數(shù)字超聲波探傷儀的特性及在機(jī)車上的應(yīng)用
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3.2 不同狀態(tài)裂紋自身高度的計(jì)算方法
3.2.1垂直于工件表面的開口裂紋
對于垂直表面的開口裂紋，其自身（垂直）高度為h，端點(diǎn)回波與根部回波聲程分別為ω1和ω2，探頭射角為β，工件厚度為T，如下圖：
表面開口裂紋自身高度測定示意圖
h=（ω2-ω1）cosβ=(ω2-ω1)T/ω2=（1-ω1/ω2）·T （1）
不用β值，而用式（1）計(jì)算表面開口裂紋自身高度可得到較高的精度。
3.2.2 垂直于工件表面的內(nèi)部裂紋。
對于垂直于表面的內(nèi)部裂紋，如果上端點(diǎn)和下端點(diǎn)都是由一次波探測到（左圖），一次聲程分別為ω1和ω2，則其自身高度h為
h=（ω2-ω1）cosβ （2）
內(nèi)部垂直裂紋自身高度測定示意圖
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （3）
3.2.3 傾斜的內(nèi)部裂紋。
對于有傾角的裂紋，如下圖，若上端點(diǎn)和下端點(diǎn)由一次波探測到（左圖），一次波聲程分別為ω1和ω2，則其垂直高度h為
h=（ω2-ω1）cosβ （4）
內(nèi)部傾斜裂紋自身高度測定示意圖
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （5）
h=（ω2-ω1）cosβ
用式（1）～（5）進(jìn)行聲程的數(shù)字化處理，實(shí)際上是一臺帶有采樣裝置（頻率為30MHZ）和超聲信號接入裝置的工控計(jì)算機(jī)，具有計(jì)算機(jī)的全部功能。分析軟件采用可視界面技術(shù)，軟件設(shè)計(jì)以JB4730—1994標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。采用聲程數(shù)字處理技術(shù)的端點(diǎn)反射回波法。采用此法對提高裂紋自身（垂直）高度測量精度非常有效。具有原理簡單，測量重復(fù)性好，操作方便快捷和實(shí)用性高。
4 結(jié)論
數(shù)字超聲波探傷儀是目前研究的熱點(diǎn)，主要集中在研究其適應(yīng)性強(qiáng)，靈敏性高。我段自2000年引進(jìn)數(shù)字式超聲波探傷儀后，使我段在SS7型電力機(jī)車檢修中車軸及輪箍的缺陷檢測得率大有提高，尤其是同型機(jī)車且均運(yùn)營在南昆線上，昆明機(jī)務(wù)段已有幾起崩箍事故發(fā)生，而我段還無一類似事故。這是因?yàn)槲叶卧谑鹿拾l(fā)生前將缺陷檢出，從而避免了事故的發(fā)生，如我段在2000年檢測出12個(gè)輪箍有超限缺陷，2001年檢測出13個(gè)輪箍有缺陷，3條車軸有裂紋。由此可見，數(shù)字式超聲波探傷儀的缺陷檢出可信度是模擬超聲波探傷儀所無法比擬的，因此，發(fā)展數(shù)字式超聲波檢測技術(shù)在機(jī)車檢測領(lǐng)域的應(yīng)用是極其重要的。
參考文獻(xiàn)
1 中國機(jī)械工程學(xué)會無損檢測分會.超聲波檢測.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
2 遼寧省機(jī)械工程學(xué)會.無損探傷.機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
3 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會.無損檢測.機(jī)械工業(yè)出版社,2001.
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