TOFD全解析-08-檢測前準備-硬件準備

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前面把TOFD技術的基本概念介紹的差不多了，后面將針對檢測對象進行合適的檢測前準備。

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主機的準備:

前面講到了，采樣率的概念，也提到了一個說法就是合理的采樣率為每個信號周期采集5個以上樣本，即采樣率至少為探頭頻率的5倍以上，所以如果使用10MHz探頭，則儀器的采樣率至少要50MHz以上。

儀器的脈沖重復頻率(PRF)代表每秒鐘產生的用于激發探頭晶片的觸發脈沖數. 脈沖重復頻率越高,大掃查速度越快. 脈沖重復頻率過高,會產生幻影波.

TOFD技術由于使用的是聲時衍射技術，信號比較微弱，因而對信噪比的要求也比較高。因此TOFD設備的濾波器也成為信噪比高低的關鍵因素。

同時TOFD設備需要有信號平均處理功能，信號平均處理可以降低隨機的電子噪音干擾,但無法消除晶粒粗大帶來的噪音。

信號平均功能的原理是通過多次信號的疊加再除以次數，以使得缺陷信號不衰減的前提下，降低隨機電子噪音。

因而選擇一款合適的設備是檢測的第1步。

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探頭頻率和晶片的選擇

探頭頻率主要對穿透能力和分辨力有影響，頻率越高，波長越短，分辨力越高，但穿透能力隨之下降，反之頻率越低，分辨力降低，但穿透能力隨之增大。

下面是提高探頭頻率和降低探頭頻率對檢測的影響比較：

而探頭的晶片尺寸對檢測影響主要表現在輸出能量，即穿透能力上，以及波束擴散角上。晶片尺寸越小，輸出能力降低，但波束擴散角度增加，反之晶片尺寸越大，穿透能力增加，但波束擴散角減小。

下面是探頭晶片的影響比較：

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楔塊角度的選擇也會影響近表面分辨力及覆蓋范圍，楔塊角度越大，近表面分辨率越好，覆蓋范圍越靠上部，反之楔塊角度越小，近表面分辨率越差，覆蓋范圍約靠近下部。

探頭角度越小,PCS越小, 直通波與底波的時間間隔越大,分辨力越高,深度測量的精度越高.

初次掃查更多使用60o和70o楔塊，但對于較厚的工件，則需要使用45o楔塊。

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儀器及探頭和楔塊的選擇是比較重要的一個環節，在一些標準如NB/T 47013.10標準中對于儀器及探頭和楔塊都有明確的要求。其中對探頭頻率、晶片尺寸和楔塊角度都有明確的推薦范圍：

而針對不同的要求，也要根據檢測需求進行合理的選擇。

比如對于大壁厚工件或粗晶材料，可以選擇低頻率，大晶片尺寸，小角度。

針對大曲率薄壁工件，可以選擇高頻率，小晶片尺寸，大角度。

對于提高覆蓋及檢測效率，可選擇低頻率，小晶片尺寸，大角度。

而如果想提高檢測精度和分辨力，可選擇高頻率，小角度，短脈沖。

待續

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文章轉自工業檢測大時代