风电主轴成形与焊接件缺陷超声C扫无损检测软件系统设计研究(3)

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超声检测将朝着自动化(更快)、图像化(更直观)和规范化(更实用)的方向发展。利用新型智能传感器，并将传感器、信号处理和计算机集成到一个检测系统中，这一领域的发展将为超声检测技术提供新的发展空间。超声波自动检测技术的发展将为产品质量提供更为精确和可靠的保证，会提一步提高检测的效率，并带动航空、航天、军工、船舶等制造技术更好更快的向前发展。

超声波探伤是利用超声波探测材料内部缺陷的无损检验法。它主要用于检查金属材料和部分非金属材料的内部缺陷，如焊缝中的气孔、裂纹、夹渣等。传统的A型显示超声检测技术能给出缺陷的位置、大小,但是性质的判断还要依靠检测人员的实际经验，给检测结果增加不确定因素。另外采用人工检测方法效率较低，对工作环境要求较高，难以达到对工件的100%检测，可靠性有待提高。随着大工业自动化程度的提高，要求把无损检测技术直接运用在机器生产的每一步，以便能够实现在线检测和实时监控缺陷。而超声自动C检测是一种以图像形式显示工件焊接质量的检测方法，它能直观精确地给出焊接接头上的缺陷大小、位置、数量、分布等数据。而且相对A型检测,超声自动C扫更容易实现实时、在线检测，并及时生成缺陷报告。在以后的实际生产中，能大大提高劳动生产效率，并确保检测的可靠性。

1.3 超声检测原理、分类及应用

按显示缺陷的方式，可将超声波检测仪分为A型显示（缺陷波幅显示）、B型显示（缺陷俯视图像显示）、C型显示（缺陷侧视图像显示）和3D型显示（缺陷三维图像显示）超声波检测仪[11]。而一般在均匀材料中，缺陷的存在将造成材料不连续，这种不连续往往有造成声阻抗的不一致，由反射定理知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射。反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波检测仪就是根据这个原理设计的[12]。其大部分都是A型扫描式的，即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个工件中存在一个缺陷，由于缺陷的存在，造成了缺陷和材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后就会发生反射，反射回来的能量又被探头接收到，在显示器屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷波在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。文献综述

超声C扫描成像技术是实现缺陷定性、定位、定量以及无损评价的关键技术之一，在无损检测领域有着广泛应用，是一种以灰度图像的形式显示材料内部缺陷形状的无损检测技术, 广泛适用于界面结合质量和平面型缺陷的无损检测[13]。是在普通的超声波A扫描技术的基础上对信号进行后处理，使缺陷的位置和尺寸能够直观地显示出来，便于对缺陷进行定性和定量分析，在科学研究和生产中得到了越来越多的应用。无论是A型扫描还是C型扫描，脉冲反射式超声波检测的基本原理如图1.1所示。超声波发生器(探头)发射的声脉冲形成声束，通过水进入零件，当声波垂直入射时，声波进入零件内部后，不改变传播方向，沿原方向传播，如果声束在传播途中遇到缺陷，则声波在缺陷表面会产生反射、折射和透射，其中折射和透射的声束将不能被探伤仪接收到，在零件中经多次反射后变成热能消耗掉，仅有反射的声束会被探头接收到，经探伤仪处理后，形成缺陷显示，在屏幕上显示出来[14]。