Page 119 - 2022'中国无损检测年度报告
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2022
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于 11%。虽然这并不意味着不存在更高的噪声,
但检测人员可以使用这些值来设置 PCI 图像动态
范围的下限阈值。
2 检测应用案例
2.1 纵波直入射检测应用
采用 64L5-G3 探头、20 mm L0 楔块,使
用 TFM 和 PCI 两种成像模式对一个底面加工有
厚度为 25 mm 垂直刻槽的试块进行检测,检测结 (c) 表面横通孔 TFM 图像 (d) 表面横通孔 PCI 图像
果如图 5 所示。在图 5 的 TFM 图像中能看到一些 图 6 底面横通孔和表面横通孔的 TFM 图像和 PCI 图像
被称为等时线的伪影。分析其原因,当计算 ROI
2.2 高温氢致损伤 (HTHA)中的检测应用
区域像素点的声程时间时,试块的底波反射信号
高温氢致损伤(HTHA)通常表现为向各个
也将被计算在内,当将这些底波信号幅值相加后, 方向发送能量的小裂缝。Eddyfi Technologies
就出现了这些伪影信号(伪影主要取决于工件厚 开发了一种 10 MHz 、64 阵元的自聚焦探头,
度和晶片间距)。而在 PCI 图像中,这些伪影已 用以提高灵敏度,能够检测出两个方向尺寸都
经消失了,即 PCI 可消除底波,从而能清楚地显
很小的微裂纹(裂纹长度在 100 m 以内)。某
示刻槽的尖端,利于更加准确地测量刻槽尺寸。
HTHA 的TFM 图像和PCI 图像如图7 所示,可见,
TFM 图像存在伪影,从而影响到微裂纹的检测;
PCI 图像则消除了伪影,并显示出根部附近微小
HTHA 损伤响应,在 C 扫视图中,可以清楚地看
到成片聚集的 HTHA 缺陷,在 TFM 图像上则不
可见。
(a) TFM 图像 (b) PCI 图像
图 5 刻槽缺陷的 TFM 图像和 PCI 图像
底面横通孔和表面横通孔的 TFM 图像和
PCI 图像如图 6 所示。由图 6 可以看出,PCI 在
移除底波后能够有效地检测出靠近根部的缺陷; (a) TFM 图像 (b) PCI 图像
但在检测近表面缺陷时,尽管 PCI 成像可消除表 图 7 某 HTHA 的 TFM 图像和 PCI 图像
面波,但检测效果并不一定比 TFM 的效果好。
在上一节中了解到,PCI 图像的信噪比与发
这是由于实际检测中,缺陷太靠近工件表面时,
射 - 接收阵元的数量相关,需要使用全矩阵采集
许多阵元远离缺陷,无论是发射还是接收阵元均
不能提供有效相位信号。 FMC 来获得良好的信噪比,但这通常会降低检测
效率,而采用平面波成像(PWI)可以提高 TFM
检测的扫描速度。现将 PWI 与 PCI 结合使用,
采用 16 个角度,角度范围为 -20°~ 20°,应
用于相同的 HTHA 试块模型,尽管激发次数减少
为原有的 1/4,却得到了相同的检测结果(见图
8)。理论上,其噪声水平应该提高了一倍,但实
际 FMC 检测时采用单阵元激发,检测能量较低,
而缺陷又非常小,而使得回波信噪比为零。PWI
采用的是多阵元激发,可以向工件发送更多的能
(a) 底面横通孔 TFM 图像 (b) 底面横通孔 PCI 图像
量,并能获得足够的能量来提取相位,以补偿只
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