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日志

关于脉冲(回波)宽度的估算

热度 19已有 1070 次阅读2014-1-10 16:04 | 测量

1 问题的提出

    我们执行的标准,如JB4730.3,仅对仪器和直探头组合的始脉冲宽度,提出了要求; GB/T27664.3--2012《无损检测  超声检测设备的性能与检验  3部分: 组合设备》第3.4.4款却要求在现场使用条件下,每周对规定试块反射回波的脉冲宽度,要检查(测量) 一次。本文想就脉冲(回波)宽度的估算问题谈些粗浅认识,如有不当,请指正。

2 在射频---不检波模式下的测量

2.1 GB/T27664.2关于脉冲(回波)宽度--时间宽度的定义

我们经常提及的-20dB脉冲宽度,其实和GB/T27664.2--2011《无损检测  超声检测设备的性能与检验  2部分: 探头》第3.7条定义是一致的:

3.7

脉冲宽度

不检波脉冲幅度的模不低于其最大峰---峰值幅度10%的时间间隔,见图1。”

笔者注: 该标准图1类似刘恩凯先生 2013-4-19日志《超声频谱分析:时域响应和频域响应(脉冲宽度理论基础)》附图,但不如刘先生的图提供知识丰富。(我不会电脑画图,只能略去。)

2.2 我对脉冲(回波)时间宽度的估算

我经常用下述方法,在射频模式下,估算脉冲的时间宽度:-20dB脉冲宽度为t,设T为标称周期,T=1/ff为标称频率,设n为脉冲内---峰值幅度10%以上的振荡周期数---振铃数,则tn.T=n/f

例如,使用探头标称频率f5Mhz,则:

  T=1/5Mhz=0.2μs

再假如从射频模式图中,大约确n=3,则:

   tn.T=3X0.2μs=0.6μs

3 在视频---全检波模式下的测量

3.1 GB/T27664.3规定的脉冲宽度--空间宽度的测量方法

毕竟UT示波屏的时基线要按回波距离进行调整,因此, 直接读脉冲的时间宽度(单位为μs),不如读其空间宽度(单位为mm) ,更方便 。可能由于这个原因,JB4730.3对仪器和直探头组合的始脉冲的宽度要求,是空间宽度,为不大于1015mmGB/T27664.3--2012《无损检测  超声检测设备的性能与检验  3部分: 组合设备》第3.4.4.2项有下述规定(也是空间宽度):

3.4.4.2 检测方法

把经过校准时基线调整到合适的位置,以便测量脉冲宽度,将反射信号的幅度调整到全屏幅度的100%,测量该反射信号在全屏幅度10%位置所对应的脉冲宽度,单位为毫米。

必要时,能够把以毫米为单位的测量值转换成以微秒为单位的测量值。”

笔者注:从该标准上下文推断,此处反射信号的模式应是常规的A型全检波。

3.2 应用--还是大体估算

    由于我已经没有试验的机会了,只能用该标准规定方法,大体估算了luolang1314先生日志《斜探头分辨力测试数据及简单分析1》第1幅图R25反射面回波脉冲的空间宽度P3mm(笔者注:R25R22的声程差s=3mm为基准)

3.3 推论

按刘恩凯先生推荐的公式,即分辨力z等于-20dB脉冲宽度t (μs) 乘波速c,即:

z=c. t

我由此推断:zP(脉冲的空间宽度)

笔者注:我认为,刘先生推荐公式,与以前有些朋友提出的: 分辨力近似等于-20dB振铃数(振荡周期数) n乘波长λ,实质一样,即:

   zP=n. λ

4 附注

我怀疑:为什么两个脉冲波之间的分辨力,会恰恰等于-20dB1个脉冲的空间宽度


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发表评论 评论 (3 个评论)

回复 丁伟臣 2014-1-15 19:02
脉冲宽度是探头仪器系统针对某个反射体的相对值,为什么我们规定绝对值呢?
那规定的绝对值的意义是?
回复 梁金昆 2014-1-16 11:52
丁工:您好!以下想法供参考----
标准要求:
1.        在测某回波脉冲宽度时,“宜将超声仪的相应控制器,例如:频率、脉冲能量、抑制、脉冲重复频率和幅度的设定值均设置到基本测量时所使用位置。
2.        将反射信号调到全屏幅的100%,然后测量10%处脉冲宽度。
从以上两点看,有相对性吧?
最后想说明,,新一轮讨论分辨力,包括频带宽度和分辨力关系,以及luolang1314先生在CSK-1A试块上的测试,我们的中心思想:是想引起强总团队重视,设计出可以验证分辨力(用mm表示最小间距)的试块。
回复 丁伟臣 2014-1-21 09:44
梁老,身体安康,新年快乐!
首先我们分析该要求的出处:来自EN/ISO规范;
其次:评定依据是什么?不能进测量没有评定。EN规定后来测量值不得超过初始值的1.5倍,是相当比较!
再说:探头分为α\β和伽玛探头不同类型,显然其本身的分辨力/回波脉冲宽度就不同,如何设定同一的要求值?

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