数字超声波探伤仪的特性及在机车上的应用
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3.2 不同状态裂纹自身高度的计算方法
3.2.1垂直于工件表面的开口裂纹
对于垂直表面的开口裂纹，其自身（垂直）高度为h，端点回波与根部回波声程分别为ω1和ω2，探头射角为β，工件厚度为T，如下图：
表面开口裂纹自身高度测定示意图
h=（ω2-ω1）cosβ=(ω2-ω1)T/ω2=（1-ω1/ω2）·T （1）
不用β值，而用式（1）计算表面开口裂纹自身高度可得到较高的精度。
3.2.2 垂直于工件表面的内部裂纹。
对于垂直于表面的内部裂纹，如果上端点和下端点都是由一次波探测到（左图），一次声程分别为ω1和ω2，则其自身高度h为
h=（ω2-ω1）cosβ （2）
内部垂直裂纹自身高度测定示意图
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （3）
3.2.3 倾斜的内部裂纹。
对于有倾角的裂纹，如下图，若上端点和下端点由一次波探测到（左图），一次波声程分别为ω1和ω2，则其垂直高度h为
h=（ω2-ω1）cosβ （4）
内部倾斜裂纹自身高度测定示意图
ω2 =L2-2×（L2-T/cosβ） （5）
h=（ω2-ω1）cosβ
用式（1）～（5）进行声程的数字化处理，实际上是一台带有采样装置（频率为30MHZ）和超声信号接入装置的工控计算机，具有计算机的全部功能。分析软件采用可视界面技术，软件设计以JB4730—1994标准为依据。采用声程数字处理技术的端点反射回波法。采用此法对提高裂纹自身（垂直）高度测量精度非常有效。具有原理简单，测量重复性好，操作方便快捷和实用性高。
4 结论
数字超声波探伤仪是目前研究的热点，主要集中在研究其适应性强，灵敏性高。我段自2000年引进数字式超声波探伤仪后，使我段在SS7型电力机车检修中车轴及轮箍的缺陷检测得率大有提高，尤其是同型机车且均运营在南昆线上，昆明机务段已有几起崩箍事故发生，而我段还无一类似事故。这是因为我段在事故发生前将缺陷检出，从而避免了事故的发生，如我段在2000年检测出12个轮箍有超限缺陷，2001年检测出13个轮箍有缺陷，3条车轴有裂纹。由此可见，数字式超声波探伤仪的缺陷检出可信度是模拟超声波探伤仪所无法比拟的，因此，发展数字式超声波检测技术在机车检测领域的应用是极其重要的。
参考文献
1 中国机械工程学会无损检测分会.超声波检测.机械工业出版社,2000.
2 辽宁省机械工程学会.无损探伤.机械工业出版社,2001.
3 中国科学技术协会.无损检测.机械工业出版社,2001.
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