Page 94 - 无损检测2024年第十期

王 远，等：

环氧浇注制品相控阵超声检测的可行性研究

检测目的。相控阵超声检测具有能量更大、穿透力 1.5 检测数据稳定性分析
更强、灵敏度更高、分辨力更高的特点 [8-9] ，可以完成 文章以百分数计算相对标准偏差（RSD）来评
该类材料的检测。因此，笔者针对该方法是否适用 估测量数据的稳定性。稳定性由准确度的相对标准
于环氧浇注制品的检测进行研究。 偏差求得。
1.6 实施检测
1 试验方案
裂纹和气泡是环氧浇注制品中最为常见的两种
声速是调制检测曲线的一项关键因素 [10] ，相同 缺陷 [14] ，选取若干经外力破坏的环氧浇注制品试件，
固体介质中声速主要受温度影响 [11] 。首先，笔者在 以扇形扫描的方式对其进行检测，观察检测结果。
不同温度下测量环氧浇注材料的声速，以此设置聚
2 数据分析
焦法则，采用实测法对预制缺陷的相关参数进行测
量，之后再对测量结果的检出限、准确度、信噪比和 2.1 声速测量结果及分析
数据稳定性进行分析 [12] ，从而论证相控阵超声检测 如1. 1节所述，环氧浇注试块声速测量结果如
方法的可行性。 表1所示。
1.1 声速测量
表1 环氧浇注试块声速测量结果
采用直接测量的方法测量声速，结合环氧浇注
温度/℃
制品的实际工况，将试块置入温度试验箱中，放置不 参数 -20 -10 0 10 20 30 40
少于24 h，待试块恒温后测量纵波声速。 声速/
3 122 3 086 3 043 3 008 2 939 2 903 2 887
1.2 极限检出深度测量 m·s −1
声波在介质中遇到缺陷时，有可能同时发生衍 对表1的声速测量数据进行分析后，绘制环氧
射和反射。当反射的声压高于噪声分贝值时，就能 浇注试块的声速温度曲线，其结果如图1所示。
被探伤仪检测到，反之则不易检测到。因此，笔者将
能够分辨出缺陷图谱的最大深度定义为检出极限深
度。声束在环氧浇注制品中的能量衰减较大，将直
接影响到极限检出深度。在试验中，笔者对深度为
0. 5，0. 8，1. 2，1. 8，2. 4，2. 6 mm的预制缺陷进行
检测极限的测量。为了减小环境温度对测量结果的
影响，测量时环境温度差异应尽量小，测试环境温度
取20±2 ℃。
1.3 准确度测量
在环氧浇注试块中，以预制缺陷的深度为基准
值，分别采用直探头和斜探头，采用不同补偿的检测
图 1 环氧浇注试块的温度 - 声速曲线
曲线测量其深度，并计算准确度。通过分析，判断出
检测的稳定性，并进一步分析其测量数据的准确性。 2.2 检测限分析
增益值选取0，12，24，36 dB 。准确度公式可写为 如1. 2节所述，测得不同直径预制缺陷的极限
[13]
检出深度如表2，图2所示。
× （1）
表2 直探头极限检出深度
1.4 信噪比测量 项目 参数/mm
信噪比是指检测中显示出有用的缺陷信号幅值 缺陷直径d 0.5 0.8 1.2 1.8 2.4 2.6
与无用的噪声杂波幅值之比，即 有效检测深度H 88 98 115 128 147 150
∆ 2.3 灵敏度和信噪比分析
S =20lg 2 （2）
NR ∆
1 对不同直径预制缺陷进行灵敏度和检测深度分
式中：S 为信噪比；Δ 为信号波强度；Δ 为噪声波 析以及信噪比分析。
NR 2 1
强度。 （1）灵敏度表示超声检测的能力，即检测最小

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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测