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相控阵检测时两种TCG校准方法的比较

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相控阵检测时两种TCG校准方法的比较

发布日期:2018-12-13 作者:青岛发现检验技术咨询有限公司 点击:

现有两个主要TCG校准方法来进行相控阵检测


(1) 方法No.1 是只在横通孔(SDH)上进行灵敏度校准和TCG校准,使用多个深度进行所有角度的校准。

步骤1:选择较浅的横通孔,在同一个横通孔上移动探头,自动采集最高波,校准所有角度,使所有角度的声束的波幅达到80%满屏高,校准灵敏度,之后使用相同的方法校准TCG。


步骤2:选择深一些的横通孔,在同一个横通孔上校准所有角度,使所有角度的声束的波幅达到80%满屏高。


步骤3:重复步骤2


使用该校准方法进行校准以后将得到下面矩阵的校准数据,仪器将自动填充矩阵数据之间的校准点,使其能够在整个声程范围内的波高都达到80%。如下图所示,红色线为真实采集的校准点,而几条线之间的地方会自动填充增益值。

相控阵检测.png


(2) 方法No.2是同时使用横通孔(SDH)和船型试块进行TCG校准,先进行ACG校准,然后再选取一个声束角度进行TCG校准,最后将该校准复制到其他角度上。这种校准方式即出现了ACG校准,也就是需要先补偿相同声程不同角度的增益。

   

步骤1:选择IIW1试块,将探头放在试块上,找到试块上的圆弧信号

步骤2:使用声程闸门校准圆弧反射信号,确保从圆弧得到的反射信号达到80%满屏高。

步骤3:将探头放在横通孔试块上,选择一个较浅的横通孔,同时可以在S-扫屏幕上看到该横通孔。

步骤3:将探头放在横通孔试块上,选择一个较浅的横通孔,同时可以在S-扫屏幕上看到该横通孔。

步骤5:选择更低一些的横通孔,重复步骤3和步骤4.

步骤6:复制该角度的TCG点到剩下的其他所有角度。

相控阵检测.png


该方法真正校准的只是某一角度或某几个角度上的TCG(红色线上的点),其他角度上的TCG是复制该角度的TCG曲线得到的(绿色线上的点)

使用方法No.1,在校准TCG以后,所有角度在所有深度上都保持在80%,因为方法No.1使用真实的横通孔对所有角度都进行TCG校准。


使用方法No.2,我们可以看到不论我们使用45度还是55度进行TCG校准,然后复制到其他角度声束上,复制的TCG点无法保证在80%波高附近。一些点过低而另外一些点过高。


方法2校准结果与真实偏差较大的原因就是因为该方法没有考虑声场分布对信号波高的影响,而只单纯的认为声束在材料中的传播声程变化对波高的影响是等效的。

国外关于方法2校准方法的说明如下:

许多Omniscan用户使用该方法作为一个有效的校准方法,用于ASME断裂力学部分,该部分对于缺陷是否被接受的基础是只基于缺陷尺寸,而不是缺陷信号幅值。该方法不适用于ASME中基于幅值的工艺验收部分的标准,该部分对于缺陷是否被接受的基础是缺陷幅值。

结论


(1) ACG不是一个检测所必须要进行的校准,只有在使用校准方法2的时候才需要进行ACG校准。


(2)灵敏度校准是必须进行的校准,它包括了横通孔试块校准和圆弧试块校准(ACG)。灵敏度校准可用于后期核查校准,即仪器及探头和楔块等附件使用一段时间以后,需要对仪器的灵敏度做核查校准,此时不需要重新核查TCG的每一个点,因为TCG补偿的是深度上的差别,而深度上的差别不会因为使用一段时间以后而改变,所以只需要进行灵敏度核查校准,保证仪器、探头和楔块引起的差异消除即可达到核查目的。


(3)DAC与TCG可以互相转换,但在需要使用C扫描或B扫描进行缺陷查找和评判的时候,需要使用TCG对不同深度的相同当量缺陷进行增益补偿。


(4) TCG校准有两种方法,其中:


方法No.1(即横通孔校准),当我们需要使用波高方法对缺陷进行评定和测量的时候,我们可以使用该校准方法。

方法No.2(即ACG圆弧+横通孔),当我们需要使用波高方法对缺陷进行评定和测量的时候,我们不可以使用该校准方法。方法No.2用于用户只关心缺陷长度而不关心波高的情况下。

(5) 基本的校准过程包括:灵敏度校准和TCG校准,这是两个必须要做的校准。要先做一个灵敏度校准,确定了一个基准灵敏度以后,再做TCG校准,即在基础灵敏度的基础上,补偿由于深度引起的振幅差异。而用过一段时间以后,可以再做灵敏度校准,以保证基准灵敏度与之前的校准一致,这样就补偿了由于仪器、探头或楔块变化引起的灵敏度降低。

  在使用方法二时最好采用以色列相控阵检测设备,校准后的TCG,会比奥林巴斯设备采用采用方法一的校准结果更准确。



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相关标签:相控阵检测,无损检测,超声波检测

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