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笔者在前期帖子回复当中提出了一个极限灵敏度理论的经验公式(纯属猜想,未经实证):
Фf(Min)=λ/(2C)
C为与探头及仪器相关的常数,与一国探头制作工艺及检测仪器水平有关的常数,最小取1(采用连续波信号),尖脉冲激发或方波激发的探头回波脉冲反射法检测,目前碳钢一般最大取5 (德国探头及仪器水平)美国取4,中国取3,同时,该常数与探头回波周数有关,探头回波周数少,C取值高。注1:其它材料C取值与碳钢不一样。注2,上述为信号未经处理时取值,如信号经过小波变换提取,则上述取值会变化。
注钛合金反射体设置 最小单反射体取Ф0.4mm(C=3)
常规中周探头(多浦乐2.5P 13*13)Vs=3230 m/s f0=2.5MHz λ=3.23/2.5=1.29mm
当然如果采用回波频率代替标称频率,上述会有所变化,(可以采用fe=3/Tn Tn为波峰前后共三个周期的时间,可用fe代替f0。
则碳钢Фf(Min)=λ/(2C)=1.29/6=0.22mm, 当采用实测值λe(K1为fe=2.11MHz)代替λ将得到更真实的Фf(Min)=1.531/6=0.26mm
针对该检测系统,单个缺陷尺寸低于0.26mm,一般定义为较难识别,可以采用平底孔试块L=200mm ,Ф0.1-Ф0.4mm(间隔0.05mm?试块制作厂家机加工水平能否达到该精度?)平底孔试块验证。
另外,根据前期普通横波斜探头试验,分别采用Ф2*40长横孔测试,噪声信号最大水平处于Ф2*40-9.3dB(最大声程74.8mm处,噪声取附近最大值),和Ф1*6短横孔测试,噪声信号最大水平处于Ф1*6-3.8dB(最大声程50mm处,噪声取附近最大值),故根据长横孔、短横孔声压公式计算实际极限灵敏度均为0.25mm左右,与经验公式符合较好。实际极限灵敏度是一个与材料本体噪声有关的相关量,与具体采用的探头关系较大,在实际检测中极限反射体比噪声高6dB时,其对应的反射体可以被有效识别。故满足国标标准规范要求的反射体应该比噪声水平高6dB,对应的反射体当两尺寸约为Ф1。它比极限灵敏度要大很多,大约4倍左右。
图后期补上。
同时可以得知理论横波极限灵敏度与碳钢材料的噪声水平在同一数量级,低于该尺寸的反射体,可能被噪声淹没。
当采用信号处理提取目标信号(小波变换等)后,不一定需要满足信噪比大于6dB要求。故理论极限灵敏度和材料的噪声水平(含电子噪声)对于反射体信号识别均有非常重要的意义。
B,横波极限分辨力的一种表征:
ΔZ= 0.5*Vs* ΔT(-20dB)
ΔT(-20dB)为回波信号-20dB时声脉冲宽度(时间)
根据前期测试 多浦乐探头极限分辨力约为2.08mm. 可在声轴方向设置间隔0.5-3mm两个反射体进行验证,反射体的尺寸不小于0.25mm
可见极限灵敏度远小于极限分辨力。能否设置一个实验对两者同时验证呢?
灵敏度和分辨力的关系如何呢?如何用图示说明?
期待大家的讨论。
dongxuliu123: 佩服!极限灵敏度远小于极限分辨力!常识上基于脉冲反射法的超声检测,首先是声波要能在反射体(微小缺陷。)上发生反射,至于反射回来又要能被探头接收到的能量 ...
阿黃: 我的理解是「極限靈敏度」與「有效靈敏度」是不同的。
1/2波長是指能有效檢測出缺陷來的靈敏度,或者叫可以量度尺寸的靈敏度;
不能定量卻又能發現缺陷(未形成開 ...
阿黃: 任何一個新技術都是要經過反反复复試驗才能遂步成功的,面對新生技術我們一定要給予支持和耐心的等待。