双晶直探头DGS与DAC在定量上的区别

DGS和DAC曲线还是有很大差异的。当使用SEB2探头，检测深度25mm是一个分水岭，当检测深度＞25mm时，测量值与实际值相比还是较接近；当检测深度≤25mm，测量值与实际值相比差别较大。

双晶直探头简介

双晶直探头由一发一收两个晶片组成，中间有一吸声性强、绝缘性好的隔声层，将发射电路和接收电路分割开来，从而克服了发射声波和反射回波互相干扰、阻塞，使脉冲变窄，分辨力提高。收发探头各自都带有延迟块，使探测近场区大为减小，有利于近表面缺陷的探测。双晶探头的两个晶片有一定角度θ，形成以棱形区abcd（即为探测区域），（如图1）位于棱形区的缺陷，其反射信号强。根据实际的使用经验双晶直探头的定量应该用DAC法较为准确。

图1

双晶直探头DAC曲线的制作

双晶直探头制作DAC曲线的对比试块为包含不同埋深平底孔的试块，通常用到的是CS-3-2型含有Ø3平底孔的试块，埋深范围一般为5-45mm，平底孔的埋深以5mm/孔递增，如图2 。                                                                           

图2

以SEB2探头为例， SEB2的有效探测深度大约为45mm，如图3所示为探头厂家所提供的探头的声场分布图。对探头进行扫描声速校准时一般取无平底孔位置底面的一二次底波为基准，校准时要注意一次波和二次波回波高度要一致，校准完后要复核一下声速是否合适。然后从1-9，找每个平底孔的最高回波，制作DAC曲线（如图5）。曲线制作完成后，应该在每个点再复验一下。

 图3

DAC和DGS的区别

在应用GE公司的超声波检测仪和超声波探头时，为了方便常常会直接在工件上调DGS曲线，以此作为检测灵敏度和定量基准。但实际上DGS和DAC曲线还是有很大差异的。为此在CS-3-2型试块上以大平底为参考作Ø3DGS曲线，和以Ø3平底孔参考作Ø3DAC曲线进行比较，如图4和图5：

图4 Ø3DGS	图5  Ø3DAC

从上图对比结果可见：DGS曲线的高点大约在25mm处，而DAC曲线在13mm左右。用此Ø3DGS曲线为基准去探测Ø3平底孔做的对比如表1。

表1

从表1可见在25mm处DGS曲线对Ø3平底孔的测量值为Ø3.77。深度大于25mm的平底孔测量值呈逐减趋势，但基本上在0.5mm当量范围内，测量值与实际值相比还是较为接近；深度≤25mm的平底孔测量值呈递增趋势，最大会到Ø4.66，也就是说在此深度范围内会增大缺陷的测量当量值，且测量值与实际值相比差别较大。

分析原因：DGS就是根据不同深度，增益和当量的线性关系得到的曲线，但是在近场区域由于声波的干涉从而会出现极大极小值，并不能简单用DGS去评估。根据特种设备无损检测人员培训教材所提供的实际声场的声压分布，如图6：

图6

可从图6中可以看出，在近场区域，声压是趋于平缓的，从表1中的实际测量值也可以看出，5-19mm几个点的测量值也是变化不大。因此对于近表面缺陷，特别是≤50mm范围内，应该使用DAC曲线比较准确，此外还应该注意试块与工件的灵敏度补偿。