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TOFD探头角度的选择

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TOFD探头角度的选择
我们首先来考虑直通波和底面回波信号的时间区间,因为这是重要的记录区域。该时间范围可以简单地表示为两个信号声程之差,即:
t = 2(s2+D2)12c2sc
下表给出一些壁厚40mm且探头聚焦在23厚度处的例子:
工件中的角度
45
60
70
探头中心距(PCS)mm
48.0
83.2
132.0
直通波
(μs)
8.1
13.0
22.2
底面回波(μs)
15.7
19.4
25.9
时间范围(μs)
7.6
5.42
3.8
直通波和底面回波信号之间的时间区间
根据表格可以看出,探头角度越小,直通波与底面波的时间差越大,那么沿时间轴的信号清晰度也越好,深度测量也越精确。
探头角度的选择还必须考虑其他两个因素。第一,衍射的最佳角度是6070度;第二,对于厚壁试样,大角度下的探头中心距(PCS)很宽,信号的波幅将因传播距离增大而衰减,从而使检测变得困难。
下表为探头角度变化所带来的影响。
减小探头角度
增大探头角度
分辨率提高
分辨率降低
深度误差减小
深度误差加大
波束扩散减小
波束扩散角增大
PCS减小
PCS增大
衍射信号波幅增大
衍射信号波幅减小
济南三木科仪检测技术有限公司
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