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教材对“动态范围”的定义是在增益不变的情况下,超声检测仪可运用的一段信号幅度范围,在此范围内信号不过载或畸变,也不至于过小而难以观测。动态范围通常用满足上述条件的最大输入信号与最小输入信号之比的分贝值表示。
我想上述概念应该是针对模拟机做的定义,模拟机中有增益旋钮和衰减旋钮,仪器调节完成后,增益确定,一般增益旋钮是不动的,当发现缺陷后如果波幅过高或过低,可通过调节衰减旋钮进行波幅及当量的读取。然而现今的数字增益型超声仪器没有衰减器的概念,一般只有基础增益和补偿增益,如果有超过100%FSH的缺陷,可调节基础增益以读取波幅及当量值,因此数字机没有“增益不变”的概念。
而相控阵仪器做扇扫描时,在检测前需要进行角度增益补偿以及TCG校准,其目的是使工件中不同深度同当量的缺陷回波幅度一致。然而其过程是将设置的扇扫角度范围内的每一个角度进行不同数值的补偿(或正或负),可见,虽然检测时仪器上显示一个增益值,而实上仪器施加到每个角度上的增益是不一样的。因此,相控阵检测时的不同角度有不同的动态范围,且应为扫查时某一特定增益下的结果。例如下图,TCG校准后,不同角度的背景颜色深浅不一,说明噪声水平不一致,则动态范围不同。
常规超声检测中,遇到缺陷可以随时调节增益(或衰减),以精确读取缺陷的波幅。而相控阵与其不同,他是在检测前确定好扫查灵敏度后,扫查过程中不能随时调节增益值。因此,其一,为确保每个角度有足够的动态范围;其二,为不致使扫查结果数据中产生大量的缺陷回波溢出或过低。扫查前应对扫查灵敏度进行严格规定,可回归模拟机的操作方式进行调节。
对于课本中“动态范围”的测试方法,本人还有些疑问,待有时间,下次讨论。