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计量校准助推企业高质量发展 —— 水浸超声C扫描检测系统

作者:钢研纳克 来源: 时间:2022-07-13 13:54:21 浏览次数:

材料是国民经济建设和社会进步的物质基础,是实现产业结构优化升级和提升装备制造业的保证,也是发展新兴产业的先导。我国已经成为材料大国,但大而不强,基础材料相对落后,尤其在轨道交通、舰船车辆、核电、航空发动机、航天装备等领域应用的关键核心材料的开发和应用,材料的开发就需要有一种高速度、高精度且智能化的检测手段。其中以超声C扫描成像检测技术为代表的检测手段得到了广泛应用。

超声波水浸法是在探头与工件之间填充一定厚度的水层,声波先经过水层,再入射到工件中的一种非接触式超声检测方法。水浸式超声C扫描检测系统一般由软件系统(数据采集与处理、图像的产生与处理等)和硬件系统(超声检测仪、超声波换能器、采集卡、驱动电机等)两部分构成。具有高精度的机械扫查能力、水距可选择、声束角度可调、直线轴和角度轴的分辨力和重复性高、能直观显示被检测工件的某一深度范围内的缺陷信息等优势。主要应用于圆棒、轴类、锻件、盘件、复合材料、板材等的检测。按照质量体系、设备使用方及评审机构的要求,应对照能溯源到国际或标准的要求,在规定的时间间隔或在使用前对超声C扫描检测系统的电子仪器部分、超声波换能器、机械扫查装置进行校准和(或)检定。

(一)电子仪器部分

电子仪器部分主要指超声波检测仪器,主要包括同步电路、发射电路、接收电路、扫描电路、显示电路等,其仪器性能的稳定性、可靠性、灵敏度将直接影响检测的人员对被检材料缺陷评价的准确性。目前,超声波仪器性能测试主要分为两类,一是借助于标准试块和探头进行校准;二是仅使用计量标准器进行校准。主要采用的标准为计量检定规程JJG、EN标准、ISO标准、ASTM标准等。标准不同,校准项目和校准方法也有所不同,应客户和审核方的要求选择相应标准。如图1所示。


图1  超声C扫描设备电子仪器校准

(二)超声波换能器

超声波换能器是利用材料的压电效应实现电能—声能转换的换能器,其性能和稳定的换能器不仅提高检测效率,而且提高检测精度。水浸式超声C扫描检测系统主要用水浸点聚焦探头和平探头,其探头的性能与检验是借助于脉冲发生/接收器、示波器、标准试块等对探头进行频域和时域分析、水平和垂直声场特性的测量等。目前主要应用标准为计量校准规范JJF、EN标准、ISO标准、ASTM标准等。其主要校准装置如图2所示。


图2  超声波传感器校准装置

(三)机械扫查装置

高精度的机械扫查装置一般由直流电机或步进电机驱动齿轮齿条,导轨或同步带在运动控制系统下进行扫查和转动。主要包括带动探头扫查的多轴装置、转盘装置或辊轮旋转装置。其机械运动精度的稳定性直接影响检测结果。为保证被检测工件的整个检查区有足够的声束覆盖和声束入射方向稳定以避免漏检,主要使用激光干涉仪或激光跟踪仪、角度仪等对直线轴和角度轴的分辨力、重复性、定位精度等进行校准。从而保证检测的全覆盖。其主要校准装置如图3所示。


图3 机械扫查装置校准

随着超声C扫描检测系统的广泛应用,企业根据自身使用需求及审核方评审的需求,对水浸超声C扫描检测系统实施周期性校准,已经逐渐成为一种趋势。进而保证检测的准确性和可靠性。目前,钢研纳克无损计量校准团队已为国内、外制造的多套超声C扫描检测系统进行了计量校准,为企业的产品质量提供技术保障和支撑。

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