超聲檢測一般是指使超聲波與試件相互作用,就反射、透射和散射的波進行研究,對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征,并進而對其特定應用性進行評價的技術。用于固體材料超聲檢測的裝置按其指示的參量可分為三類:第一類指示聲的穿透能量,常用于穿透法;第二類指示頻率可變的超聲連續(xù)波在試件中形成駐波的情況,可用于共振測厚,但目前已很少用;第三類指示反射聲波的幅度和運行時間,常用于脈沖反射法。鑒于脈沖反射法在目前的廣泛使用,虛擬儀器就是采用反射檢測法來設計的。
脈沖反射法的基本原理,一般只利用一個超聲波探傷儀探頭發(fā)射兼接收。當工件完好時,顯示器上只有始波T和底面回波B。當工件中有小于聲束截面的小缺陷時,在始波T和底波B之間還有缺陷回波F出現(xiàn)。根據(jù)缺陷波F的高度可對缺陷的大小進行評估,根據(jù)缺陷回波F與始波T之間的時間差可以得到缺陷的埋藏深度。有缺陷回波時,底面回波高度下降。當工件中有大于聲束截面的大缺陷時,超聲波探傷儀束全部被缺陷反射,顯示器上只有始波T和缺陷回波F,底波B消失。
虛擬超聲探傷系統(tǒng)的總體結構如圖2所示。該系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心控制器件,數(shù)據(jù)采集由計算機結合專用數(shù)據(jù)采集卡進行完成,然后利用計算機軟件對數(shù)據(jù)進行運算、分析和處理,結合LabVIEW應用軟件進行探傷系統(tǒng)的面板設計和部分功能的設計和構建,對測試結果進行顯示。單片機控制發(fā)射電路發(fā)射400 V的高壓窄脈沖,激勵探頭產生超聲波,并隨之切換開關至信號接收電路。同時啟動數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集工作。單片機控制系統(tǒng)與計算機之間的通訊(如脈沖重復頻率、脈沖占空比和增益調節(jié)等)采用USB接口來進行。 |