷在信號(hào)之間 一定存在一個(gè)連續(xù)的缺陷。因此， 相位對(duì)分析信號(hào)和測(cè)定缺陷準(zhǔn)確 尺寸是非常重要。,圖1.16 有缺陷的A-Scan信號(hào)相位比較,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.5 相位關(guān)系,上端點(diǎn),下端點(diǎn),需要不檢波的A掃來(lái)顯示相位的變化,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.5 相

46、位關(guān)系,相位的變化：直通波（LW）和底面反射波（BW）的相位是相反的。缺陷的下端點(diǎn)與直通波的相位是相同的。缺陷的上端點(diǎn)與底面反射波的相位是相同的。每一個(gè)衍射信號(hào)的上、下端點(diǎn)衍射波相位是相反的。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.5 相位關(guān)系,對(duì)不同深度的兩個(gè)衍射信號(hào)，可根據(jù)相位變化判斷工件中的缺陷是一個(gè)缺陷還是兩個(gè)缺陷。如果兩個(gè)信號(hào)的相位相反，可能是一個(gè)缺陷（例如一條裂紋）的上下尖端衍射信號(hào)；如果兩個(gè)信號(hào)的相位相

47、同，則可判定為兩個(gè)缺陷。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.6 深度計(jì)算,探頭中心距：兩探頭入射點(diǎn)之間的距離又稱(chēng)為探頭中心距，用符號(hào)PCS表示。如圖1.17所示，PCS＝2S。由于兩探頭相對(duì)于衍射端點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)的，則超聲信號(hào)傳播距離L可以用下式計(jì)算： L= 2(s2 + d2)1/2超聲信號(hào)傳播時(shí)間計(jì)算式： t = 2(s2 + d2)1/2/c衍射端點(diǎn)深度的計(jì)算式：

48、 d = [(ct/2)2 - s2]1/2,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.6 深度計(jì)算,【例題1】衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心線上，已知：兩探頭中心距80mm，衍射點(diǎn)深度30mm，則超聲信號(hào)傳播距離是多少？ 解：由公式L= 2(s2 + d2)1/2，得：L= 2(402 + 302)1/2＝100mm。 答：超聲信號(hào)傳播距離為100mm。【例題2】衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心線上，已知：兩探頭中心距80mm

49、，衍射點(diǎn)深度30mm，聲波速度6 mm/?s，則超聲信號(hào)傳播時(shí)間是多少？ 解：由公式t = 2(s2 + d2)1/2/c，得：t = 2(402 + 302)1/2/6＝16.6 ?s 答：超聲信號(hào)傳播時(shí)間是16.6 ?s?！纠}3】已知：聲波速度6 mm/?s，衍射信號(hào)傳播時(shí)間為16.6 ?s，兩探頭中心距80mm：假設(shè)衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心線上，則衍射點(diǎn)深度是多少？ 解：由公式d = [(ct/2)2 -

50、 s2]1/2， 得：d = [(6×16.6/2)2 -402]1/2＝30mm。 答：衍射點(diǎn)深度是30mm。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.6 深度計(jì)算,【例題4】衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心線上，設(shè)聲速為6mm/?s，已知兩探頭中心距80mm，計(jì)算衍射點(diǎn)深度0.5mm、1mm、2mm、4mm的信號(hào)傳輸時(shí)間。 解：由公式t = 2(s2 + d2)1/2/c，得：d ＝0.5 mm ，

51、t0.5 = 2(402 + 0.52)1/2/6＝13.3343?s；d ＝1 mm ，t1 = 2(402 + 12) 1/2/6＝13.3374?s；d ＝2 mm ，t2 = 2(402 + 22) 1/2/6＝13.3499?s；d ＝4 mm ，t4 = 2(402 + 42) 1/2/6＝13.3998?s；由計(jì)算結(jié)果可知， 深度1mm與0.5mm的衍射信號(hào)傳輸時(shí)間差僅為0.0031?s； 深度2m

52、m與1mm的衍射信號(hào)傳輸時(shí)間差僅為0.01259?s； 深度4mm與2mm的衍射信號(hào)傳輸時(shí)間差僅為0.05?s，由于深度變化的時(shí)間增量太小，深度就難以測(cè)準(zhǔn)。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.6 深度計(jì)算,在TOFD檢測(cè)中，深度和時(shí)間的關(guān)系不是線性的，而是呈平方關(guān)系的，因此，在近表面區(qū)域，信號(hào)在時(shí)間上的微小變化轉(zhuǎn)換成深度就變化較大。深度測(cè)量的誤差隨著接近表面而迅速增大。通過(guò)軟件計(jì)算進(jìn)行線性化處理可得出B-Scan和

53、D-Scan的線性深度圖。由于存在直通波和不斷增大的深度誤差，TOFD對(duì)近表面的缺陷探測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性并不太高。這個(gè)不能保證區(qū)域可以通過(guò)減小PCS或采用高頻探頭來(lái)改變。當(dāng)工件只作一次掃查時(shí)，近表面不能保證距離大約是10mm。例如，采用15MHz的探頭和較小的PCS，對(duì)工件的檢測(cè)可以達(dá)到表面以下1mm深度，不過(guò)這些措施會(huì)使檢測(cè)覆蓋面減小。,,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定1、深度校準(zhǔn)延時(shí)時(shí)間

54、：從晶片發(fā)出的聲束到入射點(diǎn)需要的時(shí)間稱(chēng)為延時(shí)時(shí)間。用2t0表示。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定,信號(hào)總的傳播時(shí)間：,發(fā)射探頭,接收探頭,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定1、深度校準(zhǔn),缺陷深度計(jì)算公式：,發(fā)射探頭,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定1、深度校準(zhǔn),直通波出現(xiàn)的時(shí)間公式：

55、 t L= 2s/c + 2to 底面反射波出現(xiàn)時(shí)間公式： t b = 2(s2 + D2)1/2/c + 2to探頭的延時(shí)式： 2to = t b - 2(s2 + D2)1/2/c 波的傳播速度： c =

56、[2(s2 + D2)1/2 - 2s]/ (t b – t L),1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定1、深度校準(zhǔn),由于計(jì)算自身高度只需要測(cè)量時(shí)間, 所以高度估計(jì)會(huì)很準(zhǔn)確。實(shí)際操作中，檢測(cè)裂紋 ±1mm 的精度是完全可以達(dá)到的 (檢測(cè)人工缺陷時(shí)可以達(dá)到± 0.1 mm )。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí) 1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定,【例題5】衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心

57、線上，已知：兩探頭中心距80mm，衍射點(diǎn)深度30mm，聲波速度6 mm/?s，兩個(gè)探頭楔塊中的總延時(shí)1.6?s，則從發(fā)射到接收超聲信號(hào)總的傳播時(shí)間是多少？ 解：由公式t = 2(s2 + d2)1/2/c + 2to 得：t = 2(402 + 302)1/2/6 + 1.6＝18.2 ?s。 答：從發(fā)射到接收超聲信號(hào)總的傳播時(shí)間是18.2 ?s?！纠}6】已知：聲波速度6 mm/?s，工件厚度45mm，

58、衍射超聲信號(hào)總的傳播時(shí)間為18.2 ?s，兩個(gè)探頭楔塊中的總延時(shí)1.6?s，兩探頭中心距80mm：假設(shè)衍射點(diǎn)位于兩探頭連線的中心線上，則衍射點(diǎn)深度是多少？ 解：由公式d = [(c/2)2(t-2to)2 - s2]1/2 得：d = [(6/2)2(18.2-1.6)2 - 402]1/2= 30mm。 答：衍射點(diǎn)深度是30mm。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí) 1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定,【

59、例題7】已知：聲波速度6 mm/?s，工件厚度45mm，衍射超聲信號(hào)總的傳播時(shí)間為18.2 ?s，兩個(gè)探頭楔塊中的總延時(shí)1.6?s，兩探頭中心距80mm：則直通波信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間是多少？ 解：由公式 t L = 2s/c + 2to 得：t L =80/6 + 1.6＝14.9 ?s。 答：直通波出現(xiàn)的時(shí)間為14.9 ?s?！纠}8】已知：聲波速度6 mm/?s，工件厚度53mm，衍射超聲信號(hào)總的傳播時(shí)間為18.

60、2 ?s，兩個(gè)探頭楔塊中的總延時(shí)1.6?s，兩探頭中心距80mm：則底面反射波出現(xiàn)的時(shí)間是多少？ 解：由公式t b = 2(s2 + D2)1/2/c + 2to 得：t b = 2(402 + 532)1/2/6 + 1.6＝23.6 ?s。 答：底面反射波出現(xiàn)的時(shí)間為23.6 ?s。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定2、檢測(cè)時(shí)PCS的設(shè)定,聚焦深度： d = 2/3 D

61、探頭間距： PCS =2S=2d tanq = (4/3)D tanq,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定2、檢測(cè)時(shí)PCS的設(shè)定,【例題9】檢測(cè)60mm厚焊縫，聚焦點(diǎn)選在板厚的2/3處，計(jì)算：（1）探頭折射角θ=45°，探頭中心距PCS？（2）探頭折射角θ=60°，探頭中心距PCS？（3）探頭折射角θ=60°聚焦點(diǎn)選在板厚的1/2處，探頭中心距PCS？,1.2 T

62、OFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定2、檢測(cè)時(shí)PCS的設(shè)定,【例題9】檢測(cè)60mm厚焊縫，聚焦點(diǎn)選在板厚的2/3處，則：（1）探頭折射角θ=45°，探頭中心距PCS？ 解：由公式 2s = (4/3)Dtan?，得2s ＝ 4×60×tan45°/3 = 80 mm（2）探頭折射角θ=60°，探頭中心距PCS？ 解： 2s ＝ 4×60

63、5;tan60°/3 = 138.56 mm（3）探頭折射角θ=60°聚焦點(diǎn)選在板厚的1/2處，探頭中心距PCS？ 解： s=dtan?→2s=2dtan?→ (d=D/2)→2s=Dtan?→ 2s=60tan60°=104mm,,【練習(xí)1】已知工件厚度D＝20mm，探頭角度θ＝60°,聲速c＝5.96mm/μs，請(qǐng)計(jì)算：【練習(xí)2】檢測(cè)D

64、=40mm厚的焊縫，探頭中心距2S＝120mm，聲速c＝5930m/s, 底波信號(hào)的傳播時(shí)間t b=25.1μs，（1）求超聲波在楔塊中的傳播時(shí)間？（2）如果有三個(gè)衍射信號(hào)的傳播時(shí)間分別為23.78μs、22μs和21.03μs，求衍射點(diǎn)的深度？【練習(xí)3】已知工件厚度D＝50mm，探頭角度θ＝45°，聲速c＝5.96mm/μs, 楔塊內(nèi)總延時(shí)1.6μs，聚焦點(diǎn)2D/3，請(qǐng)計(jì)算：（1）PCS＝？

65、 （2）直通波到達(dá)時(shí)間？ （3）底波到達(dá)時(shí)間？ （4）直通波與底波時(shí)間差？,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.7 深度校準(zhǔn)和PCS設(shè)定,3、檢查A-Scan采集信號(hào)的正確性直通波的信號(hào)非常弱，而橫波的底面反射波比縱波的底面反射波還要強(qiáng)，因此TOFD檢測(cè)的信號(hào)顯示應(yīng)包括：直通波、底面反射縱波、底面反射變形波。為保證信號(hào)采集的正確性，通常需要利用直通波出現(xiàn)時(shí)間公式和底面反射波出現(xiàn)時(shí)間公式計(jì)

66、算，用計(jì)算結(jié)果來(lái)核查所采集的信號(hào)是否正確。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.8 TOFD技術(shù)的圖像顯示,TOFD技術(shù)把一系列A掃數(shù)據(jù)組合，通過(guò)信號(hào)處理轉(zhuǎn)換為T(mén)OFD圖像。在圖像中每個(gè)獨(dú)立的A掃信號(hào)成為圖像中很窄的一行，通常一幅TOFD圖像包含了數(shù) 百個(gè)A掃信號(hào)。A掃信 號(hào)的波幅在圖像中是 以灰度明暗顯示的。 通過(guò)灰度等級(jí)表現(xiàn)出 幅度大小。,圖1.18 TOFD圖像,1.2 TOFD技術(shù)的基本

67、知識(shí)1.2.8 TOFD技術(shù)的圖像顯示,一個(gè)8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換的灰度等級(jí)數(shù)值是256個(gè)， 用數(shù)字127(純白色)代表+100％FSH，用數(shù)字0(中間灰)代表0％FSH，用數(shù)字-128(純黑色)代表-100％FSH。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.8 TOFD技術(shù)的圖像顯示A掃信號(hào)——灰度圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

68、,,,,,,,,,,,,,,,,,,Typically used for TOFD,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.8 TOFD技術(shù)的圖像顯示,原因解釋?zhuān)夯⌒瓮蛊鸱宓淖罡唿c(diǎn)對(duì)應(yīng)的是衍射信號(hào)聲程的最小位置。在掃查過(guò)程中，衍射點(diǎn)相對(duì)于探頭位置不斷變化，衍射信號(hào)傳輸時(shí)間也不斷變化。當(dāng)缺陷位于發(fā)射和接收探頭的連線中點(diǎn)下方的對(duì)稱(chēng)處時(shí)，脈沖傳輸時(shí)間最短。當(dāng)探頭偏離這一位置（無(wú)論是D掃或B掃），傳輸時(shí)間都會(huì)增加。TOFD掃查時(shí)，探頭由遠(yuǎn)

69、處而來(lái)，經(jīng)過(guò)缺陷再離去，由對(duì)稱(chēng)位置的一邊掃描至另一邊，衍射信號(hào)的傳輸時(shí)間先是逐漸減小，直到一個(gè)最小值，然后再次增加，這樣在TOFD圖像中就形成一個(gè)弧。,平行掃查,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上表面,下表面,B掃,直通波,這種掃查會(huì)產(chǎn)生典型的 反向拋物線,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.9 TOFD掃查類(lèi)型,TOFD檢測(cè)基本掃查類(lèi)型分類(lèi)：1、非平行掃查，掃查得到的圖像稱(chēng)為D掃

70、描圖像；非平行掃查分為兩種掃查形式： (1)探頭在焊縫兩邊對(duì)稱(chēng)放置的非平行掃查(正常情況)； (2)探頭在焊縫兩邊不對(duì)稱(chēng)放置的偏置非平行掃查（特殊情況）。2、平行掃查，掃查得到的圖像稱(chēng)為B掃描圖像。,1.2 TOFD技術(shù)的基本知識(shí)1.2.9 TOFD掃查類(lèi)型,非平行掃查或D-Scan： 是指掃查方向與超聲波束方向不是平行的。特點(diǎn)：1、能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍檢測(cè)；2、焊縫余高不影響掃查。3、效率高、速度快、成本低、操作方便。