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1、灵敏度和分辨力（超声 波检测技术）本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March灵敏度和分辨力（超声波检测技术）超声检测灵敏度及分辨力的探讨刘国余（北方华锦化学工业集团有限公司检测中心，辽宁盘锦 124021） 摘 要： 对超声检测灵敏度和分辨力进行定义，以及分辨力的测定方法； 并探讨了超声检测仪 和探头频率对灵敏度和分辨力的影响。关键词：灵敏度；分辨力；超声检测；探伤仪；探头1灵敏度和分辨力的定义1.1 广义的定义1.1.1灵敏度 sensitivity定义 1：仪表、传感器等装置与系统的输出量的增量与
2、输入量增量的比定义 2：计量仪器的响应变化值除以相应激励变化值。定义 3：系统参数的变化对系统状态的影响程度。1.1.2分辨力 resolution定义 1：导致标示值发生可观察到的被测量或供给量的最小变化。定义 2：仪器仪表能有意义地辨别被指示量两紧邻值的能力。1.2 在超声检测中的定义1.2.1灵敏度超声检测中灵敏度是指整个检测系统（仪器与探头）发现最小缺陷的能 力。发现的缺陷越小，灵敏度就越高。1.2.2分辨力超声检测系统的分辨力是指能够对一定大小的两个相邻反射体提供可分离指示时两者的最小距离。2 超声检测灵敏度和分辨力超声检测灵敏度与频率有关，超声检测灵敏度约为入/2，由入=c/f可知
3、,频率越高，越有利于发现更小缺陷。超声波探伤分辨力分为近场分辨力（盲区）、远场分辨力。近场分辨力主要取决于始脉冲占宽和仪器阻塞效应。远场分辨力又可分为纵向分辨力、横向分辨力。由于超声脉冲自身有一定宽度，在深度方向上分辨两个相邻信号的能力有 一个最小限度（最小距离），称纵向分辨力。纵向分辨力主要取决于始脉冲占宽和探测灵敏度。探头平移时，分辨两个相邻反射体的能力称为横向分辨力。横向分辨力取 决于声速的宽度在工件的入射面和底面附近，可分辨的缺陷和相邻界面间的距离，称为入 射面分辨力和底面分辨力，又称上表面分辨力和下表面分辨力。实际检测时， 入射面分辨力和底面分辨力与所用的检测灵敏度有关，检测灵敏度高
4、时，界面 脉冲或始波宽度会增大，使得分辨力变差。3超声检测分辨力的测定3.1直探头（纵波）分辨力的测定：3.1.1将仪器的抑制旋钮调至“0”，其他旋钮位置适当。3.1.2将探头置于CSKIA试块上，前后移动探头，使显示屏上出现声程为85、91、100的三个反射波A、B、Co3.1.3当A、B、C不能分开时，分辨力F为：F = 20lg （a/b） dBo3J.4 当 A、B、C 能分开时，分辨力 F2为：F2= 1 20|g（c/a） dBoJB/T47302005标准中规定，直探头远场分辨力大于等于30dB。3.2.2斜探头(横波)分辨力的测定：3.2.1将仪器的抑制旋钮调至“0”，其他旋钮
5、位置适当。3.2.2将探头置于CSK IA试块上，对准50 mm、44 mm、40 mm三个阶梯 孔，使显示屏上出现三个反射波。3.2.3移动探头并调节仪器，使50 mm、44 mm回波等高，其波峰为h ,波谷1为h?,则其分辨力J为：F二20lg (h /h) dB。JB/T47302005标准中规定，斜探头远场分辨力大于等于6dB。4超声波探伤仪和探头频率对灵敏度和分辨力的影响4.1 超声波探伤仪超声波探伤仪主要由同步电路、扫描电路、发射电路、接受电路、显示电 路和电源电路等组成。发射电路的发射强度越大，仪器灵敏度越高，但发射脉 冲变宽，分辨力变差。接收电路影响检测灵敏度和分辨力，接受电路
6、必须具有 约105的放大能力。Kv= 20lgU出/U入dB,般检测仪的电压放大倍数可达104 -V出入105倍，相当于 80100dB。4.2 探头频率超声检测频率一般在0.5 10MHz之间，选择范围大。在选择频率时应明确 以下几点：1. 由于波的绕射，使超声波检测灵敏度约为入/2,因此由入=c/f可知，提 高频率，有利于发现更小缺陷。2. 频率越高，脉冲宽度越小，分辨力也就越高，有利于区分相邻缺陷且缺 陷定位精度高。3由60= arcsin1.22入/ D可知，频率越高，波长越短，半扩散角就越小， 声束指向性也就越好，能量集中，发现小缺陷的能力也就越强，但相对的检测 区域也就越小，仅能发现声束轴线附近的缺陷。4.由N = D2/4入可知，频率越高，近场区长度越大，对检测不利。因此在实际检测中要综合考虑探头频率对半扩散角和近场区长度的影响， 合理选择探头频率。般是在保证检测灵敏度的前提下尽可能减少近场区长 度。参考文献：1 郑晖，林树青全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材超声检测2沈建中.超声探伤灵敏度与灵敏度上限无损检测2002 年10月3中华人民共和国行业标准承压设备无损检测2005-07-26
