相控陣超聲校準試塊之刻槽VS橫通孔SDH

相控陣超聲校準試塊之刻槽VS橫通孔SDH

（第1章 回波動態）

對于超聲波檢測環焊縫，ASME Sec V第4章允許使用標準管材上的刻槽進行靈敏度的校準（圖T-434.3-1），或使用橫通孔試塊（圖T-434.3-2）。橫通孔和刻槽都可用于靈敏度校準，但是由于存在幾個原因，它們表現十分不同。

對于回波動態的比較，采用CIVA軟件，在25mm的曲面試塊上，采用刻槽和橫通孔進行模擬。建模中采用的是16陣元的探頭，頻率為5MHz。沒有對靈敏度進行歸一化的處理。由于聲程的增加，導致的聲壓衰減，橫通孔上的回波幅值稍有下降。

注：雖然加工了多個反射孔，但是在繪制的曲線中，中間采用了同刻槽聲程相同的插值。

顯而易見，刻槽的回波起伏巨大，并且在角度為60°時聲壓最低。

相對尺寸

與橫通孔相比，刻槽的尺寸相對較大，聲波反射主要由端角反射。

橫通孔基本上是圓柱形，聲束只在垂直與聲束的窄帶上進行反射。設想一下，當你用手電筒照在鍍鉻的圓柱體棒上時看到的反射光線。

對稱性

刻槽是非對稱的反射體。聲束輪廓和反射特性隨著入射聲束角度而均勻的變化，這是不正確的。對于折射角為45°的橫波，端角反射的效率最高，反射信號最強。當聲束的角度接近60°時，發生了波型轉換，反射的橫波減少，形成了圖中的最低點。角度超過了60°時，聲壓有所增加，但是不能達到折射角很小時的聲壓。

同時，橫通孔是對稱的反射體，對于所有角度，形成的聲束發射的輪廓相同。

因此，采用刻槽進行靈敏度校準（TCG/DAC）時，通常得到的靈敏度比橫通孔的低。并且必須降低增益，才能使得刻槽的回波信號峰值達到滿屏高度的80%。這也是上圖中顯示的10—12dB的差異。

此外，在刻槽上進行靈敏度校準時，不同角度的聲束，回波幅值不同。我們已經采用了某種方式處理了這一問題。回波幅值，通常取決于入射到反射體上的聲束的角度（除非焊縫中的缺陷是絕對的圓柱體或球體，但實際上是不可能的）。在刻槽上進行靈敏度校準時，對于折射角為60°的聲束，放大了靈敏度。

聲明：本文僅用于技術方面的討論，不做其他的任何用途，版權所有。本文來源于微信公眾號：NDT新技術。

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