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數字超聲波探傷儀的特性及在機車(chē)上的應用
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時(shí)間：2013-07-31
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3.2 不同狀態(tài)裂紋自身高度的計算方法
3.2.1垂直于工件表面的開(kāi)口裂紋
對于垂直表面的開(kāi)口裂紋，其自身（垂直）高度為h，端點(diǎn)回波與根部回波聲程分別為ω1和ω2，探頭射角為β，工件厚度為T(mén)，如下圖： 
表面開(kāi)口裂紋自身高度測定示意圖
則
h=（ω2-ω1）cosβ=(ω2-ω1)T/ω2=（1-ω1/ω2）·T （1）
不用β值，而用式（1）計算表面開(kāi)口裂紋自身高度可得到較高的精度。
3.2.2 垂直于工件表面的內部裂紋。
對于垂直于表面的內部裂紋，如果上端點(diǎn)和下端點(diǎn)都是由一次波探測到（左圖），一次聲程分別為ω1和ω2，則其自身高度h為
h=（ω2-ω1）cosβ （2） 
內部垂直裂紋自身高度測定示意圖
如果上端點(diǎn)由一次波探測到，而下端點(diǎn)由二次波探測到（右圖），設一、二次波的總聲程為L(cháng)2。如果工件厚度為T(mén)，那么 L2中一次波聲程為T(mén)/cosβ；二次波聲程為（L2-T/cosβ），則
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （3）
3.2.3 傾斜的內部裂紋。
對于有傾角的裂紋，如下圖，若上端點(diǎn)和下端點(diǎn)由一次波探測到（左圖），一次波聲程分別為ω1和ω2，則其垂直高度h為
h=（ω2-ω1）cosβ （4） 
內部?jì)A斜裂紋自身高度測定示意圖
如果上端點(diǎn)由一次波探測到，而下端點(diǎn)由二次波探測到（右圖），且工件厚度為T(mén)，那么總聲程L2中一次波聲程為T(mén)/cosβ；二次波聲程為（L2-T/cosβ），則
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （5）
h=（ω2-ω1）cosβ
用式（1）～（5）進(jìn)行聲程的數字化處理，實(shí)際上是一臺帶有采樣裝置（頻率為30MHZ）和超聲信號接入裝置的工控計算機，具有計算機的全部功能。分析軟件采用可視界面技術(shù)，軟件設計以JB4730—1994標準為依據。采用聲程數字處理技術(shù)的端點(diǎn)反射回波法。采用此法對提高裂紋自身（垂直）高度測量精度非常有效。具有原理簡(jiǎn)單，測量重復性好，操作方便快捷和實(shí)用性高。
4 結論
數字超聲波探傷儀是目前研究的熱點(diǎn)，主要集中在研究其適應性強，靈敏性高。我段自2000年引進(jìn)數字式超聲波探傷儀后，使我段在SS7型電力機車(chē)檢修中車(chē)軸及輪箍的缺陷檢測得率大有提高，尤其是同型機車(chē)且均運營(yíng)在南昆線(xiàn)上，昆明機務(wù)段已有幾起崩箍事故發(fā)生，而我段還無(wú)一類(lèi)似事故。這是因為我段在事故發(fā)生前將缺陷檢出，從而避免了事故的發(fā)生，如我段在2000年檢測出12個(gè)輪箍有超限缺陷，2001年檢測出13個(gè)輪箍有缺陷，3條車(chē)軸有裂紋。由此可見(jiàn)，數字式超聲波探傷儀的缺陷檢出可信度是模擬超聲波探傷儀所無(wú)法比擬的，因此，發(fā)展數字式超聲波檢測技術(shù)在機車(chē)檢測領(lǐng)域的應用是極其重要的。
參考文獻
1 中國機械工程學(xué)會(huì )無(wú)損檢測分會(huì ).超聲波檢測.機械工業(yè)出版社,2000.
2 遼寧省機械工程學(xué)會(huì ).無(wú)損探傷.機械工業(yè)出版社,2001.
3 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì ).無(wú)損檢測.機械工業(yè)出版社,2001.
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