Page 133 - 无损检测2023年第十期
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于 11%。虽然这并不意味着不存在更高的噪声，
但检测人员可以使用这些值来设置 PCI 图像动态
范围的下限阈值。
2 检测应用案例
2.1 纵波直入射检测应用
采用 64L5-G3 探头、20 mm L0 楔块，使
用 TFM 和 PCI 两种成像模式对一个底面加工有
厚度为 25 mm 垂直刻槽的试块进行检测，检测结 (c) 表面横通孔 TFM 图像 (d) 表面横通孔 PCI 图像
果如图 5 所示。在图 5 的 TFM 图像中能看到一些 图 6 底面横通孔和表面横通孔的 TFM 图像和 PCI 图像
被称为等时线的伪影。分析其原因，当计算 ROI 2.2 高温氢致损伤 （HTHA）中的检测应用
区域像素点的声程时间时，试块的底波反射信号
高温氢致损伤（HTHA）通常表现为向各个
也将被计算在内，当将这些底波信号幅值相加后， 方向发送能量的小裂缝。Eddyfi Technologies
就出现了这些伪影信号（伪影主要取决于工件厚
度和晶片间距）。而在 PCI 图像中，这些伪影已 开发了一种 10 MHz 、64 阵元的自聚焦探头，
用以提高灵敏度，能够检测出两个方向尺寸都
经消失了，即 PCI 可消除底波，从而能清楚地显
示刻槽的尖端，利于更加准确地测量刻槽尺寸。 很小的微裂纹（裂纹长度在 100 m 以内）。某
HTHA 的TFM 图像和PCI 图像如图7 所示，可见，
TFM 图像存在伪影，从而影响到微裂纹的检测；
PCI 图像则消除了伪影，并显示出根部附近微小
HTHA 损伤响应，在 C 扫视图中，可以清楚地看
到成片聚集的 HTHA 缺陷，在 TFM 图像上则不
可见。
(a) TFM 图像 (b) PCI 图像
图 5 刻槽缺陷的 TFM 图像和 PCI 图像
底面横通孔和表面横通孔的 TFM 图像和
PCI 图像如图 6 所示。由图 6 可以看出，PCI 在
移除底波后能够有效地检测出靠近根部的缺陷； (a) TFM 图像 (b) PCI 图像
但在检测近表面缺陷时，尽管 PCI 成像可消除表
图 7 某 HTHA 的 TFM 图像和 PCI 图像
面波，但检测效果并不一定比 TFM 的效果好。
这是由于实际检测中，缺陷太靠近工件表面时， 在上一节中了解到，PCI 图像的信噪比与发
射 - 接收阵元的数量相关，需要使用全矩阵采集
许多阵元远离缺陷，无论是发射还是接收阵元均
不能提供有效相位信号。 FMC 来获得良好的信噪比，但这通常会降低检测
效率，而采用平面波成像（PWI）可以提高 TFM
检测的扫描速度。现将 PWI 与 PCI 结合使用，
采用 16 个角度，角度范围为 -20°～ 20°，应
用于相同的 HTHA 试块模型，尽管激发次数减少
为原有的 1/4，却得到了相同的检测结果（见图
8）。理论上，其噪声水平应该提高了一倍，但实
际 FMC 检测时采用单阵元激发，检测能量较低，
而缺陷又非常小，而使得回波信噪比为零。PWI
采用的是多阵元激发，可以向工件发送更多的能
(a) 底面横通孔 TFM 图像 (b) 底面横通孔 PCI 图像
量，并能获得足够的能量来提取相位，以补偿只
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