Page 69 - 《应用声学》2020年第6期
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第 39 卷 第 6 期     季昌国等: 相控阵超声检测成像技术在耐张线夹压接质量检测的应用研究                                          863



                                            ᦊѬᤌ፞ቇඡᫎᬩ              ᤌ፞ቇඡᫎᬩࡏ






                                     L=173 mmܫᦊѬ൒ԍ   B᜽ڏ1           L=30 mmܫ߹Л໤ԍ   B᜽ڏ2









                                  ൒ԍӝ۫         ൒ԍӝ۫    ൒ԍӝ۫           ൒ԍӝ۫

                                      图 11  有压接缺陷试样 B 检测区 B-B-C 扫查图谱信号分析
                     Fig. 11 Signal analysis of the B-B-C scanning pattern of the B detection area of the tension clamp
                     with crimping defects
                 图 11 是耐张线夹导线侧检测区 B-B-C 视图图                    距时的最大回波幅值与闸门高度差值 (∆dB) 为研
             谱,图11的C视图中多个间隙1 信号基本连成一片,                         究对象进行分析。实验结果如图13所示。图中纵坐
             铝线走向的信号轮廓被破坏,可初步判断为欠压。                            标 ∆dB 越大,说明超声回波幅值越高,检测灵敏度
             在 C 视图选取 L = 173 mm 和 L = 30 mm 两处位               越高。图 14 为根据公式 (3) ∼ (7) 得出的相应横向

             置,其对应的 B 视图显示在 B 视图 1 和 B 视图 2,B                  分辨力和纵向分辨力结果。
             视图 1 为线夹上 173 mm 位置处的横截面显示,从                      3.2.2 探头频率对成像质量的影响分析
             图中可看出铝套管和最外层导线的空气间隙回波
                                                                   由图 13(a) 可知,随着探头检测频率增大,声衰
             右侧有一部分连成了一条线,该局部没有透入波,说
                                                               减系数增大,信号回波幅度降低,在相同的仪器增
             明没有压紧,压接不良。B 视图 2 为线夹上 30 mm                      益下,检测灵敏度降低;从图 12 中的 B 视图可以看
             位置处的横截面显示,深度 8 mm 处空气间隙信号                         出相同增益下,10 MHz 探头的信号波幅明显低于
             全部连在了一起,说明铝套管和最外层导线在此处                            2.25 MHz探头的信号。
             欠压严重,几乎完全漏压。                                          由图 14可知,随着频率增加,成像分辨力提高。
                 综上可知该耐张线夹在 A 和 B 检测区均存在                       波长计算公式如下         [28] :
             欠压或漏压。通过对检测图 8∼ 图 11 分析可知相                                                c
                                                                                   λ =   ,                (8)
             控阵超声检测能够清晰有效地评定耐张线夹压接                                                     f
             质量。                                               式 (8) 中,λ 表示波长,单位 mm;c 表示声速,单位
                                                               mm/µs;f 表示频率,单位MHz。
             3.2 相控阵检测图像质量评价
                                                                   由公式 (5) 和公式 (8) 可知,波长越大,横向能
             3.2.1 对照实验结果
                                                               分辨的尺寸越大,波长与频率成反比,即频率越
                 按照表 3 中所示工艺参数进行对照实验,研                         低,横向分辨力越差。由图 12(c) 可以看出,频率
             究不同频率、孔径和焦距对耐张线夹相控阵超                              2.25 MHz 时,C 视图上信号已基本连成一片,横向
             声检测图像质量的影响。因篇幅有限,选取焦距                             无法分辨。
             8 mm 时不同检测频率和探头孔径下检测的 B-C                             铝合金中的纵波声速约为 6.3 mm/µs,探头频
             图谱为代表,如图 12 所示,图中仪器总增益均                           率为2.25 MHz、5 MHz、10 MHz时纵波波长分别为
             为12 dB。                                           2.8 mm、1.26 mm、0.63 mm,而根据表 2 可知铝导
                 选取图 12 中不同参数条件下同一检测位置的                        线的外径为 3.22 mm,经压接塑形后图 11 中间隙 1
             信号进行分辨力和灵敏度分析。在A视图信号满屏                            与间隙 2 之间的垂直距离小于 3.22 mm。当垂直间
             高度的20% 处设置闸门,分别以不同频率、孔径、焦                         距接近或小于波长时,间隙 1 的回波和间隙 2 的回
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