Page 114 - 《应用声学》2022年第6期

960 2022 年 11 月

从图 7 可看出，在无缺陷处，无论 T/R 探头激 将两探头耦合在试样两侧，与缺陷位置处于同
励频率是多少，和频、差频信号幅值都很低，几乎 一轴线。T 探头激励频率为 2.6 MHz，周期数为 20，
趋近于 0；而在有缺陷处，当 T/R 探头激励频率为 输出增益为 25 dB，基础发射延时为 20 µs；T/R 探
6.5 MHz 时，和频、差频信号均达到最大幅值，此 头激励频率为 6.5 MHz，周期数为 8，输出增益为
时，和频信号频率约为9.1 MHz，差频信号频率约为 25 dB，基础发射延时为 20 µs。设缺陷埋深为 x，要
3.9 MHz。因此确定 T 探头的最佳激励为 2.6 MHz， 使两列入射波在缺陷处相遇，则两探头的延时差为

T/R探头最佳激励频率为 6.5 MHz。最佳激励频率
(90 − 2x)/6300, x 6 45,

下的和频、差频信号频域波形如图8所示。 T a = (5)
 (2x − 90)/6300, x > 45.
由图 8可看出，无缺陷处没有明显的和频、差频
以埋深 50 mm的缺陷为例，要使入射波在缺陷处相
信号，波形幅值整体趋于 0；而有缺陷处具有明显的
遇，保持 T/R 探头发射延时不变，则 T 探头发射延
和频、差频信号，幅值远高于无缺陷处，说明可通过
时T t = 20 + T a = 21.6 µs。对不同埋深的缺陷做共
有无明显的和频、差频信号对微小缺陷进行识别。
线混频实验，探头发射延时计算方法相同，测得埋深
3.2 微小缺陷的检测 为 10 ∼ 80 mm 的各缺陷处的和频、差频信号频域
接下来，对横孔试样中 8 个不同埋深的缺陷进 波形图如图 9 所示。将和频、差频信号波形峰值记
行共线异侧混频实验，获取不同埋深缺陷处的和频、 录，得到混频信号强度与缺陷埋深的关系，如图 10
差频信号，并在无缺陷处做相同实验，作为对比。 所示。
0.30 0.5
(9.08348, 0.27476) దᎥᬞ (3.89, 0.47427) దᎥᬞ
௄Ꭵᬞ ௄Ꭵᬞ
0.25
0.4
0.20
0.3
ࣨϙ/V 0.15 ࣨϙ/V 0.2

0.10
(9.08148, 0.02785) 0.1
0.05 (3.891, 0.02125)
0 0
8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6
ᮠဋ/MHz ᮠဋ/MHz
(a) ֗ᮠηՂ (b) ࣀᮠηՂ
图 8 最佳激励下的混频信号波形图
Fig. 8 Waveform of mixing signal under optimal excitation
0.7 1.2
௄Ꭵᬞ ௄Ꭵᬞ
ۡງ80 mm ۡງ80 mm
0.6
ۡງ70 mm 1.0 ۡງ70 mm
ۡງ60 mm ۡງ60 mm
0.5 ۡງ50 mm ۡງ50 mm
ۡງ40 mm 0.8 ۡງ40 mm
ۡງ30 mm ۡງ30 mm
0.4
ࣨϙ/V 0.3 ۡງ10 mm ࣨϙ/V 0.6 ۡງ10 mm
ۡງ20 mm
ۡງ20 mm
0.4
0.2
0.2
0.1
0 0
8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 9.6 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6
ᮠဋ/MHz ᮠဋ/MHz
(a) ֗ᮠηՂ (b) ࣀᮠηՂ
图 9 混频信号频域波形图
Fig. 9 Frequency domain waveform of mixing signal