其他問題

脈沖上升時(shí)間直接與頻譜的帶寬有關(guān)，脈沖上升時(shí)間越短，則頻帶越寬。脈沖上升時(shí)間則與可用的超聲波頻率有關(guān)，上升時(shí)間短，頻帶寬，頻率上限也高，則可配用的探頭頻率相應(yīng)也高。脈沖寬度也可減小，從而可減小盲區(qū)，提高分辨率。

寬帶方式在被檢測材料衰減嚴(yán)重時(shí)，一般高頻成分會(huì)受到衰減而使頻帶整體向低頻偏移，嚴(yán)重時(shí)由于衰減特性的關(guān)系，使5MHz的發(fā)射波等效于3MHz的反射波。

在采用液浸檢測技術(shù)進(jìn)行高頻超聲波檢測(10MHz以上)時(shí)，特別要注意衰減問題，有時(shí)在液體中傳播距離較遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)使探頭頻率中高頻成分大大衰減，而使聲波的中心頻率減低。

 

頻譜歸一化

在超聲檢測中，接收到的回波信號(hào)不但取決于被檢測介質(zhì)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及缺陷等材料自身的因素，同時(shí)還與所用超聲檢測系統(tǒng)的特性有關(guān)，如何從包含眾多影響因素的綜合響應(yīng)中把有關(guān)介質(zhì)特性的信息分離出來，是超聲檢測中的重要環(huán)節(jié)。

對(duì)超聲檢測系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，檢測得到的信號(hào)是輸人信號(hào) 和系統(tǒng)脈沖函數(shù)的卷積，系統(tǒng)脈沖函數(shù)由檢測儀器的s(t)和檢測介質(zhì)的h(t)組成:

 

雖然檢測得到的是 ，但有用信息都包含在h(t)內(nèi)，為了從 中消去沒有意義的系統(tǒng)特性，必須記錄在沒有被檢測試樣狀態(tài)下的系統(tǒng)輸出信號(hào) ，將其作為基準(zhǔn)信號(hào)。然后通過下式進(jìn)行頻譜歸一化，以達(dá)到消除探頭和有關(guān)電路響應(yīng)的目的:

 

式中，分別是h(t)， 的傅里葉變換。

下面進(jìn)行舉例說明。在GH33鋼基體上采用電子束物理氣相沉積技術(shù)( Elec-tron Beam Physical Vapor Deposition, EBPVD),制備了ZrO₂涂層，利用超聲波脈沖回波水浸聚焦法，用25MHz的點(diǎn)聚焦探頭采集了包含水/涂層以及涂層/基體界面波在內(nèi)的反射波，其對(duì)應(yīng)的幅度譜如圖4-20a所示。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件及參數(shù)下，從光滑的鋁塊表面采集了反射波信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，對(duì)圖4-20a中的幅度譜進(jìn)行了歸一化處理，結(jié)果如圖4-20b所示。利用該歸一化譜圖中出現(xiàn)的兩個(gè)極小值對(duì)應(yīng)的頻率間隔?f( =f₂-f₁)，根據(jù)涂層的平均縱波聲速2200m/s，可以計(jì)算出涂層厚度為 260μm,這與金相法測得的 250μm基本相符。即在通過頻譜歸一化處理消除了探頭和有關(guān)電路響應(yīng)的影響后，在涂層信號(hào)的幅度譜中獲得了反映涂層厚度的信息。

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