表二 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业设计 ( 论文 ) 任务书 题 目 :TOFD 检测的直通波成因探讨 专业学院 : 数理与土木工程学院专业 : 应用物理 ( 无损检测方向 ) 学生姓名 : 薛梦儿指导教师 : 夏纪真
一 主要研究内容 : 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 到汕头超声仪器公司利用该公司的 TOFD 仪器 TOFD 探头 专门设计的试块进行实际实验 辅助指导老师为汕头超声仪器公司研发中心付汝龙工程师 实验内容 : a. 利用专门设计的试块实际测量不同规格型号的 TOFD 探头的 -12dB 扩散角 -20dB 扩散角 b. 在平面试块上利用多种规格型号的常规双直探头 常规双斜探头进行实验, 鉴别是否存在探头边缘激发的表面波, 并测量其声速和频率 ( 利用 CTS-1010 数字式超声探伤仪的频谱分析功能和声时测量功能 ), 利用 CTS-65 型数字式非金属超声探伤仪和多种规格型号的非金属纵波双直探头鉴别是否存在探头边缘激发的表面波, 并测量其声速和频率 c. 利用爬波探头或可变角探头按爬波激发条件激发爬波并用另一个可变角探头接收, 鉴别直通波是否是爬波 d. 在 www.ndtinfo 网站上查找 无损检测 杂志和 无损探伤 杂志中相关 TOFD 技术的文章中涉及直通波以及爬波的内容并在学院资料室查阅原文, 并在其他网站上查找相关内容 二 主要任务及目标 以 2013 级毕业设计成果为基础, 进一步扩大实验内容, 根据实验结果分析研究 TOFD 检测中直通波的成因 按学院规定完成毕业设计论文 要求在 2018 年 3 月 31 号前完成论文初稿交指导教师审查,4 月 30 号前完成论文修改稿交指导教师审查并查重,5 月 10 号前完成论文定稿 如学院另有进度规定则按学院规定 指导教师签名 : 夏纪真 工作小组组长签名 :XXX 注 : 本任务书双面打印, 一式三份, 学生 指导教师 专业学院各存档一份 2017 年 12 月 1 日 2017 年 12 月 3 日
附件 3: 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 北京理工大学珠海学院 毕业设计 ( 论文 ) 开题报告 题 目 :TOFD 检测的直通波成因探讨 学院 : 数理与土木工程学院 专业 : 应用物理学 学生姓名 : 指导教师 : 薛梦儿 夏纪真
一 研究的现状及其意义 1. 意义 : TOFD(Time Of Flight Diffraction) 检测技术是一种依靠超声波和缺陷端部相互作用发出的衍射波来检出缺陷并对其进行高度测定的检测技术 TOFD 检测技术在国内外的应用日益广泛, 然而该技术在检测范围内存在不能识别缺陷的上下盲区, 对于上盲区而言, 主要是因为直通波的存在遮蔽了缺陷信号的显示, 所以, 分析验证直通波的成因有助于研究减小上盲区以利于避免表面缺陷的漏检 2. 现状 : 根据网络搜索和已查阅的文献中, 有的提及 直通波为爬波 有的认为 直通波是声束扩散形成 的, 而目前能够找到的关于 TOFD 检测的直通波成因探讨 的文献很少 本课题将以现行的 TOFD 技术研究现状为基础, 对 TOFD 技术的直通波成因及其特点进行探析, 并通过实验进行验证 二 研究目标 研究内容和拟解决的关键问题 1. 研究目标 : 根据现有的实验条件, 探析 TOFD 检测的直通波成因以及测量其传播速度和频率, 分析其原理和特点 2. 研究内容 : (1) 利用专门设计的试块测量多种规格型号的 TOFD 探头的直通
波对上盲区的影响 ; 测量这种直通波的声速和频率以及脉冲宽度 (2) 利用常规双直探头 常规双斜探头 非金属纵波直探头以及高频示波器来分析直通波是否是探头边缘激发的声波, 分析其性质, 并测量其声速和频率 3. 拟解决的关键问题 : (1) 探头规格种类的选择 ; (2) 专用试块的可实验性 ; (3)TOFD 检测中直通波成因的探析 ; (4)TOFD 检测中产生的直通波其频率与探头实际中心频率的关系 以探头实际中心频率激发的超声波在试件中传播后的频率变化情况 ; (5) 激发超声波的电脉冲与超声波脉冲宽度两者的区别 三 研究的基本思路和方法 技术路线 实验方案及可行性分析 1. 基本思路和方法 : (1) 查阅相关资料充分掌握 TOFD 检测相关物理原理 ; (2) 查阅国内外相关标准, 了解现行工艺要求 ; (3) 探析 TOFD 直通波成因 性质及其特点 ; (4) 利用学院实验室具备的条件以及汕头超声仪器公司的 TOFD 仪器 探头和专用试块进行实际试验 ; (5) 根据实验数据和结果进行具体分析 2. 技术路线 : (1) 理论 : 查阅资料分析 TOFD 技术中直通波的特性 各种规格探头和试块的适用性 ; (2) 实验 : 以探析 TOFD 检测技术中直通波的成因 测量直通
波的传播速度 频率为目的来设计实验进行验证 3. 实验方案 : (1) 测量 TOFD 探头的检测覆盖范围 : a. 查阅相关资料, 掌握折射声束扩散角的测量原理及其测量方法 ; b. 利用专门设计的试块和汕头超声仪器公司的多种规格的 TOFD 探头来测量其扩散角 ; c. 分析声束扩散的范围以及折射声束扩散后的现象 d. 根据实验数据进行分析其结果 (2) 探讨探头边缘激发的表面波 : a. 查阅资料, 理解各种规格探头和不同厚度的试块进行试验的差异性 ; b. 利用多种规格型号的常规双直探头 常规双斜探头在平面试块上进行实验, 判断产生的声波性质, 并测量其声速和频率 ; c. 利用高频示波器 (200MHZ) 测量直通波的频率 ; d. 利用 CTS-65 型数字式非金属超声探伤仪和多种规格型号的非金属纵波双直探头进行试验, 判断产生的声波性质, 并测量其声速和频率 ; e. 根据实验数据分析其结果 4. 可行性分析 : (1) 利用汕头超声仪器公司的 CTS-2009 型 TOFD 仪器 各种规格 TOFD 探头和专用试块进行试验, 并接受该公司研发中心研发人员指导, 故人员技术 设备皆具可行性 ; (2) 此实验设计了 TOFD 探头声束扩散角的测量试块, 且试块已加工完成, 故专用试块具有可行性 (3) 学院实验室和汕头超声仪器公司都有 200MHz 示波器, 以及可以利用 CTS-1010 型数字超声探伤仪的回波频谱功能测量直通波频率 四 研究计划及进度安排 2017.12.08-2017.12.31: 通过文献 书籍 网络等途径查找资料, 在学院实验室完成已经确定的实验室预实验, 进行具体的实验步骤
2018.01.05-2018.01.12: 到汕头超声电子仪器分公司进行为期一周的实验, 利用该公司的条件和专门设计的试块进行更深入的实验 2018.01.13-2018.03.02: 分析实验数据, 撰写毕业论文 2018.03.03-2018.04.30: 回校继续完善需要完成的实验, 并撰写完成毕业论文的初稿 2018.05.01-2018.05.10: 完成毕业论文的终稿 打印论文以及制作毕业论文答辩 PPT 整个过程中, 需要通过电子通信方式及时与指导老师联系 五 参考文献 [1] 夏纪真. 工业超声波无损检测技术 [M]. 广州 : 广东科技出版社,2009 年第 1 版 :p340-353. [2]NB/T47013.10-2015. 无损检测. 承压设备无损检测第 10 部分 : 衍射时差法超声检测 [S]. 新华出版社,2015. [3] 强天鹏. 衍射时差法 (TOFD) 超声检测技术 [M]. 北京 : 新华出版社.2012 年第 5 版 :p99-101. [4] 郑晖. 林树青. 超声检测 [M]. 北京 : 中国劳动社会保障出版社.2008 年第 2 版 :p139-143. [5] 强天鹏. 肖雄. 李智军. 郑振顺. 江运喜.TOFD 技术的检测盲区计算和分析 [J]. 无损检测.2008.30(10):p738-762. [6] 姚子龙, 付汝龙, 詹红庆. 衍射时差法超声检测盲区研究 [J]. 无损探伤,2016.40(3):p18-20. [7] 薛永盛. 李玉军.TOFD 检测上表面盲区的讨论 [J]. 无损探伤.2014.38(4):p41-42. [8] 穆琦. 浅析衍射时差法超声检测盲区的产生和控制 [J]. 科学论坛.2015.30(01):p118. [9] 李海华. 赵立凡. 郭兴建. 唐飞. 阳亮.TOFD 技术检测三维盲区的分析研究 [J]. 压力容器.2008.25(9):p4-10.
[10] 刘红霞.TOFD 检测中相关工艺参数计算 [J]. 技术研发.2014.19(4):p23-25. 指导教师意见 : 指导教师签名 : 2017 年月日 工作小组审查意见 : 注 : 可附页 工作小组组长签名 : 2017 年月日
TOFD 检测的直通波性质探讨 学 院 : 数理与土木工程学院 专 业 : 应用物理学 姓 名 : 薛梦儿 学 号 : 141202011030 指导老师 : 夏纪真 职 称 : 教授 中国 珠海 二 一八年五月
诚信承诺书本人郑重承诺 : 我所呈交的毕业论文 TOFD 检测的直通波性质探讨 是在指导教师的指导下, 独立开展研究取得的成果, 文中引用他人的观点和材料, 均在文后按顺序列出其参考文献, 论文使用的数据真实可靠 承诺人签名 : 日期 : 年月日
TOFD 检测的直通波性质探讨 摘 要 衍射时差法超声检测技术 (Time of Flight Diffraction, 简称为 TOFD) 的近表面盲区 ( 简称上盲区 ) 对检测质量造成巨大影响, 而直通波与近表面盲区又有着密切关系 本文通过理论和试验的分析来研究此问题 首先, 了解衍射时差法超声检测技术的原理及其特点, 研究近表面盲区的成因和主要影响因素, 从而探析直通波的性质 其次, 研究探讨了 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的 和 直通波是发射探头激发的边缘球面纵波形成的 这两种可能性, 得出了 直通波是由发射探头激发的边缘球面纵波形成的 的结论 并对本课题的试验做出误差分析, 为后续的深入试验提高准确度 最后, 根据直通波与上盲区之间的关系, 提出了各种改善上盲区大小的方法, 从而提高 TOFD 超声检测技术的可靠性, 降低质量事故危险 关键词 : 衍射时差法, 近表面盲区, 直通波, 边缘球面纵波
Analysis On Lateral Wave Of Ultrasonic Time Of Flight Diffraction Inspection Abstract The near-surface blind area (referred to as the upper blind area) of the ultrasonic time of flight diffraction (TOFD) inspection has a great influence on the detection quality, and the lateral wave is closely related to the near-surface blind area. It studies this problem through the analysis of theory and test. First of all, the principle and characteristics of ultrasonic time of flight diffraction inspection was comprehend, and the causes and principal influence factors of the upper blind area was researched, so as to analyze the property of the lateral wave. Secondly, respectively analyzed two possibilities that Lateral Wave is excited by the waves of angle of flare of the main sound beam from unit and Lateral Wave is form by fringe spherical longitudinal wave from emitted unit.it has come to the conclusion that Lateral Wave is form by fringe spherical longitudinal wave from emitted unit is obtained. And then, error analysis is made for the test of this project, which improves the accuracy of the subsequent in-depth test. Finally, according to the relationship between the lateral wave and the upper blind area, it proposed various ways to reduce the size of the upper blind area, so as to improve the reliability of the TOFD ultrasonic testing and reduce the risk of quality accidents. Keywords: Time Of Flight Diffraction, Upper Blind Area, Lateral Wave, Fringe Spherical Longitudinal Wave
目录一 引言...14 ( 一 ) 研究的现状及意义... 14 ( 二 ) 本文主要研究内容... 14 二 TOFD 检测的直通波性质探讨... 15 ( 一 ) 衍射时差法超声检测技术原理...15 ( 二 )TOFD 检测技术的特点... 16 1. TOFD 检测技术的优缺点... 16 2. TOFD 检测技术的上盲区... 16 ( 三 )TOFD 检测技术的直通波性质的探讨... 16 1. 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的...17 (1) TOFD 探头的波束扩散特性...17 (2) TOFD 探头声束扩散范围的试验工作...18 (3) 试验结果与分析... 20 (4) TOFD 折射纵波的声束特点...21 2. 直通波是发射探头激发的边缘球面纵波形成的...22 (1) 边缘球面纵波理论分析...22 (2) 直通波普遍存在性... 23 (3) 边缘纵波的特性... 25 (4) 直通波的特性... 27 (5) 光弹法辅助试验... 31 3. 误差分析... 32 (1) 试验测量的误差... 32 (2) 试验对象和设备的误差...32 (3) 试验温度的误差... 33 4. 改善上盲区的方法... 33 三 结论...33 参考文献...34 致谢...35
一 引言 随着工业的迅猛发展, 各行各业对工程系统质量的要求越来越高 而无损检测技术是保障产品安全使用与运行的主要动态质量控制手段 [1] 从 20 世纪 50 年代末至今, 无损检测技术有着前所未有的发展, 无损检测技术的存在为质量保障提供了一个强有力的手段 其中超声检测技术的应用最广泛, 其发展集中体现在新的超声检测技术 自动化和复合材料检测技术研究等方面 [2] 而利用衍射原理的 TOFD 检测技术正是新型超声检测技术之一, 并且其应用领域也在日益扩展 在 20 世纪 70 年代至本世纪初,TOFD 检测技术已经逐渐应用于国外工业各个方面, 近年来国内也开始推广应用此项技术 随着 TOFD 检测技术的发展和应用, 该项技术在检测方面有着显著的优点, 且已有相应的技术标准和验收标准 然而,TOFD 检测技术的应用和推广是一个循序渐进的过程, 其也存在不可避免的近表面检测盲区 ( 俗称上盲区 ), 直通波是形成上盲区的主要因素, 这对检测结果的可靠性以及检测对象的安全性评价有着巨大的影响 在 TOFD 检测技术的发展历程中, 对直通波性质及其特性的相关研究甚少, 这对全面发展提高 TOFD 检测技术的应用水平造成一定的阻碍 本课题欲根据现有的理论知识和试验条件, 研究探析 TOFD 检测中产生的直通波性质, 分析其原理和特点 通过验证直通波的性质及其特性, 提供相应的 合理的措施来减小上盲区, 以利于提高检测结果的可靠性和安全性 ( 一 ) 研究的现状及意义 TOFD 检测技术是基于惠更斯 - 菲涅尔原理进行检测的, 当发射探头激发的超声波遇到工件中 存在的缺陷时, 一部分超声波将被反射, 一部分以缺陷尖端作为新声源向四周发射衍射波, 被接 [3] 收探头接收, 从而达到检测目的 TOFD 检测技术广泛应用于国内外, 然而该技术在检测范围 内存在不能识别缺陷的上下盲区 对于上盲区而言, 主要是因为直通波的存在遮蔽了缺陷信号的 显示, 直通波的信号强弱决定了上盲区的大小, 所以, 分析验证直通波的性质和特性有助于研究 减小上盲区, 以利于避免表面及近表面缺陷的漏检, 降低事故风险 目前能够找到的关于 TOFD 检测的直通波性质探讨 的文献很少 本课题将以现行的 TOFD 技术研究现状为基础, 对 TOFD 检测技术的直通波性质及其特点进行探析, 并通过试验进行验证 ( 二 ) 本文主要研究内容 本文主要以现有的 TOFD 检测技术理论知识和试验研究为基础, 对 TOFD 检测中产生的直通波 性质进行探讨, 通过利用专门设计的试块测量多种规格型号的 TOFD 探头进行试验, 并总结直通
波对上盲区的影响 ; 其一, 测量 TOFD 检测技术专用探头的声束扩散角大小来验证直通波是否为声束扩散形成的 其二, 利用常规双直探头 常规双斜探头 非金属纵波直探头以及 TOFD 检测专用的探头进行试验以观察分析直通波的性质及其特性, 并借助有关的光弹试验图片直观地观察超声波场中直通波传播的运动状态来验证其是否为探头边缘激发的声波 二 TOFD 检测的直通波性质探讨 TOFD 检测技术已逐渐推广应用于各个行业, 该技术虽然在各个方面的检测有着不错的效果, 但由上盲区引起的检测局限性并未得到有效的改善 直通波信号对检测效果的影响最大, 现今却几乎没有对直通波的性质进行研究的指导文献 因此, 探析直通波的性质对 TOFD 检测技术来说具有十分重大的意义 ( 一 ) 衍射时差法超声检测技术原理 TOFD 检测技术是一种利用缺陷端部与超声波相互作用发出衍射信号来进行检测, 并对缺陷 [4] 的自身高度进行测定的检测技术 不同于常规超声脉冲反射法检测技术的是, 两者在原理和技 术上有很大的差异性 前者主要通过衍射信号来进行检测, 而后者则是通过反射信号进行检测的 图 1:TOFD 检测技术原理示意图 TOFD 检测技术采用一发一收探头对检测对象进行检测, 由发射探头倾斜向工件发射超声波 ( 通常应用的是纵波 ), 在工件中将产生直通波和底面反射波, 若在检测对象中存在着缺陷时, 将会产生缺陷尖端的衍射波 ( 见图 1), 而后被接收探头接收, 通过仪器对缺陷进行测定并显示, 从而完成检测
( 二 )TOFD 检测技术的上盲区 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 1. TOFD 检测技术的优缺点 作为利用衍射原理的新型超声波检测技术, 此技术能够不受检测方向 工件表面状态 声束 角度 探头压力等因素的影响, 其判断缺陷性质和定量的精度较高 [5] 在一发一收模式下,TOFD 检测技术配合扫查架进行检测, 检测效率高, 且可显示 B 扫信号, 其包含的检测信息多, 有利于 对被检测缺陷的识别 与各种无损检测方法相似,TOFD 检测技术也存在一定的局限性, 根据 TOFD 的检测图像对缺 陷进行定性有一定难度, 需要一定的经验 TOFD 检测技术通常需要配合扫查架进行扫查检测, 对复杂形状的检测对象难以进行检测 [6] TOFD 检测技术存在不可避免的上下盲区, 对近表面区及 底面缺陷的检测可靠性低, 容易漏检 2. TOFD 检测技术的上盲区 实验表明 TOFD 检测技术的上盲区比下盲区大, 导致容易漏检近表面缺陷, 这对检测结果的 可靠性以及检测对象的安全性能评价有着很大的影响 所谓的上盲区是指实际检测过程中,TOFD 技术无法检出被检测对象的表面及近表面缺陷或检测分辨力低以致无法发现缺陷的区域 此盲区 主要是因为在 TOFD 检测过程中存在的直通波可能会遮盖了缺陷的信号而形成的 [7] TOFD 发射探头激发的直通波脉冲宽度即为发射的直通波的时间周期 上盲区的深度大小主 要是直通波信号所覆盖的范围, 而时间周期与频率 声程 声速相关 所以, 上盲区的大小与 TOFD 探头激发的直通波的声速 直通波的实际频率 直通波的脉冲宽度以及两探头之间的中心 距离都有关 因此, 研究探析直通波的声速 频率以及脉冲宽度的特性和探头中心间距 ( 英文缩写 pcs) 之间的关系, 有助于减小上盲区的大小, 从而避免表面及近表面缺陷的漏检 ( 三 )TOFD 检测技术的直通波性质的探讨 TOFD 检测技术中, 直通波的存在对检测结果的可靠性具有较大的影响力 通过有关文献资料的查询, 直通波是一种在工件表面下传播, 并且其速度与纵波速度相近的超声波 目前存在四个关于直通波性质的观点, 其一是 直通波是由近场区声束副瓣激发的, 其二是 直通波是爬行纵波, 其三是 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的, 其四是 直通波是发射探头激
发的边缘球面纵波形成的 前两种观点已在上届杨泽琴学姐的毕业设计中通过实验验证和理论分析予以否定 因此, 本课题将着重讨论 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的 以及 直通波是发射探头激发的边缘球面纵波形成的 这两个观点, 分析直通波的性质, 并且对引起上盲区增大的因素进行讨论, 提出有利于减小上盲区的方法, 减小 TOFD 检测技术在实际应用过程中的局限性, 降低事故风险 1. 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的 (1)TOFD 探头的波束扩散特性 超声波探头激发的脉冲超声波束具有一定的宽度, 超声波传播过程中会发生声能衰减的现 象, 其中一部分衰减是由于声束扩散而使垂直于单位横截面积通过的声能减少, 在远场区, 声束 截面上各点声压是不同的, 在声轴线上的声压是最高的, 随着距离声轴线越远, 声能量越低 在 远场区, 声束的扩散范围用声束扩散角 表示, 该声束轴线与声束上边缘的夹角称为上半 扩散角, 该声束轴线与声束下边缘的夹角称为下半扩散角 在常规超声脉冲反射回波检测中, 通常要求探头激发的波束扩散角要小, 可使超声波束的能量集中, 提高检测灵敏度, 提高横向分辨力 ; 而 TOFD 检测技术中, 要求使用尽可能大的声束扩散角, 可使波束大面积地覆盖检测区域以利于在缺陷上下尖端产生衍射波 相对于具有较窄频带 较宽脉冲的常规探头激发的声束而言,TOFD 探头激发的声束扩散角比较大, 因此, 声束扩散到一定范围似乎有可能会形成直通波 图 2: 超声换能器激发的声束扩散角示意图 按照经典超声理论, 直探头声束零分贝半扩散角公式如下 :
式中 : 为零分贝半扩散角, 单位为度 ( ); 为介质中的波长, 单位为毫米 (mm);d 为晶片的 直径, 单位为毫米 (mm) 声束扩散角的理论计算值如下 :, ( 平均值 ),,, ( 平均值 ),,, ( 平均值 ),, TOFD 检测技术在实际应用中, 使用的是斜探头折射纵波, 而理论计算的前提是常规的纵波 直探头 因此, 理论计算数值只能作为参考数值 本课题将通过实际试验验证 TOFD 探头声束的 实际扩散范围的大小, 并通过声束上边界角的大小来确认直通波是否为声束扩散形成的声波 (2)TOFD 探头声束扩散范围的试验工作 利用专门设计的声束扩散角测定试块和不同规格的 TOFD 探头进行试验, 与传统的声束扩散角测量方法不同的是, 本次试验不是使用传统的声束扩散角测定试块, 而是使用本课题设计并由山东瑞祥模具厂制作的专用试块 ( 见图 3), 这是因为传统方法需要在半圆形试块上通过一发一收的探头来进行测量, 而且接收探头是特制的, 由于试验条件不具备而无法实施 使用本次专门设计的试块, 也可以得到较精确的声束扩散角数据 专用试块的材料为 20# 锻钢, 试验探头型号有 以及 45 60 70 的楔块 因此, 试块和探头楔块的选择符合 NB/T47013.10-2015 承压设备无损检测标准第 10 部分 : 衍射时差法超声检测 的规定要求 [8]
图 3:TOFD 声束扩散角专用试块示意图 首先, 把一只 TOFD 探头与 CTS-1010 数字型超声探伤仪连接, 在单探头模式下设置好各个参 数, 并将 TOFD 探头置放于 CSK-IA 试块上 ( 耦合剂为机油 ), 准确测得 TOFD 探头的前沿大小 ; 接 着, 在 TOFD 声束扩散角试块上左右移动 TOFD 探头, 探头激发的超声波在 横通孔处得到最 高回波信号并调整增益使其达到 80% 满屏高 (FSH), 记下此时探头相对于横通孔的水平距离, 即可算出声束轴线折射角 ; 接着后移至波幅降低至 20% 记下此时探头相对于横通孔的水平距离, 即可算出 ; 而由几何关系可算出 -12dB 上扩散角, 向前移动探头至波幅降低至 20%, 记录其水平位置, 即可算出 ; 而由几何关系可算出 -12dB 下扩散角 ( 见图 4 和图 5 分别为 TOFD 探头声束扩散角计算原理示意图和试验过程 ) 同理, 为了更加精确地得出声束扩散的范围, 此次试验也测量计算了 -20dB 的声束扩散角的大小 图 4:TOFD 探头声束扩散角计算原理示意图
图 5:TOFD 探头声束扩散角测量试验示意图 (3) 试验结果与分析 根据声束扩散角测量试验所得到的数据整理计算如下表 1 和表 2: 探头 声轴线折 射角 表 1: TOFD 探头声束扩散范围实测值 -12dB 声束扩散角实测值 上边界角 下边界角 声束扩散范围 3.5MHz 45 47.29 1.29 3.26 41.42 45.97 4.55 5MHz 45 48.58 1.22 2.18 40.20 43.60 3.40 7.5MHz 45 48.58 0.82 0.85 40.60 42.27 1.67 3.5MHz 60 58.78 1.00 2.08 30.22 33.30 3.08 7.5MHz 60 60.95 0.87 1.29 28.44 30.60 2.16 5MHz 70 65.22 0.65 0.68 24.12 25.45 1.33 7.5MHz 70 66.19 0.61 0.63 23.20 24.44 1.24 表中, 上边界角为折射声束扩散角上边缘与检测表面之间的夹角, 即, 下边界角 为折射声束扩散角下边缘与检测面的的夹角, 即, 折射声束扩散范围的含义是上下半 扩散角之和, 亦即声束的圆锥角
探头 声轴线折 射角 表 2:TOFD 探头声束扩散范围实测值 -20dB 声束扩散角实测值 上边界角 下边界角 声束扩散范围 3.5MHZ 45 47.29 1.70 5.83 41.01 48.54 7.53 5MHZ 45 48.58 3.13 2.64 38.29 44.06 5.77 7.5MHZ 45 48.58 2.00 1.73 39.42 43.15 3.73 3.5MHZ 60 58.78 1.24 2.18 29.98 33.40 3.42 7.5MHZ 60 60.02 0.93 1.91 29.05 31.89 2.84 5MHZ 70 65.22 1.28 1.41 23.50 26.19 2.69 7.5MHZ 70 66.19 0.90 0.80 22.91 24.61 1.70 由上表可知 : 1. TOFD 探头声束的半扩散角实际大小在于 1 至 6 之间 2. 试验结果发现使用 45 60 70 的楔块以及 3.5MHz 5MHz 7.5MHz 的 TOFD 探头在试件中的折射声束扩散范围并不大 且上边界角不为零 因此, 直通波不可能是折射声束上边缘形成的 (4)TOFD 折射纵波的声束特点 (a) (b) 图 6: TOFD 探头 -20dB 声束扩散角 根据声束扩散角实验结果可得出 TOFD 折射纵波的声束特点 如图 6 的 a 图可以更直观地看 出不同的频率探头在相同楔块 (45 ) 角度的 TOFD 探头声束扩散情况, 当频 率逐渐提高时, 声束扩散范围会减小, 声束更为集中 这说明了频率越高的 TOFD 探头 激发的波束越集中, 声束宽度也会变小 b 图直观地观察到相同频率 (7.5MHz) 探头在不同楔块 角度时的声束扩散角, 随着楔块角度的增大, 声束扩散边缘越靠向检测表面, 但是声束宽度仍然
很小 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 综上所述, 笔者认为 直通波是由折射主声束扩散角内的波激发的 的观点不能成立 2. 直通波是发射探头激发的边缘球面纵波形成的 (1) 边缘球面纵波理论分析 为了探析 TOFD 探头激发的直通波的性质, 深入了解超声波换能器的辐射声场特性是必不可 少的, 了解在固体介质中的辐射声场的声能传播状态有助于研究验证直通波的性质及其特性 基于惠更斯 - 菲涅尔原理, 在固体介质中, 超声换能器在工件中激发超声波的同一波源的各 点都是子波源, 在传播过程中各个子波源产生的波在固体介质中会相互叠加并产生干涉现象 直 探头垂直入射的纵波辐射声场 ( 见图 7) 中, 主要的声波模式是活塞波, 到远场外无限远处成为平 面波 此外, 在换能器边缘存在边缘纵波, 其波前位于一个以圆形声源边缘为中心的圆环面上, [9] 其波前是半个圆环面, 向外扩展, 以纵波的波速传播 图 7: 圆形厚度模压电晶体的暂态辐射声场 ( 中科院声学所李明轩提供 ) [10] 有人提到 TOFD 检测的直通波有可能是掠射纵波 根据相关文献的定义, 掠射纵波是一种 从光疏介质进入到光密介质且入射角接近于 90 的一种声波 ( 见图 8) 其与边缘纵波传播路径 较为接近, 但是 TOFD 检测中有多种入射角度, 而且都不是 90, 且都有直通波存在, 说明它不 是掠射纵波
图 8: 掠入射纵波示意图因此, 可以认为直通波是发射探头激发的边缘球面纵波形成的 为了证实直通波为边缘纵波, 根据理论与试验的一致性, 本文对直通波的基本特性进行了试验, 并搜集了光弹试验的资料以辅助说明直通波的形成 (2) 直通波普遍存在性 根据超声波换能器辐射的声场理论知识可知, 在辐射声场中普遍存在换能器边缘激发的边缘纵波 为了说明直通波是边缘纵波, 且普遍存在于常规模式下的检测环境中, 本试验使用不同型号规格的非金属纵波双直探头和常规双直探头 双斜探头进行验证 a 非金属纵波直探头 本试验通过使用 CTS-65 型非金属纵波探伤仪器以及两个相同规格非金属纵波直探头进行试验, 试验的探头型号有 50K-P28F 100K-P40F 以及 0.25P-40F 首先, 将两个非金属纵波直探头与 CTS-65 非金属纵波探伤仪相接, 设置相关参数 ; 接着, 将两个探头对接进行调零, 然后将两个探头置放于试块上 ( 耦合剂为机油 ), 便可进行试验 由图 9 可观察到, 当探伤仪处于一发一收状态的条件下, 接收探头可以接收到首波 无论是两个探头之间是近距离还是远距离, 接收探头均可以接收到首波的信号
图 9: 非金属纵波双直探头存在直通波的现象这种现象说明了当探伤仪处于一发一收状态的条件下, 两个非金属纵波直探头之间存在边缘纵波即直通波, 与理论分析的辐射声场相吻合 b 常规双直探头 双斜探头 本试验中使用的常规双直探头的型号有 2.5P14 5P14 以及 2.5P20, 双斜探头的型号有 2.5P13 13K1 2.5P13 13K1.5 2.5P10 16K2.5 以及 5P8 12K2 首先将直探头与数字型超声波探伤仪 CTS-1002 连接, 设置好相关参数, 在单探头模式下, 将探头置放于 CSK-IA 试块上 ( 耦合剂为机油 ), 测得纵波声速和探头延时 ( 斜探头需要再测前沿 K 值 ); 接着, 将仪器设置在一发一收的状态下, 接好接收探头, 并将探头置于钢平面试块上进行试验
(a) (b) 图 10: 常规双探头存在直通波的现象当两探头中心的距离为 50mm 60mm 90mm 和 120mm 时, 接收探头均可以接收到直通波的信号 ( 见图 10,a 图为双直探头存在直通波的现象,b 图为双斜探头存在直通波的现象 ), 但与 TOFD 探头检测产生的直通波不同的是, 常规超声探伤仪至少需要增大增益到 70dB 才可以看见直通波的波幅 c 直通波的普遍性 通过非金属纵波双直探头 常规双直探头以及双斜探头的试验探析可知, 直通波普遍存在于一发一收模式下的检测环境, 但不同类型的仪器和探头性能及其参数设置的不同, 直通波信号的波幅 频率以及脉冲宽度与 TOFD 探头激发的直通波有所差异 通过超声波辐射声场的理论分析可知, 除了作为声波主模式的平面纵波之外, 普遍存在着边缘纵波, 而根据常规双直探头 双斜探头以及非金属纵波双直探头的试验可说明直通波信号也普遍存在于常规探头的检测应用中, 两者的普遍性一致 因此, 可以进一步证实直通波是球面声波边缘激发的纵波 (3) 边缘纵波的特性 为了进一步证实直通波为探头晶片边缘激发的边缘纵波是直通波, 通过常规探头激发的边缘纵波与 TOFD 激发的直通波进行声波特性的对比, 主要的特性指标有声速 频率以及脉冲宽度 本试验中使用的常规双直探头的型号有 2.5P14 5P14 以及 2.5P20, 双斜探头的型号有 2.5P13 13K1 2.5P13 13K1.5 2.5P10 16K2.5 以及 5P8 12K2 与前面的普遍性试验一致, 首先设置好仪器和探头使之处于所需的工作状态 ( 如图 11); 然后, 对边缘纵波的声速进行测量, 声波在传播过程中速度是一定的, 通过 CTS-1010 数字型超声 波探伤仪可测得直通波的传播的显示距离 ( 单位 :m), 根据下式可测量计算得边缘纵
波的声速 : 北京理工大学珠海学院 2018 届本科生毕业论文 图 11: 普通双探头测量边缘纵波的试验示意图 然后, 利用 CTS-1010 数字型超声仪的频谱分析功能对常规探头激发的边缘波频率以及脉冲 宽度进行测量 ( 如图 12) 图 12: 双直探头下的边缘纵波的频率测量试验示意图 试验证明 : 用手指沾耦合剂并在两探头之间的传播路径拍打, 边缘纵波的波幅会有 明显的跳动, 说明其部分波束沿表面传播 常规探头的直通波特性的试验数据如表 3 表 3: 常规探头的边缘纵波的传播速度 主频率以及脉冲宽度
探头类型 2.5P14 5P14 2.5P20 试块中实测纵波声速 /(m/s) 边缘纵波声速 /(m/s) 5936 5934 5886 2.5P13 13K1 2.5P13 13 K1.5 2.5P10 16 K2.5 5P8 12K2 PCS=50mm 5853 5819 5924 5966 5876 5936 5912 PCS=60mm 5870 5832 5832 5960 5900 5960 5890 PCS=90mm 5893 5907 5907 5960 5933 5946 5893 PCS=120mm 5856 5885 5885 5970 5920 5975 5856 探头中心频率 /(MHz) 2.500 5.000 2.500 2.500 2.500 2.500 5.000 边缘纵波主频率 /(MHz) PCS=50mm 2.500 4.100 2.500 2.400 2.500 2.500 4.500 PCS=60mm 2.500 4.000 2.500 2.300 2.400 2.400 4.200 PCS=90mm 2.400 3.800 2.400 2.200 2.300 2.300 3.700 PCS=120mm 2.300 3.500 2.300 2.100 2.100 2.200 3.400 边缘纵波的脉冲宽度 /(mm) PCS=50mm 2.2 1.5 2.0 1.2 1.7 2.1 1.1 PCS=60mm 2.7 1.5 2.0 1.5 1.7 2.4 1.4 PCS=90mm 2.7 1.8 2.0 2.0 2.1 2.4 1.6 PCS=120mm 2.7 2.1 2.8 2.1 2.1 2.6 2.1 从上表可知边缘纵波的特性如下 : 1. 常规探头激发的边缘纵波的声速与同一个直探头在相同钢试件上垂直传播的纵波速度基本相 同, 说明边缘纵波是以一种纵波的形式在试件中传播, 其声速与直通波相同 2. 边缘纵波的频率与探头中心频率相近, 衰减并不大, 说明常规探头激发的边缘纵波为窄频带, 在声束频率的分布中较为均匀 ; 随着 pcs 的增大, 低频率探头的边缘纵波频率及其脉冲宽度 变化不大, 而较高频探头的频率会随之逐渐减小, 高频分量迅速衰减, 变化比低频探头大 3. 边缘纵波的脉冲宽度也随着 pcs 的增大而随之增大 (4) 直通波的特性 a TOFD 直通波声速的理论分析
根据上述的各类常规探头试验可知直通波普遍存在于探头激发的辐射声场中, 且其声速与纵波声速相近 TOFD 检测技术使用的探头与常规超声波探头不同, 但对直通波的声速影响不大 所以, 对 TOFD 探头激发的直通波声速进行测量, 进而对比常规探头与 TOFD 探头激发的直通波之间的异同 b 直通波的频率的理论分析 TOFD 探头一般是宽频带 窄脉冲的探头, 通常要求只有 1.5~2 周期, 波束中频率大小的分布具有一定的差异性, 这是因为声波在传播过程中会发生衰减, 衰减的主要形式有扩散 吸收和散射 而超声波在材料中的衰减机理十分复杂, 很难逐一地进行影响因素的分析, 主要考虑综合衰减 由于多种因素的影响, 超声波在各类材料中的衰减机理很难逐一分析, 所以主要考虑综合衰减 假设在声波传播过程中产生衰减的衰减系数为, 其包括了散射衰减和吸收衰减 散射衰减散射衰减与超声波的波长 ( 即超声波的频率 ) 和平均晶粒直径的大小有关, 吸收衰减一般随超声波频率的增大而增加, 成正比例关系, 且散射衰减和吸收衰减都与材料自身的成分 显微结构特性有关 [5] 因此, 超声波的频率与声能衰减相关, 且声波在传播过程中会有频散的现象, 所以,TOFD 探头的标称频率与在检测过程中的实际声波频率会有误差存在, 这对 TOFD 检测的结果有一定的影响 研究探析直通波的实际频率大小有助于研究上盲区的改善方式 c 直通波的脉冲宽度的理论分析 脉冲宽度 ( 又称回波长度 脉冲占宽 ) 是指一个超声脉冲的持续时间, 其对超声检测的深度分辨率有着明显的影响, 因为会把相邻很近的两个超声脉冲回波合并成一个宽脉冲, 或者说是因为脉冲宽度大而遮蔽了相邻近的脉冲回波, 脉冲宽度越大, 深度分辨率越低 TOFD 探头具有窄脉冲的特性, 而使用合适的电脉冲激励探头有利于提高超声波信号的质量 检测精度以及深度分辨率 d 直通波特性的试验工作 本试验探头型号有 7.5MHz 3 5MHz 6 3.5MHz 10 以及 45 60 70 的楔块 在测量直通波的试验过程中, 首先将探头与楔块良好结合, 再与 CTS-2009 型 TOFD 多通道超声波探伤仪连接, 设置好相关参数, 将探头对接找到最大的穿透波, 进而测得探头延时, 然后, 将两探头前端面紧贴置放于没有人工反射体或人工缺陷的试块上 ( 耦合剂为机油 ), 测量探头的前沿, 再将探头置放于钢平面试块上 ( 见图 13) 进行测量
图 13:TOFD 探头试验过程示意图 声波在传播过程中的速度是一定的, 通过 CTS-2009 型 TOFD 多通道超声波探伤仪可测得直通 波的传播时间, 其传播的显示距离为 5.9 t( 单位 :mm), 根据下式可测量计算得 直通波的速度 : 式中设定纵波在钢试件中的速度为仪器标准设置的 5.9mm/μs, 利用仪器自动计算得到的显示距离与实际距离的不同, 即可计算得到直通波的声速 然后, 在测量直通波的频率试验中, 利用 CTS-8077PR 型脉冲发生接收仪的发射脉冲信号以及利用 MDO4024C 高频 (200MHZ) 数字示波器对激发的直通波频率进行测量 试验时, 将一发一收的 TOFD 探头与 CTS-8077PR 脉冲发生接收仪连接, 接着将脉冲发射器与高频示波器相连接, 然后设置好参数, 调整波形的显示, 便可对直通波的频率进行测量 ( 见图 14) 图 14:TOFD 探头直通波频率测量的试验示意图最后, 测量脉冲宽度的试验过程中, 首先将探头与楔块结合再与 CTS-2009 型 TOFD 多通道超声波探伤仪连接, 设置好相关参数, 测量探头的前沿和延时, 再将两个探头置放于钢平面试块上 ; 接着, 将直通波的波形置于屏幕中央, 利用仪器设置的闸门测量回波波形的前沿和后沿之间的时
间差, 再乘以声速便可以得出直通波的脉冲宽度 ( 见图 15) 直通波特性试验的试验数据如表 4 图 15: 直通波的脉冲宽度示意图 探头 楔块类型 直通波的声速 /(m/s) 表 4: TOFD 探头的直通波声速 主频率以及脉冲宽度 3.5N10 3.5N10 5N6 5N6 5N6 7.5N3 45 60 45 60 70 45 7.5N3 60 PCS=60mm 5825 5822 5825 5882 5882 5882 5882 PCS=120mm 5911 5970 5941 5940 5940 5940 5970 探头中心频率 /(MHz) 3.500 3.500 5.000 5.000 5.000 7.500 7.500 直通波主频率 /(MHz) 直通波的脉宽 /(mm) PCS=60mm 1.059 1.761 1.773 3.571 4.630 5.435 6.024 PCS=120mm 1.008 1.748 1.592 3.472 4.386 4.902 5.495 PCS=60mm 3.54 4.13 3.54 2.95 1.18 1.18 1.18 PCS=120mm 4.72 4.13 4.72 3.54 1.77 1.77 1.77 由上表可知直通波的特性 : 1. 无论两个 TOFD 探头之间是近距离还是远距离, 直通波的传播速度与纵波相近, 可以认为直 通波的声速是一个固定不变的数值 因此, 可以认为 直通波是一种纵波 这与常规探头
的边缘纵波的声速传播特点相同, 可以进一步说明直通波是一种边缘纵波 2. 相对于 TOFD 探头中心频率而言, 直通波的实际频率降低了很多 因为 TOFD 探头具有宽频带, 直通波的频率越高, 高频分量较常规探头多, 在材料中衰减的现象越明显 因此, 由于高频分量和低频分量的衰减程度是不同的, 高频分量会迅速衰减, 所以, 直通波的频率大大降低 并且随着 pcs 增大, 声能的衰减会进一步增大, 直通波的频率逐渐降低, 波长随之变大, 绕射能力增强, 显然上盲区也会随之变大 3. 随着 pcs 增加, 高频探头激发直通波的脉冲宽度会随之增大, 而较低频率的探头激发的直通波的脉冲宽度变化相对较小, 但仍然趋向变大 因此,pcs 增大, 导致脉冲宽度增大, 显然上盲区也会随之变大 综上所述, 可以认为直通波是由发射探头激发的边缘球面纵波形成的 直通波的速度基本上等于材料中垂直入射纵波的速度, 且不会随着两探头中心间距的改变而变化, 是一个固定不变的数值 根据高频数字示波器接收信号来测量得到的直通波频率可知, 直通波的实际频率远远低于探头的标称频率, 说明高频分量迅速衰减, 随 pcs 增加, 剩下低频分量使其波长变长导致脉冲宽度增大, 因此随 pcs 增大, 上盲区的宽度也会增大 (5) 光弹法辅助试验 借助中国科学院声学研究所所做超声波光弹试验的资料, 可以更加直观地看到直探头和斜探头激发的超声波辐射声场的传播状态 这是利用了 动态光弹技术 实现了对超声波 ( 一种动态应力 ) 的实际传播运动现象的观察 动态光弹技术 是用以研究弹性介质中动态应力和应力波 传播规律的技术 [11] 图 16: 圆形厚度模式压电晶体暂态辐射声场的光弹试验照片
( 中科院声学所安志武提供 ) 图 17: 斜探头斜入射产生声场的光弹实验照片 ( 中科院声学所安志武提供 ) 根据中科院声学所安志武提供的光弹法实验图片 ( 见图 16 和图 17), 可以看出 TOFD 探头激发的直通波是由直探头垂直入射和斜探头斜入射时产生的边缘纵波形成的, 随着距离的增加, 信号会逐渐变弱, 但是也能够分辨 综上所述, 直通波是由发射探头激发的边缘球面纵波形成的 的观点应该是成立的 3. 误差分析 为了提高试验的准确度, 本文力图做出合理的误差分析, 分析造成误差的原因及其影响因素, 并尽可能采取消除误差的措施, 以便为后续研究提供改进的方案, 提高试验的准确度 此次试验 的主要误差有试验的直接测量误差 试验仪器误差以及试验环境误差 (1) 试验的直接测量误差 试验过程中, 试验直接测量误差由直接测量仪器设备和人员测量的误差造成 使用的测量工具不是精确度高的器材, 而是普通钢板尺, 其刻度与实际长度之间存在差异 对于人员测量的误差而言, 所有的无损检测方法都要求检测人员要有一定的身体素质, 例如视力和操作能力, 所以, 人员的测量误差主要是因为测量人员的习惯性错误测量 疲劳 眼误以及测量时疏忽大意都会造成人员的测量误差, 对试验数据的影响较大, 所以需要严格要求人员规范操作和多次重复测量 (2) 试验对象和设备的误差 试验对象的状态造成的误差是因为探头激发的超声波的传播过程属于动态波动, 容易测量不 准, 这会造成试验的误差 ; 试验过程中, 耦合剂的厚度变化 ( 接触压力不稳定 ) 情况会影响声波
的传播, 进而也会影响试验的结果 ; 试验仪器设备的误差主要有设备的信息采集 信号转换误差以及仪器设备类型的误差 仪器设备系统的信息采集过程中, 设备的编程应保证相关参数在时间与空间的对应关系, 才能保证信息的一致性, 避免信息量的丢失和改变 ; 而信息转换误差是因为 A/D 转换在转换过程中也存在细微的差异, 应该减小或消除这种差异 [12] 因此, 仪器设备的选择也是至关重要的 本课题使用的仪器设备大部分来自广东汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司的产品, 未使用其他厂家的仪器设备进行对比, 可能对试验的结果精确性有些许的影响, 因此, 若试验条件允许, 可通过使用多个厂家的仪器设备进行对比, 对试验得到的结论可能更加符合实际的应用, 减小误差 (3) 试验温度的误差 根据 NB/T 47013.10-2015 承压设备无损检测第 10 部分 : 衍射时差法超声检测 可知, 仪器系统设置与实际检测之间的温差控制在 20 之内, 且采用 TOFD 探头和耦合剂 ( 机油 ) 时, 被检工件的表面温度范围应控制在 0-50 之间 [8] 因为温度对 TOFD 检测使用的耦合剂以及仪器有所影响, 而且温度的变化也会影响声波的速度, 温度越高, 声速也会越高, 但是此次试验的环境温度大约为 15-20 之间, 影响较小 4. 改善上盲区的方法 TOFD 检测技术中, 上盲区的深度主要是直通波信号在深度方向所覆盖的范围, 且上盲区的 大小与脉冲宽度 频率以及探头间距是有一定关系的 由直通波特性分析试验可知, 当两个 TOFD 探头之间的距离增大时, 直通波的频率会随之减小, 高频分量大量衰减, 由于直通波的波长变长 会使脉冲宽度增大的关系, 剩下低频分量会使脉冲宽度增大, 导致上盲区增大 因此, 考虑到检测成本, 可以通过以下方式改善近表面检测盲区 : 1. 不宜采用过高频率的探头, 避免高频分量衰减过大造成的脉冲宽度变大, 从而减小上盲区 ; 2. 在可能条件下减小 pcs, 避免高频分量衰减过大造成的脉冲宽度变大, 从而减小上盲区 三 结论 本课题通过试验探讨了直通波的性质, 说明了 TOFD 探头激发的直通波是由发射探头激发的
边缘球面纵波形成的, 而并非由折射主声束扩散角内的波激发的 基于惠更斯 - 菲涅尔原理, 在固体介质中, 以发射探头的压电晶片边缘为圆心激发的边缘球面纵波普遍存在于常规双直探头 双斜探头激发的辐射声场中 TOFD 探头激发的直通波的传播速度与该探头在相同工件中垂直传播的纵波声速相近, 且为固定数值 ; 由于直通波的传递过程中高频分量大量衰减, 剩余的低频分量相对变多, 使得直通波的主频率远远低于 TOFD 探头的标称频率 ; 随着两个 TOFD 探头中心距离的增大, 直通波的频率逐渐降低, 直通波的脉冲宽度也随之增大 因此, 检测工件的上盲区也随之增大 在 TOFD 检测应用中, 由于上盲区的存在造成了 TOFD 检测的局限, 而本课题探析证实 TOFD 探头激发的直通波为发射探头激发的边缘球面纵波, 且证实可通过避免使用高频的探头和减小两个探头的中心间距来减小上盲区的宽度, 这对改善 TOFD 检测技术的局限性有着重大的意义 通过文献资料的查询, 几乎没有讨论直通波性质的研究指导文献, 且大部分研究上盲区相关问题的文献大多依据理论知识 ( 如以几何声学计算推导的上盲区公式 ) 进行探析, 而非直通波的性质及其特性 本课题以直通波的性质及特性为研究目的, 从本质上确定了直通波的特性与上盲区之间的关系, 更能切合实际应用, 减小实际应用的误差 本文的探讨工作充分说明了直通波的性质对上盲区有很大影响, 同组同学林冰云实际检测验证上盲区的试验结果也确实与本课题的研究结果相呼应 此外, 如在条件允许前提下, 利用本课题的探讨方法与思路, 还可以再深入地探索研究, 通过更多更全面仔细的试验并加上实际检测验证, 总结出不同检测厚度下, 最合理的探头频率 楔块角度以及合适的 PCS 的具体数值, 以此改善上盲区的大小, 有助于提高 TOFD 检测技术的检测质量 参考文献 [1] 夏纪真. 无损检测导论 [M]. 广州 : 中山大学出版社.2016 年第 2 版 :8. [2] 耿荣生. 新千年的无损检测技术 [J]. 无损检测.2001.23(1):2-12. [3] 杨文钗. 焊缝超声波衍射时差法 (TOFD) 的研究现状 [J]. 江西建材.2017.211(10):242-243. [4] 郑晖, 林树青. 超声检测 [M]. 北京 : 中国劳动社会保障出版社.2008 年第 2 版 :139-143. [5] 夏纪真. 工业超声波无损检测技术 [M]. 广州 : 广东科技出版社,2009 年第 1 版 :16-343. [6] 强天鹏. 衍射时差法 (TOFD) 超声检测技术 [M]. 北京 : 新华出版社.2012 年第 5 版 :27-28. [7] 白艳, 邢涛.TOFD 技术检测盲区的研究 [J]. 森林工程.2010.26(4):50-63. [8]NB/T47013.10-2015. 无损检测. 承压设备无损检测第 10 部分 : 衍射时差法超声检测 [S]. 新华出版社,2015. [9] 张海澜, 李明轩, 应崇福. 圆形厚度模换能器在固体介质中辐射的直达波和边缘波 [J]. 中国科学 A 楫.1988,12:1291-1300. [10] 应崇福, 沈建中, 张守玉. 超声在固体中的散射 [M]. 北京 : 国防工业出版社,1994 年第 2 版 :42-43. [11] 金士杰. 固体中裂纹散射声场特性的动态光弹成像研究 [D]. 北京 : 中国科学院大学,2014. [12] 高燕秋, 王兆伍, 张齐生.TMJ-A 人造板弹性模量无损检测显示机的误差因素分析 [J]. 木材工业, 2002.16(5):24-26.
致 天下没有不散的筵席, 只是散了之后, 要去赴另一个筵席 时光荏苒, 匆匆而过, 四年的大学时光即将结束, 在这宝贵的四年时光里, 我不仅较扎实地掌握了专业知识, 而且找到了人生前进的方向标, 并为此不懈努力 此次论文是大学生活结束的标志, 更是开展新阶段奋斗的目标 在论文即将完成之际, 我要特别感谢我的导师夏纪真老师的谆谆教导, 在进行毕业设计试验的期间, 不断引导我们开拓正确的思路, 顺利完成计划的试验 ; 在撰写初稿之时, 感谢夏老师耐心地帮我验证试验数据的正确性, 并提供相关书籍为我开拓思路, 老师指出的每一个问题, 指导的每一个思路, 都使我有醍醐灌顶之感, 再到后来的修改, 耐心纠正我所忽略的错误 夏老师不仅认真负责地指导我们完成毕业论文, 而且在专业课程的补充辅导过程中, 始终保持认真 严谨治学的态度, 给予我不少的帮助, 十分感谢遇到如此耐心的老师! 我要感谢无损检测专业的所有老师, 你们不仅是我们的老师, 更是我们的朋友 在传授我们专业知识的时候有着十足的耐心和责任感, 在传授予我们知识之外, 还时时刻刻为我们端正人生价值观, 指明正确的前进道路, 使我坚定了人生的方向, 获得了追求的动力 四年的师生之情, 让我感受到你们的严谨和务实 期望借此机会向所有老师表示最衷心的感谢! 此次论文能够顺利完成, 要特别感谢汕头超声电子股份有限公司超声仪器分公司为我们提供的技术支持和试验场地, 感谢该公司的全力支持, 为我们提供了所有的试验条件, 耐心给我解答疑惑, 更要感谢高宇豪师兄和陈若君师姐不辞辛苦的帮助, 给予我许多启迪, 一次次试验出问题时想尽各种办法帮我解决, 在试验过程中给我以许多鼓励和帮忙, 十分感谢你们! 谢