管道焊缝超声P扫描成像检测技术

管道焊缝超声P扫描成像检测技术（通用5篇）

管道焊缝超声P扫描成像检测技术 篇1

管道焊缝超声P扫描成像检测技术

介绍采用便携式自动扫查系统的超声P扫描成像检测技术,通过三视投影成像对缺陷进行定性定量综合分析诊断.检测结果表明,采用P扫描成像方法可以准确判断焊缝中缺陷的位置、大小、分布、取向等特征.

作 者：刘菲菲 刘松平李乐刚 王瑞川 作者单位：北京航空制造工程研究所刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：2007“”(11)分类号：V2关键词：超声检测 P扫描 管道焊缝

管道焊缝超声P扫描成像检测技术 篇2

在西部大开发的过程中石油石化得到了快速的发展, 压力管道是石化炼油装置中的主要运输方式。其具有介质温度压力高、易燃易爆, 输送距离远近不同, 管径、管壁厚薄不一, 现场焊接工作量大, 施工环境条件差, 质量要求高的特点。射线检测在管道检测中是常用的方法, 但由于射线检测和现场其他作业不能同时交叉作业, 从而严重影响了工程进度。超声波检测具有检测速度快、成本低, 对面状缺陷敏感, 仪器轻便, 对环境无污染, 不需要特殊安全防护措施、可以交叉作业等诸多优点, 对于保障工程进度和工期, 提高现场劳动效率都有积极作用;其次, JB/T4730-2005《承压设备无损检测》及相关特种设备的制造验收标准中关于无损检测的规定, 基本上都要求射线检测和超声波检测二者在无损检测时选其一即可。因此研究和推广超声波在压力管道中的使用, 对保证工程工期、控制工程质量和经济成本方面具有重要的实际意义。

2 炼油管道超声检测范围要求及CO2保护焊焊接特点

2.1 炼油管道超声检测范围

根据JB/T4730-2005《承压设备无损检测》的规定和目前国内超声检测设备及我所现有设备, 结合炼油装置管道的自身特点, 当前我们只能检测壁厚≤4mm且管径在32mm~159mm, 或是壁厚在4mm~6mm且管径≤159mm的压力管道。一般的管道的壁厚为5mm~8mm, 管道焊接主要是环焊缝的组对和焊接.

2.2 炼油管道CO2保护焊焊接与超声检测的关系及常见缺陷

2.2.1 炼油管道CO2保护焊焊接特点及其和超声检测的关系

目前, 大多数石化炼油装置安装和日常维修中, 从焊接质量和劳动效率方面考虑, 对于管道的焊接基本上采用伊萨产的CO2气体保护焊机。厂房内结合单线图软件采用全自动进行打底填充造面, 外场地和施工现场结合模拟安装软件采用半自动焊接, 手工焊完成打底造面。该种焊接工艺为超声波检测提供了如下条件:

1) 由于自动化程度的提高, 使得焊缝成型后外观光滑漂亮, 不需任何外观处理即可保证超声波检测所需的检测面;

2) 结合炼油管道输送距离比较短的特点采用了车床加工坡口, 保证了坡口组对间隙, 避免了错边和焊偏的现象, 焊缝焊道比较规则, 为超声波检测提供了条件, 减少了上下错位回波、单面焊回波的影响;

3) 焊接弧形摆动器的研发和使用, 使得打底焊缝余高得到有效控制, 和母材比较齐平, 解决了根部未焊透缺陷和咬边的出现, 避免了根部焊角回波沟槽回波等干扰波;

4) 实心焊丝加气体保护, 基本上避免了焊剂和药皮夹渣的出现, 超声检测很少出现参差不齐的夹渣回波;

5) 厂房内预制和模拟预制场地的使用, 不仅为焊接提供了条件, 而且为超声波检测也创造了检测的优越条件, 减少了现场施工环境的影响为正确分析和评价缺陷提供了良好的条件。

2.2.2 炼油管道CO2保护焊焊接及超声常见缺陷

由于焊接工艺及焊接附属设备的研发和使用, 使得各种焊接缺陷出现的几率有了变化。在上述焊接方法及工艺的焊接管道中, 经过我们多次焊后超声波检测和射线检测的验证发现, 由于焊接过程中采用了气体保护, 再加上焊接管道表面除锈不干净等其它外部原因, 使得焊接气孔出现的几率比较高;其次是由于焊接电流、速度等工艺规范的选择不合适, 造成坡口未熔合的现象比较多;再者是焊接耐热钢等高强度炼油管道时易出现平行于焊道的焊缝热影响区裂纹。在上述焊接方法中很少出现夹渣和未焊透的缺陷, 使得我们在超声波检测中对所发现的缺陷, 在定性时提供了便利。

3 炼油管道超声检测方法和条件的选择

3.1 炼油管道超声检测方法的选择

结合上述焊接中常见的缺陷, 气孔属于规则型的体积性缺陷, 未熔合 (特别是破口未熔合) 和裂纹则属于平面状的面积性缺陷, 我们在用射线检测时, 对于危害特别大的未熔合和裂纹, 如果透照角度不对, 则是很难检测出来的, 此时若采用超声波检测, 在检出几率是相当高的。因此, 对于炼油装置中采用上述焊接方法焊接的管道, 我们选择超声波检测。

3.2 炼油管道CO2保护焊对接接头超声检测条件的选择

探伤检测面是曲面, 焊接接头为单面焊, 管道根部不能直接观察;由于壁厚薄, 上下壁厚及焊缝表面易产生几何反射, 造成假缺陷信号, 引起误判, 与一般容器焊缝或平板对接焊缝超声波探测相比, 具有一定的难度。因此选择超声检测方法和工艺时, 与普通检测方法更为严格和谨慎。

3.2.1 仪器的选择

由于炼油管道的壁厚都比较薄, 因此, 选择超声波检测仪是一定要选择始脉冲较窄的仪器。我们选用汉威HS610e型, 该仪器始脉冲宽度在2.5mm左右, 且该设备的脉冲宽度在100ns~300ns内连续可调, 匹配不同频率的探头。

3.2.2 探头参数的选择

由于炼油装置中的管道预制化程度比较高且大部分管道的曲率半径都比较小, 除少数装置上的高压管道外, 大部分管道的壁厚都比较薄, 此时若采用常规的普通探头会造成漏检误判, 因此考虑到探头的与管道接触时的耦合损失、管道焊缝比较窄且壁薄、超声波在管道内壁的发散严重等特点, 我们在检测时尽量选取大K值短前沿的横波斜探头。常按下表进行探头的选择。

注意事项:1) 对于一定的壁厚和焊缝宽度, 在选用上述探头规格后, 为了保证探头和管道的耦合, 在没有购买到合适曲率半径的探头时, 必须把已经选择好的探头的楔块的曲率加工成与所探管道的外径相吻合的形状;2) 要对加工好曲率的探头的K值进行重新测定, 要保证探头的一次波至少扫查到焊接接头根部。

3.2.3 对比试块的选择和要求

根据JB/T4730-2005《承压设备无损检测》标准和相关标准的要求, 对比是块选用GS-1、GS-2、GS-3、GS-4型试块。所选择的试块材质要和被检管件的声学特性相同或相似的材料;试块的耦合面曲率要和被检管径相同或相似, 其曲率半径之差不得大于被检管径的10%。各类试块适用范围见下表。

3.2.4 耦合剂的选择

由于管道的探伤面是曲面, 且曲率半径比较小, 若选择的耦合剂粘度过低, 则会使摊上过程中流失, 因此, 要选用粘度比较高的耦合剂。对于管径大一点的我们选择的是机油, 对于管径小的我们选择的是浆糊, 以保证探伤过程流失不严重或不流失, 从而保证耦合效果。

3.2.5 仪器的调整和处理工作

1) 扫描线比例调整:利用试块上的Φ2横孔按声程比例1:1调整。由于中科设备均是按声程调节, 而在示波屏伤显示出水平距离、深度和声程。

2) 灵敏度调整:利用试块上的Φ2横孔进行实际测量绘制距离-波幅曲线。对于不同壁厚的管道按照下表进行灵敏度选择。

注意事项:在实际检测中。由于管道表面耦合损失和材质衰减, 应根据实测结果对灵敏度进行补偿, 补偿量应计入距离-波幅曲线。

3) 探测面打磨范围:对于外观检查不合格的焊缝应进行外观处理, 并对焊道两边7~9倍范围内的锈斑及其他杂物进行清理。在实际检测过程中要求为50mm~70mm。当壁厚大于15mm时, 应处理的范围应大于探头移动的距离L (L=2.5Kd, d为管道的壁厚) 。

3.2.6 扫查探测和缺陷判别

1) 扫查探测

(1) 一般情况下采用锯齿型扫查方式先在焊缝的两侧进行扫查。此时的扫查次齿距不应该大于所选用晶片宽度的一半。发现缺陷回波显示后在采用前后、左右、转动、环绕等方式对缺陷的位置、方向、形状的进行准确的定位、定量和定性。

(2) 利用一次波、三次波探测焊缝下部的缺陷, 利用二次波对焊缝上部的缺陷进行探测。由于炼油管道直径比较小, 焊接时采用单面焊双面成型, 焊道根部无法直接观察, 为了保证根部缺陷的检出率和定性定量的准确性, 一般要求选用探头的一次波对焊缝根部的缺陷进行探测。

2) 缺陷位置的判定和测量

(1) 当壁厚不大于15mm时, 以缺陷水平距离的位置判别缺陷。

(1) 若水平距离<探头到焊缝中心线, 则判定缺陷在探头侧;

(2) 若水平距离>探头到焊缝中心线, 则判定缺陷在远离探头侧;

(3) 在焊缝两侧探测, 均在焊缝中心线位置, 可以判定缺陷位于焊缝中心。注意:若仅在焊缝一侧探测时位于焊缝中心线, 而在另一侧不能发现则可能为错边。

(2) 当壁厚大于15mm时, 按照常规的中厚板对接焊缝探伤方法进行缺陷位置的判定以缺陷水平距离的位置判别缺陷的位置如下。

(1) 如果L≤LF≤L+a, 则缺陷在焊缝中, 此时判定是在靠近探头侧还是远离探头侧 (L—入射点至焊缝边缘的距离;LF—缺陷的实际长度;a为焊缝的宽度, 下同) :若L≤LF≤L+a/2、则在探头侧, 若L+a/2≤LF≤L+a, 则在远离探头侧的焊缝中。

(2) 若LF≤L或LF≥L+a, 则缺陷不在焊缝中, 有可能是热影响区的裂纹) 。

(3) 对于上述 (2) 情况要对缺陷的长度进行测量, 测量方法如下:

(1) 当缺陷反射波位于Ⅱ区或Ⅱ区以上, 反射波只有一个高点时, 用定量线的绝对灵敏度法测长。

(2) 当缺陷反射波位于Ⅱ区或Ⅱ区以上, 反射波只有多个高点时, 用端点6dB法测长。

(3) 当缺陷反射波位于Ⅰ区, 如有必要测长, 则以评定线为基准进行测长。

注意事项:上述测长的指示长度均为沿管子外圆的周长, 此时所测值需要按照下述方法进行修正:LF=L× (R-H) /R。

其中:LF—缺陷的实际长度;L--探头沿管子外圆移动的距离;R—管子的外圆半径;H—缺陷离外圆表面的深度。

3) 缺陷性质的判断

根据所采用的焊接方法和焊接工艺, 在焊接过程中, 焊接接头的五种缺陷里, 气孔出现的几率最高, 其次未熔合, 然后是裂纹, 而夹渣和未焊透在我们所焊接的炼油管道中出现的几率极低。因此在探伤时我们经常碰到气孔、未熔合和裂纹 (裂纹只有在特殊管材上焊接工艺不合理时才出现) 。

气孔属于体积性缺陷, 它的声阻抗和管道相比极低, 在探伤时往往发生全发射, 回波较低, 但检测时也容易发现。它属于点状反射体, 回波在示波屏上显示出一个尖锐回波。当探头前后左右移动时, 其回波幅度平滑的有零上升到最大值, 然后又平滑的降到零, 在五类缺陷是最容易识别的。

未熔合属于面积性缺陷, 在焊接过程中经常为坡口未熔合。我们的焊接工艺一般采用V型坡口, 其角度在600左右, 在管子壁厚较大时, 坡口在50~550之间, 所选用的坡口型式角度, 对于上述所选择的探头K值来说, 其声束基本上和面积性的坡口未熔合缺陷垂直, 而且这种缺陷比较平滑, 其回波声压很高, 极其容易发现。它的回波在示波屏上显示出一个尖锐回波。当探头前后左右移动时, 其回波幅度平滑的有零上升到峰值, 探头继续移动时, 其波幅基本上保持不变或者只在小范围内变化, 然后又平滑的降到零, 这种缺陷也是很容易识别的。在检测时, 靠近探头一侧坡口未熔合, 常常是二次波发现的, 远离探头侧的坡口未熔合是用一次波发现的, 我们通过声程的差异和容易确定这种缺陷的位置和性质。

裂纹类缺陷经常出现在高强刚和焊接工艺不恰当的时候。这类缺陷的回波性质和融融和基本雷同, 我们在判定它的性质时往往结合材料的焊接性和根据它所出现的位置, 以区别它和未熔合。

根部未焊透尽管出现的几率比较小, 但在生产中也碰到过, 它有端角反射的特征, 回波较高。在焊缝的两侧均可以探测到, 位于焊缝的中间且有一定的宽度, 在测量3水平距离时, 往往有1mm~2mm的偏差, 主要是由未焊透宽度造成好的。

夹渣出现的几率极低。

4炼油管道CO2保护焊薄壁管环焊缝超声波探伤注意事项

压力管道焊缝超声波检测人员不仅要掌握超声波检测的基础理论、具备管道材料、焊接、组对等方面的知识, 还应具有管道焊缝的探伤检测经验。在压力管道薄壁管环焊缝超声波探伤检测中, 除与一般平板焊缝探伤具有的相同之处外, 应特别注意以下几点:

1) 对于厚度不大于8mm的薄壁管, 应尽量选用高频大K值短前沿小径管探头, 因为对于薄壁管, 为减少探测时上下管壁的几何反射波, 要求超声波指向性好, 扩散角小。而只有提高超声波频率, 使波长减小, 增大晶片尺寸, 并选用方晶片, 才有利于提高超声波指向性。

2) 在薄壁管管道探伤中, 为了减少薄壁几何形状对超声波的影响, 减少对缺陷的定位误差, 提高管道焊缝中根部检出率, 是一次波能够扫查到焊缝截面下1/4壁厚区域, 要求探头前沿距离小, K值应适当取大些。

3) 应采用单面双侧一、二次波及三次波

单侧双面指的是管道外壁被检焊缝的两侧探伤面。在对管道焊缝做超声时应分别在焊缝两侧各做一次检测。用一、三次波探测焊缝下部缺陷, 用二次波探测中部缺陷, 以利于有效的发现和检出缺陷。

4) 根据回波信号的位置来判断有无缺陷

由于压力管道薄壁检测时超声波多在近场区, 一般采用水平法定位。因而可根据回波信号的位置来判断有无缺陷波。如回波信号峰值出现在示波屏一次标记点前, 则为缺陷信号。又如, 在焊缝两侧探伤, 二次水平定位反射信号都在焊缝中间, 则为缺陷。

5 结论

超声波检测随着仪器设备及技术的不断发展, 在无损检测工作中占有越来越重要的地位, 在压力管道安装、定期检验工作中, 也得到了广泛的应用, 并有效的缩短了工期, 确保了安全生产, 给油田生产带了可观的经济效益。

参考文献

[1]郑晖, 林树青.超声检测.中国特种设备检验协会组织编写.

管道焊缝超声P扫描成像检测技术 篇3

关键词：激光超声；热弹效应；无损检测

中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0010-03

目前，管道与管件缺陷的检测技术主要有X射线照相法、超声波检测法、磁粉检测法、渗透检测法和电磁感应检测法，其中超声波检测法不受材料、厚度与几何形状的限制，随着新型超声传感器技术、自动化控制技术、现代计算机技术与图像处理技术的发展，超声检测也逐渐进入自动化检测时代。这样就能检测出缺陷的大小和形状，获得缺陷永久记录。传统的射线检测对人体有伤害，需要添加探伤人员的安全防护措施。另外，射线探伤设备不仅投资大，而且体积庞大，含有检测结果的底片不易携带，对于人体辐射很大。液浸法检测需要将被检件置于水槽中或在工件与探头之间喷水流，因此在很多场合应用不方便。

为克服传统超声检测的不足，利用激光激发超声波来检测使一门新兴技术——激光超声检测技术应运而生。激光超声检测技术具有非接触式检测、远距离操作、抗干扰能力强、空间分辨率高、可检测不规则表面及用于操作空间受限的场合、快速实时、可在恶劣工况下使用等优点，目前已逐渐成为无损检测的重要手段。

1 超声激励技术研究

超声激励技术：激光超声的产生机理一般有热弹效应、烧蚀效应、辐射压力、电致伸缩、介质击穿和汽化膨胀等类型。但在实际应用中主要考虑热弹与烧蚀两种方式激发超声波。热弹效应是在入射激光功率密度低于材料表面的损伤阈值（金属材料一般为107W/cm2），不会使材料发生熔化和烧蚀，材料表层吸收了入射激光的能量并转化为热量，引起热膨胀而产生表面的切向应力。热弹效应对材料表面无损伤，并且能产生各种波形，应用最为广泛。

2 激光超声管件焊缝缺陷检测方案设计

1.Nd∶YAG激光器 2.分束镜 3.凸透镜或柱面透镜 4.样品 5.放大器 6.示波器 7.控制卡 8.光电二极管 9.计算机 10.纵横电机 11.横向电机 12.纵向固定板 13.PVDF压电薄膜 14.钨棒 15.特氟龙胶 16.金属装置外壳 17.横向移动滑块 18.纵向丝杆 19.横向固定底板 20.纵向固定底板 21.横向丝杆 22.Ⅰ横向固定板 23.Ⅱ横向固定板 24.纵向移动滑块

图2 激光超声缺陷检测系统

利用PVDF传感器检测激光声表面波的实验系统如图2所示。波长1064nm、脉宽10ns的Nd∶YAG脉冲激光通过柱面镜聚焦成线光源投射到样品表面激发声表面波。实验触发信号是通过光电二极管（上升时间为lOOps）获取脉冲激光经分光镜反射的散射光来实现。将PVDF传感器固定在二维精密平移台上，并使刀劈沿声表面波传播方向放置。通过计算机控制横向电机11，横向移动滑块17在横向丝杆21上移动，从而使PVDF传感器在试块表面横向移动，移动范围在两个横向固定板22-23内。通过计算机控制纵向电机，纵向移动滑块24在纵向丝杆18上移动，移动范围在12-17内，通过纵向移动可以控制PVDF传感器在样品纵向移动，从而实现对样品表面的扫描。当脉冲激光在样品表面激发声表面波时，声表面波沿表面传至探测点位置，由于声扰动会导致材料表面发生微小形变，对PVDF薄膜产生机械应力，通过PVDF薄膜转换为电荷信号，再经前置放大器放大，接入至OTDS3054B数字示波器采集超声

信号。

3 实验数据分析

采用数据采集卡采样频率100M/S，采用连续采集方式，并对同时采集三路数据。

在离焊縫10mm处，固定激光激发点，并且在焊缝的同一侧平行于管道的中心轴且远离焊缝的方向进行移动检测点，每次移动距离20mm。

4 结语

通过管道数学模型的建立，对激光热弹的效应进行了理论分析，并对激光超声管件焊缝缺陷检测方案进行了设计。通过实际试验得到如下结论：在激光脉冲激发超声后，超声在被测物件中传播时，损耗较大，并伴随有频移、频散现象发生，在超声被激发的200mm距离内可以进行超声检测，距离增加后基本上由于信噪比变小，但可以检测到超声信号，信号幅度随检测点距离增加呈线性减小，信号的频率基本在9～10MHz左右。通过试验分析可以得出：利用激光激励超声波来检测管道焊缝缺陷方法具有可行性。

参考文献

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[10] 曾宪林，等.激光超声技术及其在无损检测中的应用

[J] 激光与红外，2002，32（4）：224-227.

作者简介：张俊杨（1986-），男，河南信阳人，供职于中国石油天然气管道通信电力工程总公司，研究方向：激光超声和相关控制电路。

管道焊缝超声P扫描成像检测技术 篇4

2007年，亚洲最大的复合材料生产基地在哈飞建成，随着该基地的建成，哈飞也陆续采购了一批国内外最先进的设备，其中包括英国超声波科学有限公司（USL）生产的超声波 C扫描喷水复合材料检测系统，系统有效扫描范围为 8m×1.5m×3m。

目前，该设备已经通过了哈飞最终验收。近期，波音负责该设备认证的人员对该设备的主体认证也基本结束，并对该设备给予了很高的评价。USL喷水C扫描系统的顺利完成，为波音787复合材料零件生产提供了保障，也将为未来中国大飞机的制造提供帮助。

哈飞 C扫描喷水系统的优势（1）检测速度快。

现场扫描一个长2.7m，宽1.4m的曲面零件，US L系统在步进2.0mm 条件下，扫描速度为700mm/s，用时1h15min。

（2）系统自动化程度高。

系统共有17轴，包括10个探头运动轴，5个夹持工装轴及2个水泵驱动轴。（3）USL独有的PM30超声发射接收板卡。

可同时进行对数放大和线性放大，穿透传输和脉冲回波扫描可同时进行，使仿形和探伤一次完成，而无需进行第2次扫描。

（4）特制的探头连接线及其他抗干扰措施。

USL拥有专利技术的导线及许多其他配置，可有效屏蔽外界信号干扰。（5）水平双扫查臂。

可进行双曲面（二维方向曲面）扫描检测。如果加装特殊扫查臂，可进行“C型”零件的扫查。

（6）加装除气泡功能。使喷射出的水柱更加均匀，声波传输更稳定。

（7）加装紫外线杀菌系统。能够对循环水进行杀菌净化。（8）计算机控制水流速。

对水流速度进行实时控制，对于不断变化的水流喷射角度和高度的改变进行补偿。（9）“教与学”功能。

扫描轨迹可由CATIA数据产生，也可以利用超声波测量建立的坐标进行“教与学”。（10）C扫描图像的三维成像。

（11）表面跟踪测量缺陷的真实尺寸（不是二维投影测量）。

哈飞的C扫描系统

哈飞喷水 C 扫描系统组成 1 机械扫描系统（1）基座结构。

该系统放置在一个槽式基座上，其基底可与工厂周围的地板相平行，哈飞仅需制作该水泥槽，无需其他特殊要求。

上部、下部及垂直结构均由挤出成型铝合金制成，在保证强度的基础上，尽可能减重，以使系统能够高速运行。

（2）X、Y、Z 及探头角度轴 A、B。

X、Y、Z 及探头角度轴 A、B 均由直流伺服电机驱动。高品质的线性轴承在恶劣条件下具备较长的使用寿命。精密光学编码器适用于长轴线型测量，具有较高的分辨率和可重复性。

U S L通过将垂直的机械臂改为水平的机械臂，并将发射和接收探头安装在机械臂的末端，这解决 了检测凹陷较深零件的需要。U S L同时还设计了一种独特的可移动喷水总成，使其能够进入半径很小的曲面内进行检测。而在过去，通过穿透式还无法检测内径很小的“C”型零件，伴随着USL新的设计出现，使其成为可能。

（3）装有电机驱动的可编程的零件定位工装。提供一套完整的零件定位工装用于对被检测零件的支撑和定位。该工装有 5 根可编程的运动轴——这些轴移动到为每一个部件预先编好的位置，以提供一个固定的并且可重复的零件夹持位置。该工装是扫描系统一部分，但也可以缩回，以使“滚入”工装能够完全进入。

（4）水泵系统。

扫描系统下方装有一个储水槽——由喷水器喷出的水流进该储水槽。2个独立的直流电机驱动水泵，装在该储水槽中——这2个水泵能提供独立的 2 股水流分别到各自的喷水嘴。水泵速度由电机驱动器和计算机系统控制，可通过运转水泵，在需要时提高水流速。电子系统（1）计算机系统。

一个19英寸（48.28cm）电器箱安装有工业电脑，用来控制整个系统、数据收集、C扫描图像显示和图像/数据处理。

（2）直流电机电力供应和运动控制。

电脑控制所有的17个轴运动，包括控制10轴扫描运动的伺服控制板卡，控制5轴工装定位的步进控制板卡，及控制2轴水泵的伺服控制板卡。

为了运动的手动控制，提供一个遥控(操纵杆)器，带有开关和按钮来选择想要控制的轴。操纵杆的运动是渐进的，轴的速度依操纵杆的动作而定。在电脑显示器上，所有轴的位置信息都被不间断地实时更新。

（3）超声波扩展板卡。

USL的超声波系统与电脑相结合。系统的所有参数都从屏幕菜单上由电脑控制。这些参数都可以储存并自动装载，这样就不需要手工设置这样的重复工作。

这个系统可以多闸门同时获取脉冲回波(线性放大器)和穿透传输(对数放大器)数据，同时还可采集振幅和声时数据。

这些板卡包括：

·PM30脉冲收发器：这是低噪音的脉冲收发器，带有一个对数放大器，提供高达 95dB的瞬间动态范围和带有 DAC及类似功能的一个高增益线性放大器。这个对数检测功能意味着可达 95dB的信号变化能够一次采集得到。

·ADC100 模拟-数字转换器：该转换器将从脉冲收发器得到的 A扫描波形数字化，并在电脑屏幕上显示出数字A扫 描。ADC100以100MHz 单发射状态将信号数字化，数字化的数据被传送到一个DSP板来处理。相同时间采样，其取样率增加到>1GHz。·DSP100 数字信号处理板：该板卡提供达8个监控闸门，可在最大扫描速度及脉冲重复频率下操作。可由软件来选择闸门，来提供振幅、声时或相监控能力。例如可设置 2个振幅闸门和 1个声时闸门，1个振幅闸门监控不显眼的缺陷，1个作为底面监视，声时闸门用于监控壁厚 /材料速度。在扫描时，每个闸门都储存一个C扫描图像，所有闸门都能实时地被同时成像。

（4）噪音处理单元。

USL的系统另一个设计上的特点就是通过消除内部和外部噪音源，使其更好地达到客户的要求，提高缺陷判断的精确性，减少误判。

众所周知，由于复合材料的结构特性，如果采用较高频率的超声波，其信号将由于衰减和噪音干扰严重，使检测信号无法识别；而如果采用低频超声波，又无法满足检测缺陷精度的要求。因而为了平衡两者的矛盾，USL从软件和硬件几个方面入手，降低噪音，提高信噪比，从而得到了令客户满意的结果。

哈飞USL系统操作台 软件功能

USL公司积累20年的设计经验，集合了丰富的软件功能，得到了各大中国飞机制造商的认可。

（1）A扫描显示。

A扫描以数字形式显示在电脑屏幕上，刷新率约40Hz。闸门位置也被显示出来，不同闸门的颜色不同。

（2）实时C扫描显示。实时C扫描显示是以穿透传输和脉冲回波模式里的闸门峰值振幅和 / 或声时为基础的。菜单允许操作员选择用于显示/存储图像的不同通道和模式。通常地，一个图像实时显示，同时其他图象被存储作为稍后的显示和分析。

具有调色板功能，可对显示的颜色进行调色，还可以进行图像缩放、平移、滚动等操作。（3）“教与学”功能。

通过这种方法，零件的形状由操作员在零件上的不同点“教授”正确的操纵器位置。教授点数量依零件的复杂性、弯曲的程度及曲面的明显变化的程度而定。当教授位置已输入后，“扫描计划”保留在存储器中留作后用。在扫描时，教授点之间轴的位置随着系统的移动被实时插入。

（4）导入CATIACAD文件。

复杂的扫描轮廓可由CATIACAD文件生成。这个轮廓是由系统中10个以上的具有相同设置的同步运动轴实现的。这个扫描平面图是由MFFROG的APT文件生成的，MFPROG是一个CATIA模块。基本的CATIA数据首先用于生成零件表面的三维轮廓——接着这个会转化为真正的轴的位置。这个软件还包括图像显示模块，它允许操作人员在三维的空间使零件的位置在扫描体积内可视化，操作人员还可以调节图像以便从不同的方向来观察。

（5）图像分析。

软件用来分析图像或者图像的几个部分。包括：

·柱状图计量。图像中选择的区域可被勾勒出以显示柱状图，从而根据振幅或声时测量来显示图像像素的百分比分布

·缺陷的尺寸测量和其他功能。这个可以通过屏幕上的鼠标箭头来实现。对于弯曲的零件，相对于二维平面上的投影尺寸而言，真正的表面尺寸可以计算出来。（一个二维投影的尺寸可能低估了缺陷的实际尺寸）。这个功能也能用来测量缺陷之间的距离。

·能把2个被选的图像结合一起，应用数学函数来突出可能的缺陷区域。（6）打印报告。

检测报告格式可根据客户需要进行修改。（7）远程分析与诊断。

通过 Internet 与英国总部连线，远程操控计算机来进行分析与诊断。（8）升级服务。

CT计算机断层扫描成像实验 篇5

CT计算机断层扫描成像实验

根据投影和断层成像原理,设计了CT计算机断层扫描成像原理性装置.使用该装置学生可以做硬件调试,软件编写、算法研究和系统测试等一系列实验,研究样品的投影成像和断层成像.本文从教学内容和教学方法上对CT计算机断层扫描成像实验进行了探讨.

作 者：曾晖 孙腊珍 汪晓莲 ZENG Hui SUN La-zhen WANG Xiao-lian  作者单位：中国科学技术大学近代物理系,安徽合肥,230026 刊 名：物理实验  PKU英文刊名：PHYSICS EXPERIMENTATION 年，卷(期)： 28(12) 分类号：O571.1 R445.3 关键词：断层扫描成像   图像重建   半导体探测器