灰度成像和D扫
扫查后显示的A扫是数字采样后得到的信息,它是由一组表示数字化样本的点绘制而成的。屏幕的纵坐标表示幅度(+100%到-100%全屏幕高度),而横坐标表示从发射脉冲开始,超声信号传输的时间。使用光标从显示的A扫中可以进行幅度和时间测量。连续不断的A扫波可以显示成D扫或者B扫图像。D扫的意思是沿着焊缝的扫查,B扫的意思是垂直于焊缝的扫查。两种扫查图像都是由一系列A扫波组成的。使用D扫或者B扫图像的优点是能够又快又准地发现缺陷。有些衍射信号非常弱,在一个独立的A扫波中可能不易被发现,但是在连续的A扫波组成的D扫图或者B扫图中则很容易被识别。
在D扫图像中,采用了不同灰度的等级来表示信号的幅度。在灰度码中,振幅的范围从纯白色到纯黑色,其中纯白色表示+100%满屏信号,经过在0%位置的中间灰色,到纯黑色表示-100%满屏。但是有些系统可能使用反向灰度表示,即从黑色到白色,选择哪一种表示方式对检测结果影响并不大。
由此可知一个A扫信号可以转换为由许多淡灰色和深灰色的色点交替组成的一行,色点的数量取决于采样频率,色点的灰度取决于采样点的幅度。我们可以采用增强对比度来提高信号振幅,这依赖于一些算法。其中最简单的方法就是使用一个刻度从-100%到+100%全屏高度的线性振幅来计算。在一个很小的振幅刻度范围内使用全灰度等级,使灰度级别黑色变为白色,从而实现对比度增强。例如在-50%到+50%全屏高度范围内使用全灰度等级,振幅超出+50%显示为纯白,低于-50%显示为纯黑,这样可以使信号的微小变化也很容易被发现。
正常情况下TOFD扫查图像的横坐标代表扫查方向和探头相对位置,纵坐标是声波传输时间,代表工件厚度方向。A扫信号的波幅在成像的过程中会转换成对应的灰度,图像中信号显示由一些白色和黑色的条纹构成。条纹的白与黑次序与信号的相位有关,可根据信号相位的关系来判断扫查图像中的直通波、底面反射波以及缺陷的上下端点信号。在测量信号的传输时间、深度值或缺陷的高度值时,通常测点选在条纹的白-黑交界或者黑-白交界处。
一幅合格的TOFD图像需要满足的条件是:通过观察该图,可以判断其增益设置比较适当,扫查过程很平稳,获取的信息比较完整。由直通波可以判断其A扫波幅在40%-80%之间,增益选择恰当;直通波没有被干扰,扫查速度适当均衡,耦合良好;缺陷信号清晰明显;下表面反射波很直而且下表面变型波显示正常等等。
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