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標題: 前沿測量問題[問題已經解決] [打印本頁]
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-22 11:33
          
標題: 前沿測量問題[問題已經解決]
           本帖最后由 糟老頭子 于 2014-8-28 00:45 編輯 
          

          
大家好，有個問題我想不明白，所以來求大家的幫助，希望不吝賜教。
          
在校準斜探頭時，第一步是測量前沿。我發現前沿在不同的材料上所得值是不一樣的，在鋁中前沿大概17mm，而在鋼中卻是10mm左右。而我一直認為前沿是一個定值的。我怎么也想不明白為什么前沿會不一樣。
          
還有，有的斜探頭邊上標的有刻度，這是為了方便校準，可以直觀讀出數值。我用的探頭的刻度有20mm，而大刻度值卻在晶片后面，這是為什么呢？
          
希望聽到大家自己的看法，謝謝！
          
作者: Nan168    時間: 2013-5-22 14:47
          
{:soso_e160:}
          
作者: hanglg    時間: 2013-5-22 21:45
          
用的是多浦樂探頭！
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-22 22:23
          

          hanglg 發表于 2013-5-22 21:45 
          
用的是多浦樂探頭！

          
{:soso_e179:}
          
聲明下：本帖的問題和哪家探頭無關的
          
作者: qianjunchi    時間: 2013-5-23 09:36
          
我看可能是探頭在鋼中的聲速和在鉛中的聲速不一樣導致的吧！再說二者材料也不一樣。希望你不要被繞進去！
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-23 10:13
          

          qianjunchi 發表于 2013-5-23 09:36 
          
我看可能是探頭在鋼中的聲速和在鉛中的聲速不一樣導致的吧！再說二者材料也不一樣。希望你不要被繞進去！ ...

          
親，你要明白我的問題是“材料不一樣為什么會得到不一樣的前沿？”
          
而不是“前沿不一樣，是不是材料導致的？”
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-23 11:05
          
你測得的聲速大概為多少（在鋁中）
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-23 11:13
          

          劉恩凱 發表于 2013-5-23 11:05 
          
你測得的聲速大概為多少（在鋁中）

          
大概3100m/s
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-23 12:28
          

          Ansan 發表于 2013-5-23 11:35 
          
我的想法是： 你在沒有測聲速的調節下 ，去測量前沿長度，勢必會出現你這樣的問題?。。?br />
   你可以嘗試一下 ...

          
{:soso_e122:}
          
作者: luolang1314    時間: 2013-5-23 13:00
          
 本帖最后由 luolang1314 于 2013-5-23 13:21 編輯 
          

          
和聲速有關，但不是未測定聲速帶來的誤差。
          
斜探頭在不同金屬材料當中的聲速不一樣，導致K值不一樣，K值與折射波聲束與法線夾角有關，聲束夾角變化后，固定位置深孔引起的反射聲壓與鋼中不同，進而導致前沿測量出現偏差吧。 
          
與兩個因素有關，第一聲速不同引起折射聲束角度發生了變化，導致回波聲壓發生了改變，這個是主要原因；
          
第二，不同材料回波聲壓變化規律有所不同。
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-23 14:40
          

          luolang1314 發表于 2013-5-23 13:00 
          
和聲速有關，但不是未測定聲速帶來的誤差。
          
斜探頭在不同金屬材料當中的聲速不一樣，導致K值不一樣，K值與 ...

          
小的斜探頭，前沿不在探頭上，這該如何解釋呢？
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-23 15:35
          
 本帖最后由 劉恩凱 于 2013-5-23 20:11 編輯 
          

          
首先，K值標定的條件是以鋼中的聲速為基準進行的。根據公式sinaL/cL1=sinBs/cS2;aL即為晶片所發射縱波的入射角，對于固定的探頭，其aL固定。因此，改變不同材料時，聲速變化了Cs2變化，必然導致tanBs變化。即K值變化了。
          

          
作者: 七樂康網上藥店    時間: 2013-5-23 16:45
          
{:soso_e172:}
          
作者: luolang1314    時間: 2013-5-23 20:28
          
 本帖最后由 luolang1314 于 2013-5-23 20:44 編輯 
          

          
這個問題要整明白絕對不是一件容易的事情的。沒必要讓大家頭昏腦脹的吧? {:soso_e103:}
          
越基礎的問題，越是難以回答。這也就是有人說我把直探頭波形搞得像玄學的原因吧！
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-23 21:44
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2013-5-23 21:46 編輯 
          

          luolang1314 發表于 2013-5-23 20:28 
          
這個問題要整明白絕對不是一件容易的事情的。沒必要讓大家頭昏腦脹的吧? 
          
越基礎的問題，越是 ...

          


          
搞不明白會茶不思飯不想，晚上睡不好的{:soso_e113:}
          
這個問題與實際檢測定位息息相關，由我的實驗可以看出，聲速相差100mm左右，前沿就相差了7mm，如果我們在校準儀器時所用試塊的聲速與被測材料真實聲速偏差較大，那么很可能造成大的定位誤差。
          
這個問題我現在基本上有比較合理的判斷，等我再次實驗確認后會發出來，供大家參考。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-24 01:27
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2013-5-28 09:37 編輯 
          

          luolang1314 發表于 2013-5-23 20:28 
          
這個問題要整明白絕對不是一件容易的事情的。沒必要讓大家頭昏腦脹的吧? 
          
越基礎的問題，越是 ...

          


          
我用聲束模擬軟件模擬了下，確實會存在我說的情況-入射點不在探頭之上。
          
希望能繼續談論，謝謝。
          
續---------------
          
這個模擬也許是錯的，聲束的偏移應該是我圖沒畫準確導致的。感謝“那一刻”同學的提醒。
          
作者: luolang1314    時間: 2013-5-24 09:42
          
很好的模擬！如果能配上不同位置探頭接收聲壓變化圖示就更好了
          
作者: 梁金昆    時間: 2013-5-24 10:31
          
樓主提出了令我吃驚的問題！這說明:我們在基礎理論的研究上，還有缺欠，還有漏洞！要做試驗，排除偶然性后，要正視它！謝謝樓主！
          

          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-24 11:16
          
 本帖最后由 那一刻 于 2013-5-24 11:24 編輯 
          

          
{:soso_e126:}
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-24 22:13
          

          梁金昆 發表于 2013-5-24 10:31 
          
樓主提出了令我吃驚的問題！這說明:我們在基礎理論的研究上，還有缺欠，還有漏洞！要做試驗，排除偶然性后 ...

          
梁老客氣了，我也是想尋求幫助。
          
我們在基礎理論方面確實還有很多不足，不要先著眼于“高深”的東西，萬丈高樓平地起，先掌握好基礎理論才是正途，切不可撿了芝麻丟了西瓜啊。
          

          
作者: qhming    時間: 2013-5-25 12:59
          
真是這樣的話，那平時用R100圓弧測前沿和零點是不是都不準確？那用IIIA試塊測試結果又會怎樣呢？
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-25 13:52
          
不是真實入射點吧，IIIA試塊有空試試
          
作者: luolang1314    時間: 2013-5-25 13:52
          
測零點和聲速還是較為準確的。麻煩將CSK-1A 斜探頭K值測試一并模擬一下（fai50臺階）。因為，在K值校核時，雖然數據相差不大，但是對于反射位置有些疑惑。
          
作者: 滄海    時間: 2013-5-25 17:26
          
{:soso_e163:}
          
作者: nnn    時間: 2013-5-26 00:18
          
聲速應該不是問題
          
作者: nde7225030    時間: 2013-5-26 08:10
          
所用探頭K值是多少，是否恰好臨界角的極限，造成試塊中不是純橫波。
          
作者: 別煩我，困    時間: 2013-5-26 08:39
          
{:soso_e179:}
          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-26 17:32
          
 本帖最后由 那一刻 于 2017-2-18 12:52 編輯 
          

          
我觀已點不成熟，已刪除，抱歉！
          
作者: 張s    時間: 2013-5-26 19:05
          
{:soso_e100:}
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-26 23:29
          

          nde7225030 發表于 2013-5-26 08:10 
          
所用探頭K值是多少，是否恰好臨界角的極限，造成試塊中不是純橫波。

          
探頭標稱角度K2.5
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-26 23:32
          

          那一刻 發表于 2013-5-26 17:32 
          
鄙人竊以為軟件的編制應該基于理論，服務于理論，所以對樓主用來解釋前沿偏差現象的“聲束模擬軟件”不敢茍 ...

          
閣下有何高見？愿聞其詳。
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-26 23:36
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2013-5-26 23:37 編輯 
          

          
對于本人出現的問題，google搜索了下，果然有前人發現同樣問題，并作了比較嚴謹的實驗，下面是網絡地址：
          
http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn317/idn317.htm
          
對于這個問題，我還會繼續深入，謝謝大家關注
          
作者: 尐凊颩    時間: 2013-5-27 09:01
          
支持樓主！
          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-27 10:36
          
 本帖最后由 那一刻 于 2013-5-27 10:40 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-26 23:32 
          
閣下有何高見？愿聞其詳。

          

          

          

          
你的這兩張圖不符合幾何規則，所以我認為你的“聲束模擬軟件”有問題。
          
作者: 王聯國    時間: 2013-5-27 11:10
          
{:soso_e100:}
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-27 11:31
          

          那一刻 發表于 2013-5-27 10:36 
          
你的這兩張圖不符合幾何規則，所以我認為你的“聲束模擬軟件”有問題。 ...

          
這個圖是我自己畫的，我想只要畫的半圓足夠圓就沒問題了。因為聲束是在半圓處產生的反射
          
作者: wrahut    時間: 2013-5-27 14:18
          
樓主用的什么軟件模擬的？
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-27 15:08
          

          wrahut 發表于 2013-5-27 14:18 
          
樓主用的什么軟件模擬的？

          
esbeamtool
          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-27 17:05
          
 本帖最后由 那一刻 于 2013-5-27 17:08 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-27 11:31 
          
這個圖是我自己畫的，我想只要畫的半圓足夠圓就沒問題了。因為聲束是在半圓處產生的反射 ...

          
我是說你的聲束反射角度畫地有問題。
          

          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-27 17:22
          
 本帖最后由 那一刻 于 2013-5-30 20:50 編輯 
          

          
單根波束的折射和反射角度示例圖：
          

          

          
[attach]6128[/attach]
          
注：兩張圖中的下面那張畫錯了，刪了半天沒刪掉，請大家別理會！在此請版主幫忙給弄弄{:soso_e183:}
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-27 17:23
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2013-5-28 00:32 編輯 
          

          
再次做了實驗：
          
所用設備，儀器：奧林巴斯Epoch 600常規超聲波探傷儀；探頭：2MHz 45度、60度、70度單晶橫波斜探頭各一個；試塊：相控陣A型試塊鋁和碳鋼各一塊。
          
檢測方法：分別使用不同探頭放置在不同材料試塊的圓弧位置，儀器開啟峰值記憶功能，找到最大的回波響應，然后記錄圓心處對應的前沿值。針對同一探頭對應同一材料的測量，至少重復兩次以上，力求結果的準確性。
          
檢測結果： 
          角度/材料鋼（前沿mm）鋁（前沿mm）
          45度13.513.5
          60度14.519.5
          70度14.522.5
          結論：對于鋁材，使用角度越大的斜探頭，前沿值與鋼中相差越遠。所以各位做鋁材檢測的，應注意這一點。
          
原因：不詳！
          
前面聲束模擬也許不能解釋此問題，因為在鋼中大角度并沒有這么大差別?；蛟S是晶粒結構導致的這種差異，大家以為呢？
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-27 17:24
          

          那一刻 發表于 2013-5-27 17:05 
          
我是說你的聲束反射角度畫地有問題。

          
聲束反射是儀器自己計算出來的
          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-27 18:20
          
 本帖最后由 那一刻 于 2017-2-18 12:53 編輯 
          

          我觀已點不成熟，已刪除，抱歉！
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-28 00:34
          

          那一刻 發表于 2013-5-27 18:20 
          
那么說真的有鬼了
          
能不能找一個略小于45度的探頭再測一下呢？
          
 ...

          
為什么要試小角度呢？非常規探頭不好找啊，要不相控陣探頭試試？
          
作者: 梁金昆    時間: 2013-5-28 06:27
          
樓主的試驗很有價值！現象的發現，是主要的，原因可以慢慢找！
          
作者: barbaria    時間: 2013-5-28 08:11
          
Measurements on extent and quantity of ultrasonic angle beam probe index point variability with inspected material
          
Author : My?h?nen Heikki - Huber Testing Oy, Finland 
          
Co-author:Ruha Matti - Huber Testing Oy, Finland 
          
Contact  
          

          
--------------------------------------------------------------------------------
          

          
Introduction 
          
The true angle beam probe index point should not change in reality when testing different materials. Although temperature changes and perspex wear can alter the sound beam in the probe the form and location of the sound beam inside the probe perspex is practically constant. However, it is often necessary to use a different index point for weld inspection in aluminium than in steel for accurate determination of defect locations. Yet another observation concerns the measurement of index point with the calibration block 2 according to EN 27963. With for instance austenitic calibration blocks the index point is not the same when taking the measurement from the 25 and 50 mm arc selected as the first reflection surface. In this article we present several different measurements with probe angle, frequencies and material as variables. Our main concern was to measure the index point variability, but in addition some other interesting results did come up as well.
          
Equipment used 
          
For the tests we used five different probes: 2 MHz 45° and 60°, 4 MHz 45°, 60° and 70° all of which were Krautkr?mer type MWB probes. Test blocks were EN 27963 calibration blocks of steel, aluminium and austenitic steel. In addition blocks of steel, aluminium and austenitic steel with three side drilled holes with different depths for the probe angle and index point measurement according to EN 12668-3 were used. A Krautkr?mer USN 52 was used as the ultrasonic device. 
          
All measurements were done in laboratory conditions as precise as possible but according to practice possible also at field work. No precision measurement tools were used. Knowingly we admit that there surely is error in some quantity in the measurements. Some of the following results, however, show such large deviations that they cannot be explained by mere inaccuracy due to manual measurements.
          

          
Probe delay measurement 
          
The first measurement was the probe delay (probe zero) in time units. The three different EN 27963 calibration blocks were used to calibrate the ultrasonic device for the material. The 25 mm arc was used as the first reflection. After an accurate calibration the probe delay was recorded. Table 1 shows the results of this measurement. 
          

          
Probe  Fe  Al  SS  
          
MWB 45-2  5,819  5,539  5,951  
          
MWB 60-2  6,553  7,264  6,566  
          
MWB 45-4  4,756  4,855  4,852  
          
MWB 60-4  6,156  6,365  6,151  
          
MWB 70-4  7,108  7,625  6,916  
          
Table 1. Results of probe delay measurement in time [ms]. 
          

          
Surprisingly the results for a single probe are not equal although there should be no change in the time consumed in the probe perspex. Because the difference is hard to comprehend in terms of time, Table 2 below depicts the probe delays in terms of distance in perspex. The results have been calculated using perspex sound velocity 2730 m/s. 
          

          

          
Probe  Fe  Al  SS  Max. difference  
          
MWB 45-2  15,9  15,1  16,2  1,1  
          
MWB 60-2  17,9  19,8  17,9  1,9  
          
MWB 45-4  13,0  13,3  13,2  0,3  
          
MWB 60-4  16,8  17,4  16,8  0,6  
          
MWB 70-4  19,4  20,8  18,9  1,9  
          
Table 2: Probe delay in perspex distance [mm] using 2730 m/s as sound velocity. 
          

          
The result of Table 2 show that it is possible to measure almost 2 mm differences in the probe delay length by just changing the material of the calibration block. The largest differences are always measured with aluminium with respect to one of the other materials. Probe delays for austenitic steel and carbon steel are very close each other but calibration for aluminium results usually in a longer delay time.
          

          
Comparison between index point measurement from 25 and 50 mm arcs 
          
In this measurement the index point measurement using the 25 mm and 50 mm arcs of calibration block 2 as the first reflector are compared. The results are shown in Table 3. With carbon steel calibration block there is no difference in the index point, but with austenitic steel the index point is further back the probe always when the measurement is made aiming at the 50 mm arc. This tendency is visible also with aluminium but with MWB 60-2 and MWB 70-4 the index point is the same with both measurements. The most interesting probe was the 4 MHz 70° with which the results are most peculiar. With aluminium the index point is stable but with austenitic stainless steel the difference is as long as 3 mm. 
          
Although both aluminium and austenitic steel results show behaviour in a similar way there is no clearly consistent pattern involved. It is a known fact that austenitic steel is anisotropic with different sound velocities in different directions through the crystal structure. The crystal structure of aluminium is also face centred cubic. Aluminium and austenitic steel cannot be normalised in the same way as carbon steel. Hence, the material structure due to manufacturing may bear a substantial impact on how the sound beam interacts within the calibration block. The inconsistency of the aluminium block results points to this reasoning. Another fact is that both aluminium and austenitic steel have an oxide layer on their surfaces. The oxide layer of aluminium is strong and grows with time. This may also be a major factor affecting the virtual probe index point. The oxide layer should still be almost similar to both directions at the centre of the 25 mm and 50 mm arcs. 
          

          

          

          
 Fe  Al  SS  
          
Probe  25 mm  50 mm  25 mm  50 mm  25 mm  50 mm  
          
MWB 45-2  13  13  12  14  12  13  
          
MWB 60-2  13  13  13  13  13  14  
          
MWB 45-4  13  13  13  14  12  14  
          
MWB 60-4  13  13  12  13  13  14  
          
MWB 70-4  12  12  10  10  11  14  
          
Table 3: Index point measurement with EN 27963 calibration block 2 using 25 mm and 50 mm arcs as the first reflector 
          

          
Probe angle measurement with EN 27963 calibration block 2 
          

          
The next measurement involves visual determination of the probe angle using calibration block 2 with the index point measured from the 25 mm arc. Table 4 shows the results compared to ones calculated with Snell's law and measured sound velocities. 
          

          

          

          
 Fe (3239 m/s)  Al (3087 m/s)  SS (3132 m/s)  
          
Probe  Nominal  Measured  Calc.  Meas.  Calc.  Meas.  
          
MWB 45-4  45  46  42,4  43  43,1  44  
          
MWB 60-4  60  60  55,6  56  56,9  57,5  
          
MWB 70-4  70  71  63,4  66  65,3  67  
          
Table 4: Probe angle measurement with EN 27963 calibration block 2. 
          

          
The measured results comply accurately enough with the calculated ones when the measured angle in carbon steel is taken into account. If the sound velocity of the tested material is known only the probe index point and delay are left as parameters which require accurate calibration blocks of different materials. Surprisingly these should be the parameters that are reasonably constant.
          

          
Probe angle and index point determination according to EN 12668-3 
          
The EN 12668-3 approach to determination of probe angle and index point seems very accurate at first glance. The use of cylindrical side drilled holes at different depths and linear regression for the results should give us a good estimate of the true index point. Use of only straight sound paths with no reflections should also improve the accuracy. The only inaccurate measurement in this approach is the surface distance. 
          
Our measurements for 45° and 60° probes were done with blocks which had three ?3 mm SDHs at depths 40, 60 and 80 mm. The same blocks were used also for the 70° probe but with depths 20, 40 and 60 mm, where the 20 mm depth is acquired flipping the block over. The longitudinal sound velocities in two different directions were measured and are shown in table 5. Transverse sound velocities in the direction of EN 12668-3 measurements were approximated measuring the full skip surface distance with 45° tandem arrangement. Index points were measured with carbon steel calibration block 2. Using the measured angle for the full skip and assuming sound velocity 3230 for carbon steel the sound velocities could be approximated with Snell's law. The results of this measurement are shown in table 6. Note that the transverse sound velocity of the aluminium test block is higher than values usually reported for aluminium. 
          

          

          
Fe  Al  SS  
          
v1  v2  v1  v2  v1  v2  
          
5930  5939  6330  6384  5869  5728  
          
Table 5: Test block longitudinal sound velocities. Velocity v1 is measured in the depth (100 mm) direction and v2 through the width (40 mm) of the blocks. 
          

          

          
Fe  Al  SS  
          
Angle  vtr  Angle  vtr  Angle  vtr  
          
45,8  3230  45,3  3207  39,8  3106  
          
Table 6: Approximation of test block transverse sound velocity. 
          

          
The results of measurements were calculated using three point linear regression and are shown in table 7 and figure 1. The abscissa in figures 1a-e shows the depth. Thus index points are read as the negative value of curves at depth zero. Probe angle is the angle between abscissa and curve. 
          

          

          
      
          
    
          
 
          
Fig 1: Probe angle and index point determination for carbon steel (Fe), aluminium (Al) and austenitic steel (SS) according to EN 12668-3. a) MWB45-2, b) MWB45-4, c) MWB60-2, d) MWB60-4 and e) MWB70-4.  
          

          

          

          

          
 Fe  Al  SS  
          
Probe  Angle  Index  Angle  Index  Angle  Index  
          
MWB 45-2  46,9  15,6  45,7  13,3  39,8  9,7  
          
MWB 60-2  60,1  12,5  59,0  16,6  58,9  19,4  
          
MWB 45-4  47,3  17,5  44,3  13,4  41,1  10,3  
          
MWB 60-4  59,9  13,6  60,2  21,2  58,7  19,2  
          
MWB 70-4  71,5  20,0  68,4  22,2  66,8  14,9  
          
Table 7: Probe angle and index point determination according to EN 12668-3. 
          

          
The measured probe angles are roughly in accordance with approximated sound velocities. However, with 45° probes change of material alters the probe angle much more than with 60° probes. This observation is not consistent with Snell's law. Again the 70° degree probe measurements show angle change more in proportion to Snell's law but the angle in aluminium seems to be slightly too low. 
          

          
The measurements for 45° probes in austenitic steel show a tendency to reduce the angle at longer distances. This can be seen easily following for instance the austenitic steel (SS) curve for MWB45-2 and the accompanied dots in figure 1a. The dot corresponding to the measurement at depth 80 mm is low when compared to the other points, which means that the surface distance is shorter and the angle smaller. This deviation may be due to beam refraction caused by austenitic structure and material texture. Another reason may be attenuation, which will alter the beam characteristics by low pass filtering the pulse frequency. Attenuation cuts down signal power more in the high frequency region of the sound beam near the centre line. This can flatten the power distribution and enable peak echo to be found with smaller angles. The filtering effect concentrates to shorter distances. The difference in angles for 60° probes should still be larger although all points are measured at longer distances. Table 7 compares the probe angle measurements with calibration block 2 and EN 12668-3. 
          

          

          

          
 Probe angle [°]  
          

          
 Calibration block 2  EN 12668-3  
          
Probe  Fe  Al  SS  Range  Fe  Al  SS  Range  
          
MWB45-4  46  43  44  43-46  47  44  41  41-47  
          
MWB60-4  60  56  58  56-60  60  60  59  59-60  
          
MWB70-4  71  66  67  66-71  72  68  67  67-72  
          
Table 7: Measured probe angles in steel, aluminium and austenitic steel with calibration block 2 and EN 12668-3 method using three point measurement. Sound velocities between aluminium blocks are not the same. 
          

          
The variability of probe index point with tested material is visible in all measurements. The deviations are, however, such large that it is obvious that three points for the EN 12668-3 measurement is not enough when the index point is determined. The measured index points are in some cases over 20 mm which is at least with a 70° probe quite out of possible range because the MWB probe contact surface is only 24 mm long. This gives a good reason to question the accuracy of the method. At least for 60° and 70° probes the depths of the SDHs used for the measurement should not be too large. With growing sound path the measurement becomes more and more inaccurate due to wider echo dynamics. Use of large number of points for the measurement would however make this method very tedious and time consuming to be suitable for field work. Table 8 compares the index point measurements with calibration block 2 and EN 12668-3. 
          

          

          

          
 Index point [mm]  
          

          
 Calibration block 2  EN 12668-3  
          
Probe  Fe  Al  SS  Range  Fe  Al  SS  Range  
          
MWB45-2  13  12-14  12-13  12-14  16  13  10  10-16  
          
MWB45-4  13  13-14  12-14  12-14  18  13  10  10-18  
          
MWB60-2  13  13  13-14  13-14  13  17  19  13-19  
          
MWB60-4  13  12-13  13-14  12-14  14  21  19  14-21  
          
MWB70-4  12  10  11-14  10-14  20  22  15  15-22  
          
Table 8: Measured index points in steel, aluminium and austenitic steel with calibration block 2 and EN 12668-3 method using three point measurement.. 
          

          
Conclusions 
          
Probe delay, angle and index point of a variety of commonly used transverse angle beam probes were measured using three different materials which were carbon steel, aluminium and austenitic steel. 
          
The probe delay measurement with EN 27963 calibration block 2 show deviations when the inspected material was changed. This was unexpected because in theory the time consumed in the probe perspex is constant in constant temperature. The sound beam form and direction within the probe does not change if the inspected material is changed. This deviation must be due to sound beam interaction within the tested material. The change of material must create additive effects to the sound beam other than mere change of angle and beam spread for these kind of results to be possible. There was no consistent pattern involved in the results other than the fact that the largest deviations were always measured between aluminium and carbon steel or austenitic steel. 
          

          
Probe angles were measured with calibration block 2 and the method described in EN 12668-3. The probe angles measured with calibration block 2 were in good compliance with Snell's law and sound velocities measured from these blocks. Measurements with EN 12668-3 resulted in slightly larger angles with the exception of 45° in austenitic steel. The sound velocities of the two aluminium blocks were significantly different, which explains the larger angles in EN 12668-3 measurement. The use of only three measurement points for this approach is clearly too few. Measurement error of 1 mm in every point may lead easily to a significant error in angle measurement. 
          

          
Probe index points were also measured with calibration block 2 and the method described in EN 12668-3. The index points with carbon steel calibration blocks were the same regardless of the arc aimed at. With aluminium and austenitic steel the index points are not the same. They differ from the index point in carbon steel and are dependable on the arc aimed at. Compared to carbon steel the probe index may be shorter or longer depending on the arc aimed at. The index point was in most cases further back the probe when measurement was done aiming at the 50 mm arc. Austenitic steel measurements were consistent in this way but the results with aluminium calibration block were not. In some cases with the aluminium block the index point was the same regardless of the arc. Use of three points in the EN 12668-3 measurements for probe index point was clearly not enough. Even for carbon steel the results were totally different from the calibration block 2 results. Index points of 20 mm or more were measured for the 70° probe. This is most certainly a false result because the contact surface is only 24 mm long. 
          

          
In our opinion it is advisable to check angle probe calibration including the index point at least for materials different from carbon steel with the actual object inspected whenever possible. This is usually not easy when there is lack of proper reflectors to use for the check. If known reflectors at two or more different depths are known then probe angle and index point can be estimated using the approach defined in EN 12668-3. One must, however, bear in mind that the estimate error is highly dependable on the number of different depths used for the check. Only two different depths are needed, but then the accuracy shall not be very good. Use of back wall reflections in order to acquire more measurements for the check may also lead to a distorted result due to sound 
          

          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-28 09:10
          
 本帖最后由 那一刻 于 2017-2-18 12:51 編輯 
          

          我觀已點不成熟，已刪除，抱歉！
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-28 09:13
          

          那一刻 發表于 2013-5-28 09:10 
          
因為從你的實驗數據中我感覺45度入射角貌似這一怪現象的臨界點，想知道過了臨界點“誤差數據”會不會變成 ...

          
好吧，有機會就試試{:soso_e181:}
          
作者: 王緒軍    時間: 2013-5-28 09:25
          
這個試驗很有意義，用GE的探頭試試。如果沒有，向其他朋友借一下，論壇哪位朋友有，貢獻一下。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-28 09:27
          

          王緒軍 發表于 2013-5-28 09:25 
          
這個試驗很有意義，用GE的探頭試試。如果沒有，向其他朋友借一下，論壇哪位朋友有，貢獻一下。 ...

          
王老，為什么要試試GE的探頭呢？能說說您的理由嗎？
          
作者: 那一刻    時間: 2013-5-28 09:31
          
 本帖最后由 那一刻 于 2017-2-18 12:51 編輯 
          

          我觀已點不成熟，已刪除，抱歉！
          
作者: liurong    時間: 2013-5-28 12:06
          
{:soso_e163:}
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-29 10:34
          
包括，為什么45度探頭做DAC曲線時出現突變的現象以及所發英文論文關于探頭入射點受頻率、被檢物體材料的變化等等，視乎45度探頭一直與其他探頭的聲場分布不一致。然而這個不一致，在有些時候看起來是正確，但是有些時候會出問題。我也一直在想這個問題，但是看了一發的那篇文章看來視乎前沿的變化沒有我們自己試驗差距那么大。我們自己試驗的大差距視乎是導致我們重視的原因，如果僅僅看英文中數據的差距，我想很少人會重視此問題。繼續探究，找原因。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-29 13:42
          

          劉恩凱 發表于 2013-5-29 10:34 
          
包括，為什么45度探頭做DAC曲線時出現突變的現象以及所發英文論文關于探頭入射點受頻率、被檢物體材料的變 ...

          
45度斜探頭做DAC有“突變”？這是您做的實驗結果嗎？還是在這個超聲波DAC曲線帖子中看到的？這個帖子樓主用的是直探頭，再說也并不一定是“聲壓本就是這樣”導致的。
          
我之前在鋁中做dac曲線也沒出現過這種情況的，不知道是不是因為我之前做的距離不夠。附一張探頭軸線聲壓變化圖供參考。
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-29 15:17
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-29 13:42 
          
45度斜探頭做DAC有“突變”？這是您做的實驗結果嗎？還是在這個超聲波DAC曲線帖子中看到的？這個帖子樓主 ...

          
你自己用K1探頭，可以做曲線試試。還是因為聲壓分布導致的。具體深度原因不清。
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-30 00:21
          

          Ansan 發表于 2013-5-29 14:57 
          
這個問題解決了嗎？？

          
哎，還沒有呢。不過相信會搞明白的。謝謝關注
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-30 00:22
          

          劉恩凱 發表于 2013-5-29 15:17 
          
你自己用K1探頭，可以做曲線試試。還是因為聲壓分布導致的。具體深度原因不清。
          
 ...

          
你之前用45度探頭在鋁試塊做過dac曲線，并出現過你說的情況？我認為不可能。你要是肯定的話我就做實驗試試
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-30 08:36
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-30 00:22 
          
你之前用45度探頭在鋁試塊做過dac曲線，并出現過你說的情況？我認為不可能。你要是肯定的話我就做實驗試 ...

          
在鋁中我還不知道，但是在碳鋼中是這樣情況。但是由于聲場分布的原因，在鋁中應該也會出現突變。
          

          
作者: 賀樹春    時間: 2013-5-30 08:56
          
我沒有做實驗我沒有資格說評論。
          
我認為你們都在討論前沿的問題，探頭在鋁中的實際K值或者角度你們測量了嗎？如果在同時做探頭角度的變換會根據有意義。
          
建議FYI：第一步應該先測量實際聲速，再在儀器輸入實際聲速，再次測量前沿看看。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-31 14:52
          

          劉恩凱 發表于 2013-5-30 08:36 
          
在鋁中我還不知道，但是在碳鋼中是這樣情況。但是由于聲場分布的原因，在鋁中應該也會出現突變。
          
 ...

          
我不懷疑在鋼中會出現“突變”的情況，但請注意“突變”只是存在于近場區
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-31 14:54
          

          賀樹春 發表于 2013-5-30 08:56 
          
我沒有做實驗我沒有資格說評論。
          
我認為你們都在討論前沿的問題，探頭在鋁中的實際K值或者角度你們測量了嗎 ...

          
謝謝建議，但我想，不管儀器里輸入多少的聲速，并不影響前沿值的測量
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-31 14:54
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-31 14:52 
          
我不懷疑在鋼中會出現“突變”的情況，但請注意“突變”只是存在于近場區 ...

          
對  就是近場區內
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-5-31 14:57
          

          劉恩凱 發表于 2013-5-31 14:54 
          
對  就是近場區內

          
那個帖子中樓主出現的情況是“遠大于近場區聲波波幅發生突變”，所以我認為要么是他沒找到最高波，要么試塊有問題
          
作者: 劉恩凱    時間: 2013-5-31 15:00
          

          糟老頭子 發表于 2013-5-31 14:57 
          
那個帖子中樓主出現的情況是“遠大于近場區聲波波幅發生突變”，所以我認為要么是他沒找到最高波，要么試 ...

          
你一直說的那個帖子  我沒有看過    我要討論的詳細見我的日志   關于K1探頭的曲線突變
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-7-8 14:02
          

          luolang1314 發表于 2013-5-23 20:28
          
這個問題要整明白絕對不是一件容易的事情的。沒必要讓大家頭昏腦脹的吧? 
          
越基礎的問題，越是 ...

          
今天用小探頭（奧林巴斯的A5068，在鋁中產生60度橫波）做了下，開啟“包絡”功能找到最高波后，發現前沿不在探頭上。
          
作者: jkyn    時間: 2013-7-15 13:46
          
會不會有接收到分離出的縱波而影響波高的可能，具體縱波會不會分離出現的情況我也沒計算過，只是突然想到
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-7-15 17:03
          

          jkyn 發表于 2013-7-15 13:46
          
會不會有接收到分離出的縱波而影響波高的可能，具體縱波會不會分離出現的情況我也沒計算過，只是突然想到 ...

          
我認為不會分離縱波，因為聲束是垂直入射到圓弧面的
          

          
作者: zsyfsg    時間: 2013-7-31 11:52
          
都是高手，學習了。
          
作者: jkyn    時間: 2013-9-10 11:09
          
認為用CSK2IA試塊圓弧面測量入射點時,反映的是整個圓弧面反射聲壓對探頭晶片的貢獻,從一個側面佐證了筆者的觀點。文獻[6]指出,采用不同聲程距離的圓弧面所測得的入射點是不同的,正好用梭形回路理論解釋。從前面的討論可以得出如下結論:
          
(1)實測入射點與被檢材料聲速有密切關系,與理論入射點不同,它與聲速之間沒有絕對而簡單的線性關系。
          
(2)對實測入射點作出貢獻的所有聲線的等效路徑呈一個梭形,該梭形隨折射角(同材料聲速)的變化而變化。
          
作者: jkyn    時間: 2013-9-10 11:13
          
我存在資料分享里了，這個應該能解釋這個問題了
          
作者: 那一刻    時間: 2013-9-10 16:22
          

          jkyn 發表于 2013-9-10 11:13
          
我存在資料分享里了，這個應該能解釋這個問題了

          
慚愧，沒看懂{:soso_e127:}
          
作者: 糟老頭子    時間: 2013-9-10 20:17
          

          jkyn 發表于 2013-9-10 11:13
          
我存在資料分享里了，這個應該能解釋這個問題了

          
謝謝，但這份資料我之前也看過，我對作者的觀點不認同。原因明天再解釋，今晚有事，抱歉{:soso_e113:}
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-8-28 00:42
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2014-8-28 11:39 編輯 
          

          
不好意思沒注意就太監了。
          
在鋁試塊上測試不出正確的入射點（使用大折射角度和小尺寸探頭時入射點甚至可能不在探頭上），這并非因為國內鋁試塊制作不好，據我所知不止一家國外的用戶也遇到同樣的問題。
          
問題的產生是鋁材質各向異性的晶粒結構所致，各向異性導致聲速的不一致，因此聲束在鋁中傳播時并非沿著一條直線。
          
解決的辦法是先在鋼制IIW試塊上測量入射點和前沿，然后換成鋁試塊測角度和制作定量曲線。在實際檢測時對缺陷定位因謹慎，因為很可能由于聲束的偏移導致較大的誤差，必要時可增加0度縱波探頭重新定位缺陷。
          
作者: 2014小菜鳥    時間: 2014-10-10 12:36
          
漲知識了，大贊！
          
作者: 將軍我是    時間: 2014-10-11 10:48
          

          糟老頭子 發表于 2014-8-28 00:42
          
不好意思沒注意就太監了。
          
在鋁試塊上測試不出正確的入射點（使用大折射角度和小尺寸探頭時入射點甚至可能 ...

          
這個歸根結底就是材料不一樣，有些儀器有專門的不同材料的檢測，換一種材料測試一下前沿和K值或許就跟探頭原來制作的一樣呢？
          
作者: 假面    時間: 2014-10-11 16:28
          
收藏了  好文章   具體結論，沒太理解    74#樓的論文看過  對觀點比較認可
          
作者: ?_拒絕再玩    時間: 2014-10-12 12:33
          
學習的地方還很多。單純的從一個角度解決問題，其實問題本身就很復雜
          
作者: 亞青    時間: 2014-10-13 12:56
          
認真看看教材中的橫波發射聲場，由于材質不同，聲速也不同，導致折射角不同，假想的橫波波源也不相同，進而導致其前沿不同。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-13 14:13
          

          亞青 發表于 2014-10-13 12:56
          
認真看看教材中的橫波發射聲場，由于材質不同，聲速也不同，導致折射角不同，假想的橫波波源也不相同，進而 ...

          
折射角不同如何導致假想波源位置不同？我書讀得少，你不要騙我。呵呵，開個玩笑。
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-13 14:15
          

          假面 發表于 2014-10-11 16:28
          
收藏了  好文章   具體結論，沒太理解    74#樓的論文看過  對觀點比較認可

          
我剛開始也認同74樓的論文，但細看后會發現問題，你再看看？
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-13 14:31
          

          將軍我是 發表于 2014-10-11 10:48
          
這個歸根結底就是材料不一樣，有些儀器有專門的不同材料的檢測，換一種材料測試一下前沿和K值或許就跟探 ...

          
你要說明什么？
          
作者: 假面    時間: 2014-10-13 15:46
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-13 14:15
          
我剛開始也認同74樓的論文，但細看后會發現問題，你再看看？

          
嗯？問題出現在？像您說的材料各向異性差異，存在焊縫內聲束不直線傳，應該在奧氏體焊縫中存在？在鋁中有該情況嗎？
          
作者: renvance    時間: 2014-10-14 19:01
          
鋼和鋁聲速差別很大，前沿肯定有差別。
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-14 20:19
          
 本帖最后由 缺欠 于 2014-10-14 20:24 編輯 
          

          
以前我也迷惑過,后來才改變觀念.前沿是定值,沒錯.
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-14 23:17
          
在均勻介質中我們會得到正確的入射點，但在非均勻介質中，會得到錯誤的前沿，就像我本帖的實驗一樣
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-15 07:16
          
 本帖最后由 缺欠 于 2015-3-22 20:49 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-14 23:17
          
在均勻介質中我們會得到正確的入射點，但在非均勻介質中，會得到錯誤的前沿，就像我本帖的實驗一樣 ...

          


          
建議你用縱波斜探頭做下測量,你會改變看法的(45,60,70).如果學習過壓電學,讀過聲學字典與光學原理,你會覺得LY2硬鋁試塊沒問題,我也在想辦法證明.(縱波60度,橫波45度,70度,用KK探頭我都做了測試)
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-15 09:42
          

          缺欠 發表于 2014-10-15 07:16
          
建議你用縱波斜探頭做下測量,你會改變看法的(45,60,70).如果你了解格雷碼,學習過壓電學,讀過聲學字典與光 ...

          
你說的我基本不了解，抱歉。你試驗的結果怎樣，沒有出現前沿變化很大或入射點不在探頭上的問題嗎？我還真沒用縱波斜探頭測試，為什么要用這個呢？
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-15 10:19
          

          缺欠 發表于 2014-10-15 07:16
          
建議你用縱波斜探頭做下測量,你會改變看法的(45,60,70).如果你了解格雷碼,學習過壓電學,讀過聲學字典與光 ...

          
讓我用手沾油拍打圓弧面確定聲束的走向嗎？好主意，我回頭試試。
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-15 20:13
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-15 10:19
          
讓我用手沾油拍打圓弧面確定聲束的走向嗎？好主意，我回頭試試。

          
不是.
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-15 20:20
          
 本帖最后由 缺欠 于 2014-10-15 20:23 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-15 09:42
          
你說的我基本不了解，抱歉。你試驗的結果怎樣，沒有出現前沿變化很大或入射點不在探頭上的問題嗎？我還真 ...

          


          
朋友你好!我想說鋁試塊前沿沒變. 那幾本書看了,你會改變結果的.(對了,用縱波斜探頭測試結果,鋁與鋼前沿相同)
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-16 00:29
          
 本帖最后由 糟老頭子 于 2014-10-16 00:34 編輯 
          

          缺欠 發表于 2014-10-15 20:20
          
朋友你好!我想說鋁試塊前沿沒變. 那幾本書看了,你會改變結果的.(對了,用縱波斜探頭測試結果,鋁與鋼前沿相 ...

          


          
你好！謝謝討論。我的實驗確實是改變了，你說的書我有機會再看。
          
我猜測下你測出沒變（也可能是變化了，只是較小）的原因：正如你所說，使用的是縱波斜探頭。據我所知縱波在非均勻材料中聲束所受到的偏轉本身就?。ň灰姾斯I上的異種材料焊接多是用縱波斜探頭，不使用橫波探頭的一大原因就是由于聲束偏轉導致定位不準）。你手頭有橫波斜探頭嗎？再現下我的實驗吧？
          

          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-16 01:07
          
要去驗證我的結論，需要高倍顯微鏡去觀察試塊的精粒走向，但我沒有這樣的條件。不知道上海有高倍顯微鏡的同行是否能提供幫助？
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-16 07:16
          
 本帖最后由 缺欠 于 2015-3-22 20:46 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-16 01:07
          
要去驗證我的結論，需要高倍顯微鏡去觀察試塊的精粒走向，但我沒有這樣的條件。不知道上海有高倍顯微鏡的同 ...

          


          
電子掃描我單位有,如何操作,你描述一下,我試試.核電都是外文翻譯資料,(我是想試一下,超聲波橫波是不適用于不均勻的粗晶與柱狀晶的探傷).理論是成立的.
          
作者: 糟老頭子    時間: 2014-10-16 09:03
          

          缺欠 發表于 2014-10-16 07:16
          
電子掃描我單位有,如何操作,你描述一下,我試試.核電都是外文翻譯資料,(我是想證明一下,超聲波橫波是不適 ...

          
我可以把試塊寄給你，你可以打磨，酸洗端面（我不知道需要什么程序），你在高倍顯微鏡下觀察并拍照，如果你有碳鋼和不銹鋼試塊，也可以觀察下來做對比，然后分享你的結果。
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-16 20:12
          
 本帖最后由 缺欠 于 2014-10-16 20:41 編輯 
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-16 09:03
          
我可以把試塊寄給你，你可以打磨，酸洗端面（我不知道需要什么程序），你在高倍顯微鏡下觀察并拍照，如果 ...

          


          
不銹鋼試塊沒有.我只是想告訴你前沿在任何試塊上都不會變.
          
作者: 缺欠    時間: 2014-10-16 20:39
          
 本帖最后由 缺欠 于 2014-10-16 20:42 編輯 
          

          缺欠 發表于 2014-10-16 20:12
          
不銹鋼試塊沒有.我只是想告訴你前沿在任何試塊上都不會變.

          


          
我看了.鋁試塊也沒變,不信你用縱波斜探頭試試就知道結果了.(橫波探頭不適用于粗晶及各向異性大的材料)答案在我說的那幾本書內可以找到.
          
作者: 將軍我是    時間: 2014-10-24 09:42
          

          糟老頭子 發表于 2014-10-13 14:31
          
你要說明什么？

          
超聲波在不同材料中的聲速不一樣，首先要校對儀器和聲速才行！
          
作者: yanyingjuanli    時間: 2014-10-30 19:57
          
探頭的前沿是固定的。之所以出現樓主說的情況，應該是這么解釋。前沿可以理解成聲束入射到有機玻璃上，聲軸線與有機玻璃的焦點到探頭最前端的垂直距離。前沿是怎么測量的，在R100找到最大回波，測量探頭最前端到R100邊界的距離L，前沿=100-L。個人比較認同一些人的觀點，鋁試塊上找的最大回波并非是聲軸線與半徑重合時的情況。也就是說因為材質或者活塞聲源聲場聲壓特性，導致在鋁試塊中的折射和反射聲波，被探頭接收時，屏幕顯示最大回波時聲束的入射點不在圓心上。況且真實的聲束入射是一個區域面積。個人理解，僅供參考。如有更好的理解，愿聞其詳。
          
作者: ccbq    時間: 2014-12-11 13:22
          
按說前沿長度和被測工件聲速沒關系啊，因為斜探頭里的楔塊已經固定了，至少折射角變化而已
          
作者: waxwork    時間: 2015-1-16 11:10
          

          將軍我是 發表于 2014-10-24 09:42
          
超聲波在不同材料中的聲速不一樣，首先要校對儀器和聲速才行！

          
樓主都反復解釋那么多遍了，唉
          





          

          

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