基于線性調(diào)頻技術(shù)的焊縫超聲檢測系統(tǒng)與方法.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，大厚度焊接結(jié)構(gòu)和粗晶材料的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在壓力容器、石油化工等領(lǐng)域。為了保證焊接結(jié)構(gòu)的可靠性和在服役期間的安全性，需要對其進(jìn)行無損檢測，其中超聲檢測的應(yīng)用最為廣泛。對大厚度焊接結(jié)構(gòu)和粗晶材料進(jìn)行超聲脈沖檢測時(shí)存在著聲波傳播距離和分辨率之間的矛盾。
　　本文針對這一問題，開發(fā)了一套基于線性調(diào)頻(Linear Frequency Modulation，LFM)技術(shù)的超聲實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)與利用信號發(fā)生器等設(shè)備搭

2、建的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)相比，具有在工程現(xiàn)場使用方便、體積小巧便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)開放源碼、提供數(shù)據(jù)接口協(xié)議，用戶可以根據(jù)具體的需求進(jìn)行二次開發(fā)。該系統(tǒng)的線性調(diào)頻激勵(lì)信號發(fā)生部分采用了基于直接數(shù)字式頻率合成(Direct Digital Synthesizer，DDS)技術(shù)的芯片，發(fā)射信號的帶寬在1MHz至20MHz范圍內(nèi)，時(shí)寬在1μs至1ms范圍內(nèi)。該系統(tǒng)的超聲回波信號采集部分采用雙通道同時(shí)采集，每通道的采樣率為50MSPS。該系統(tǒng)的信號處理部

3、分采用脈沖壓縮技術(shù)，脈沖壓縮系數(shù)能夠自適應(yīng)激勵(lì)信號的改變。
　　在實(shí)驗(yàn)部分，本文采用超聲TOFD檢測法，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析確定了線性調(diào)頻激勵(lì)信號的帶寬、激勵(lì)電壓等參數(shù)。采用本文開發(fā)的系統(tǒng)成功檢測出碳鋼和不銹鋼模擬試件中的缺陷，其檢測結(jié)果與傳統(tǒng)脈沖超聲檢測的結(jié)果相比，可以檢測出20mm厚碳鋼板2mm大小的缺陷，并且信噪比有所提高。檢測碳鋼和不銹鋼母材時(shí)，缺陷位置測量誤差均不大于0.3mm，檢測碳鋼和不銹鋼焊縫時(shí)，缺陷位置測量誤差均不大