CN111521690B - 一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，包括采用超声波探伤仪绘制全声程机载屏幕曲线，利用大平底计算法及试块平底孔回波，校核曲线的准确性，将修正后的曲线编号保存，在工件本体上对已绘制曲线进行灵敏度校准，采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，经简单操作，缺陷平底孔当量直径以Φ值或Φ±偏差增益显示值的方式直接显示。本发明曲线定量方法大大减少了实际检测对试块的依赖，降低了成本，减少了检测过程的计算量，使得缺陷定量直观、便捷，提高了检测效率和检测定量的准确性。

Description

一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法。

背景技术

在A型脉冲反射法纵波单直探头超声波检测中，材料中缺陷平底孔当量直径(平底孔当量直径，以下简称“当量”)的测定是检测的基本要求和工件质量等级评定的依据之一。现行检测技术中对于缺陷当量的测定方法有：试块对比法、理论计算法、DAC曲线法、AVG曲线法。其中试块对比法是基本方法，定量准确，但由于需要大量的对比试块，且试块与工件的表面状态、曲率、超声波材质衰减存在差异，如针对这些差异的修正补偿不准确，会产生当量测定偏差，实际检测中针对大型工件采用试块对比法也因为试块制作、携带的不便而较少使用。DAC曲线法在试块对比法的基础上提高了应用的便利性和当量测定的直观性，但不能在工件本体校准，针对试块与工件的差异存在与试块对比法相同的不足。理论计算法可以避免试块与工件的差异带来的偏差，但只适用于缺陷距探头距离不小于3倍近场区长度(3倍近场区长度，以下简称“3N”)的场合。

AVG曲线提供了不同声程反射体当量与大平底的波幅差，可以较方便地利用工件本体进行灵敏度校准，规避试块与工件差异带来的检测误差，国产数字式超声波检测仪部分已具备单点校准生成机载实用AVG曲线的功能，但仅限于声程大于3N的场合，且曲线声程范围不能涵盖距离小于校准点声程的部分，实际应用限制较多。因此，以数字式超声波检测仪为平台，开发一种机载全声程可本体校准的曲线定量方法，在纵波单直探头检测、评定缺陷当量时提供直观、便捷、准确、高效的工作模式，对于提高检测工作质量和检测效率，有较大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，解决了现有机载曲线定量方法不能本体校准、对试块依赖较多的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，包括在数字式超声波探伤仪上绘制全声程机载屏幕曲线，在工件本体上对已绘制曲线进行灵敏度校准，采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，具体操作步骤如下：

步骤1：绘制3N范围曲线，选择试块，按照DAC曲线绘制方法绘制声程在3倍近场区以内的声程-波幅高度曲线，即3N范围曲线；

步骤2：绘制3N范围以外曲线，先确定欲制作曲线最大声程，选择制作曲线的参考点声程，利用试块平底孔或大平底底面多次回波，建立所选择声程的曲线参考点，生成涵盖最大检测声程的待修正的DAC曲线，即声程在3倍近场区以外的声程-波幅高度曲线；

步骤3：曲线修正，将试块最大L值对应曲线参考点高度H_n调整为所述超声波探伤仪显示屏80％高度，依次计算声程大于最大L值曲线参考点的理论高度，利用超声波探伤仪DAC曲线修正功能，将用试块平底孔或大平底底面多次回波制作的部分曲线参考点高度修正至相应理论高度，在尺寸大于3倍近场区且与试块声学特性相当、表面状态、形状相同的工件上，利用大平底计算法及试块平底孔回波，校核曲线的准确性，修正偏差，L表示试块平底孔反射面距检测面距离；

步骤4：将修正后的曲线编号保存，即完成机载全声程可工件本体校准定量曲线绘制；

步骤5：曲线灵敏度工件本体校准，在工件本体上对已绘制曲线进行灵敏度校准，以校准点处声程和曲线灵敏度Φ值为参数，利用大平底计算法计算建立曲线灵敏度应增加的增益值ΔdB，与校准点处一次底波与定量曲线等高时探伤仪偏差增益子菜单显示值比较，确定应修正的增益值，并在探伤仪设置菜单中耦合补偿栏修改耦合补偿数值，完成定量曲线灵敏度校准；

步骤6：采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，当缺陷声程≥3N时，以闸门选定缺陷波，调整基础增益，使缺陷处曲线高度为显示屏80％，此时探伤仪自动显示缺陷平底孔当量Φ值，当缺陷声程＜3N时，调整基础增益使缺陷处曲线高度为显示屏80％，调整偏差增益使缺陷回波高度与曲线等高，此时缺陷平底孔当量值＝曲线灵敏度基准平底孔直径Φ±偏差增益显示值，即当偏差增益显示值≥0时，缺陷平底孔当量值＝Φ－偏差增益显示值，当偏差增益显示值＜0时，缺陷平底孔当量值＝Φ+偏差增益显示值。

本发明的技术特征还在于，

步骤1中，采用超声波探伤仪绘制3N范围曲线，需先完成超声波探伤仪设置和校准。

超声波探伤仪设置，包括在参数菜单中选择其他试块、直探头、输入探头频率和晶片尺寸，耦合补偿设置为0dB，波幅读数栏选择Φ值显示，设置曲线Φ值为欲建立灵敏度当量，偏差增益设置为0。

超声波探伤仪校准，包括选择一组平底孔试块，试块平底孔反射面距检测面距离L的最大值应大于等于3N，然后校准超声波探伤仪时基线，其中

N＝D²/(4λ)

式中：D为探头晶片直径，λ为试块中纵波波长，D和λ的单位均为mm。

步骤2中，选择制作曲线的参考点声程，相邻参考点因声程引起的回波分贝差Δ应不大于6dB，

Δ＝40lg[X_n/X_(n+1)]

式中，X_n为相邻参考点中声程较小参考点的声程，X_n+1为相邻参考点中声程较大参考点声程。

步骤3中，在曲线修正时，将检测仪增益步距调整为0.1dB或最小步距，参考点高度值采用闸门读取方式获取。

步骤3中，依次计算声程大于最大L值曲线参考点的理论高度，依次记录各参考点的理论计算高度，直至H_(n+z)对应声程等于设定的最大声程距离，其中

H_(n+z)＝H_n/[10^(Δ/20)]

其中，H_n为初次选定最大L值对应的参考点高度，可根据需要选择声程大于最大L值已修正参考点高度，H_(n+z)为DAC曲线上声程大于H_n的相邻第z个参考点理论高度，z＝1,2,3……,n，H_(n+z)应不低于超声波探伤仪显示屏20％高度,依次精确记录各参考点的理论计算高度，直至H_(n+z)对应声程等于设定的最大声程距离。

步骤5中，利用大平底法计算曲线灵敏度平底孔回波与校准点一次底波的分贝差ΔdB按下式进行：

ΔdB＝20lg[(πd²)/(2λx)]

式中，d为灵敏度基准孔直径，x为一次底波声程，λ为超声波的波长，单位均为mm；

通过耦合补偿菜单修正实际检测曲线灵敏度的修正值Δt按下式进行计算：Δt＝偏差增益－ΔdB

式中，偏差增益为校准点处一次底波与定量曲线等高时探伤仪偏差增益子菜单显示值，单位为dB，ΔdB为大平底法计算法得出的曲线灵敏度平底孔回波与校准点一次底波的分贝差；

通过耦合补偿菜单修正实际检测曲线灵敏度的原则是：当Δt＞0时，表面耦合数值增加Δt，当Δt＜0时，表面耦合数值减小Δt，直至一次底波与曲线等高时Δt＝0，曲线灵敏度工件本体校准完成。

本发明的有益效果是，提供了一种利用少量试块绘制全声程探伤仪机载屏幕定量曲线的方法，在绘制3N范围以外曲线时，利用试块平底孔或大平底底面多次回波，建立所选择声程的曲线参考点，结合结合理论计算和探伤仪DAC曲线修正功能，生成涵盖最大检测声程的屏幕曲线。本发明同时提供了一种已绘制曲线在工件本体上进行灵敏度校准及检测应用的方法，利用工件本体大平底计算法及探伤仪耦合补偿参数的修改，校准曲线灵敏度，有效规避试块与工件的表面状态、材质衰减差异、曲率差别等因素带来的定量偏差，检测中，对于闸门选定缺陷回波，探伤仪以Φ值或Φ±XXdB的方式显示缺陷当量，缺陷定量直观、便捷。该曲线定量方法减少了定量曲线制作及实际检测时对试块的依赖，降低了成本，减少了检测过程的计算量，使得缺陷定量直观、便捷，提高了检测效率和检测准确性，也有助于推动数字式超声波检测仪在检测中更好发挥作用。

附图说明

图1是本发明实施例中绘制的定量曲线完整形貌图；

图2是本发明实施例中定量曲线参考点声程大于等于试块最大L值时曲线制作过程示意图；

图3是本发明实施例中定量曲线校准示意图；

图4是本发明实施例中定量曲线检测应用示意图。

图中，1.始脉冲，2.全声程定量曲线，3.利用对比试块平底孔或大平底第n(n＞1)次回波建立的待修正的曲线部分，4.检测表面或校准表面与底面平行时的一次底波，5.缺陷回波，6.闸门光标。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，包括以超声波检测DAC曲线绘制方法为基础，在数字式超声波探伤仪上绘制全声程机载屏幕曲线，以及已绘制曲线在工件本体上进行灵敏度校准及检测应用的方法，具体操作步骤如下：

步骤1：绘制3N范围曲线，以超声波检测DAC曲线绘制方法为基础，采用超声波探伤仪绘制3N范围曲线，超声波探伤仪为数字式A型脉冲反射超声波探伤仪；

步骤1.1：超声波探伤仪设置

在检测仪参数菜单选择：

1)其他试块；

2)直探头；

3)输入探头频率、晶片尺寸；

4)耦合补偿设置为0dB；

5)波幅读数栏选择Φ值显示；

6)设置曲线Φ值为欲建立灵敏度当量；

7)增益调节：偏差增益为0；

8)其他参数按检测实际情况调节。

步骤1.2：超声波探伤仪校准

选择声学特性有代表性一组平底孔试块，平底孔孔径取决于欲制作曲线的Φ值，试块平底孔反射面距检测面最大距离(试块平底孔反射面距检测面距离，以下简称L)应大于等于3倍近场区声程(以下简称3N)，利用试块对超声波探伤仪时基线进行校准，校准点最大声程应与欲绘制曲线的最大声程相当，以保证曲线声程范围内时基线的水平线性符合检测标准要求，可以用与欲绘制曲线的最大声程相当的试块底面的第M次回波，作为校准点最大声程处的参考波，M≥校准点最大声程÷校准试块高度，其中

N＝D²/(4λ)

式中：D为探头晶片直径，λ为试块中纵波波长，D和λ的单位均为mm。

步骤1.3：曲线绘制

进入探伤仪DAC曲线制作界面，利用所选择的一组试块，按照DAC曲线制作方法，依次找到不同L值试块平底孔回波的最高点，绘制声程在3倍近场区以内的声程-波幅高度曲线，即3N范围曲线。3N范围曲线的横坐标为声程，即反射体距检测面的距离，3N范围曲线的纵坐标为波幅高度，即反射体的回波高度。

此方法中，绘制3N范围曲线，利用了对比试块平底孔回波制作曲线，即平底孔孔径确定，且探伤仪增益等参数固定时，平底孔底面反射波幅高度由该反射面到检测面的声程距离确定。.

本步骤操作，形成图1标号2曲线中横坐标S—3N对应部分曲线，如试块组中最大L值大于3N,在本步骤操作中，应形成图1标号2曲线中横坐标S—最大L值对应部分曲线。为使所绘制曲线能适用于更小的声程距离，并提高定量曲线应用时的准确性，对比试块选择的数量应尽可能多，试块最小L值在平底孔回波不受始脉冲干扰的前提下尽可能小，并且应有一块试块的L值尽可能接近所用探头的进场长度N。

步骤2：绘制3N范围以外曲线，曲线绘制时，保持偏差增益值为0；

步骤2.1：确定欲制作曲线最大声程，曲线最大声程应大于等于欲检测工件最大厚度；

步骤2.2：选择制作曲线的参考点声程，为使曲线定量准确，相邻参考点因声程引起的回波分贝差Δ应不大于6dB

Δ＝40lg[X_n/X_(n+1)]

式中，X_n为相邻参考点中声程较小参考点的声程，X_n+1为相邻参考点中声程较大参考点声程，为便于曲线绘制，X_n与X_n+1应为试块组中某一试块L值的整数倍；

步骤2.3：在步骤1.3的基础上，利用试块平底孔或大平底底面的多次回波，建立步骤2.1所选择声程的曲线参考点，生成涵盖最大检测声程的待修正的DAC曲线，即以试块平底孔或大平底底面的第n(n＞1)次回波的声程距离表示不同参考点声程位置，记录第n次回波的波幅高度，一个参考点声程对应一个回波，以该回波的波幅高度作为纵坐标，生成声程在3倍近场区以外待修正的声程-波幅高度曲线，如图2中标号3曲线(虚线部分)所示。当采用试块平底孔多次回波建立曲线参考点时，n＝参考点声程÷试块L值，采用试块大平底底面多次回波建立曲线参考点时，n＝参考点声程÷试块高度。

此时获得的DAC曲线中利用试块平底孔多次回波或大平底底面多次回波制作的部分，不符合平底孔回波声压随声程变化的规律，不满足检测定量要求，见图2中DAC曲线虚线部分，该虚线是在无法直接利用对比试块平底孔反射回波绘制曲线时，也就是当试块的规格、数量不满足曲线制作要求时，先利用试块平底孔的多次回波或大平底底面多次回波建立的辅助曲线，例如，要绘制声程距离最大到1000mm的DAC曲线，但只有L＝50、100、150、200、300mm的试块，直接利用平底孔回波，无法绘制曲线对应声程大于300mm的部分。

采用本发明曲线定量方法，在只有L＝50、100、150、200、300mm的试块时，可以利用L＝200平底孔的第2次回波建立400mm处的辅助参考点，L＝200平底孔第1次回波声程为200mm，第2次回波声程为400mm，同样，可利用其他L值平底孔的第2次或者第3、4、……、n次回波或者是大平底的多次回波建立相应声程处的辅助参考点。

之所以称“辅助参考点”，第一个原因是该参考点对应的回波高度与平底孔回波(指第1次回波)高度随声程变化的客观规律不相符，需要在此基础上修正。

第二个原因是辅助参考点的声程距离、辅助曲线的高度为下一步结合理论计算修正曲线提供了基础。

图2为定量曲线参考点声程(横坐标数值)大于等于试块最大L值时曲线制作过程示意图。试块最大L值应大于等于曲线横坐标3N数值，图2表示试块最大L值等于3N时定量曲线制作过程，试块最大L值大于曲线横坐标3N数值时，定量曲线制作过程与此相同。图2中，从左往右，第一段曲线表示始脉冲1，第二段曲线表示全声程定量曲线2(第三段曲线修正后形成的曲线)，第三段曲线(虚线部分)表示利用对比试块平底孔或大平底第n(n＞1)次回波建立的待修正的曲线部分3。

对于数字式超声波探伤仪，在机载DAC曲线制作中，检测者只需依次找到相应声程、特定尺寸或者说直径平底孔的第1次回波的高点，按下检测仪功能菜单中的“记录”键依次记录参考点，最后按“确认”键，探伤仪可自动生成曲线；

步骤3：曲线修正

步骤3.1：调整检测仪增益，将试块最大L值对应曲线参考点高度H_n调整为检测仪显示屏80％高度，为使该参考点高度准确，应调整检测仪增益步距为0.1dB或最小步距，参考点高度值采用闸门读取方式获取。

步骤3.2：依次计算声程大于最大L值曲线参考点的理论高度，其中

H_(n+z)＝H_n/[10(Δ/20)]

式中，H_n为初次选定最大L值对应参考点高度，可根据需要选择声程大于最大L值已修正参考点高度，H_(n+z)为DAC曲线上声程大于H_n的相邻第z个参考点理论高度，z＝1,2,3……,n，H_(n+z)应不低于超声波探伤仪显示屏20％高度，依次精确记录各参考点的理论计算高度，直至H_(n+1)对应声程等于设定的最大声程距离。

步骤3.3：利用探伤仪DAC曲线修正功能，将用试块平底孔的多次回波或大平底底面多次回波制作部分曲线参考点高度修正至相应理论高度；

步骤3.4：曲线校验，在尺寸大于3N且与试块声学特性相当、表面状态、形状相同的工件上，利用大平底计算法计算曲线灵敏度平底孔回波与工件一次底波的分贝差，在试块上校核修正曲线的准确性，修正偏差；

计算曲线灵敏度平底孔回波与工件一次底波的分贝差ΔdB，

ΔdB＝20lg[(πd²)/(2λx)]

式中，d为灵敏度基准孔直径，x为一次底波声程，λ为超声波的波长，单位均为mm。

调整探伤仪增益值，使工件一次底波高度与同声程处定量曲线一致，见图3，曲线高度(纵坐标值)应大于等于探伤仪显示屏显示高度的20％，记录探伤仪增益子菜单偏差增益的数值，此数值应等于ΔdB；调整偏差增益的数值为0，比较3N范围内曲线与不同L值试块平底孔回波高度，两者应相等。

步骤3.5：如有偏差，重复步骤3.1～步骤3.4，直到获得准确的曲线，见图3；

图3为定量曲线校准示意图，图中靠近纵坐标的第一段曲线为始脉1，第二段曲线为全声程定量曲线2，第三段曲线为定量曲线校准时检测表面或校准表面与底面平行时的一次底波4。

步骤4：将修正后的曲线编号保存，即完成机载全声程可工件本体校准曲线的绘制，见图1，可以预先绘制多种探头、不同平底孔直径灵敏度，针对不同材料的机载定量曲线，分别编号保存，供现场检测时调用；

图1为定量曲线的完整形貌，该曲线包含声程大于等于3N和小于3N两部分，曲线对应横坐标0–S部分不能用于检测时的缺陷当量值径评定，故S为曲线起点，曲线对应横坐标S–N部分为近场区内曲线，曲线对应横坐标S–3N部分为三倍近场区内曲线，即3N范围曲线，曲线对应横坐标大于3N部分为三倍近场区以外曲线，即3N范围以外曲线。图1中包括两段曲线，靠近纵坐标的第一段曲线为始脉冲1，第二段曲线为全声程定量曲线2。

曲线起始点S取决于曲线制作采用的对比试块平底孔反射面距检测面距离L的最小值，曲线终点对应横坐标数值根据欲检测工件最大厚度确定。曲线横坐标声程距离应大于等于欲检测工件最大厚度，才能保证工件中任一深度位置出现缺陷时，能够使用定量曲线对该缺陷回波进行评定。

实际检测中，当声程大于3N时多用计算法替代，但计算法过程复杂，计算过程需要耗费大量的时间，采用本发明曲线定量方法，能够大幅度减少检测过程中的计算量，使缺陷平底孔当量直径的测量更加直观、便捷和高效。

步骤5：曲线灵敏度工件本体校准

曲线使用时的灵敏度校准，由于制作曲线的试块与需检测工件之间存在的表面状态不同、材质衰减差异、曲率差别等因素，影响曲线直接应用时检测灵敏度以及缺陷定量的准确性，因此，已绘制定量曲线应用前，应先在需检测工件本体或与需检测工件本体相类似的其他工件上进行曲线灵敏度校准，其他工件的表面状态、曲率、超声波材质衰减等与需检测工件相同或相当，校准点处上下表面应平行，厚度或直径应大于等于3N，校准发现的曲线灵敏度偏差通过改变探伤仪耦合补偿菜单数值实现。

根据检测要求，在探伤仪上调出相应的已存储曲线，调整检测范围和基础增益，使工件上尺寸大于3N部位的一次底面回波位于时基线刻度80％位置、此底波对应声程处的待校准曲线高度不低于显示屏20％高度，见图3；

调节偏差增益，使工件上尺寸大于3N的一次底波回波高度与曲线等高，此时，偏差增益显示：-YY.YdB。

“基础增益”与“偏差增益”是数字式超声波探伤仪增益功能键对应的两个子菜单，“基础增益”数值增加时，DAC曲线与缺陷回波同步升高，缺陷回波高度相对于DAC曲线的dB差不变，即对于同一缺陷回波，调整“基础增益”不影响对缺陷尺寸的评定结果。“偏差增益”数值改变时，会改变缺陷回波高度相对于DAC曲线的dB差，－YY.YdB，是调节“偏差增益”，使工件上尺寸大于3N的一次底波回波高度与曲线等高时，探伤仪“偏差增益”子菜单的显示值，此显示值与所用探头，检测对象材料、形状、尺寸等因素有关，此处以“－YY.YdB”表示，“－”表示工件上尺寸大于3N的一次底波回波高度与曲线等高时，“偏差增益”是降低的，数值小于0，是负值；“YY.Y”是一次底波回波高度与曲线等高时，“偏差增益”的具体数值。

利用大平底法计算曲线灵敏度平底孔回波与校准点一次底波的分贝差ΔdB，“一次底波”指校准点处的一次底面回波，检测时，工件不同直径或厚度的部位，需要分别校准，因使用大平底计算法，所以限定校准点处工件的直径或厚度应大于等于3N，

ΔdB＝20lg[(πd²)/(2λx)]

式中，d为灵敏度基准孔直径，x为一次底波声程，λ为超声波的波长，单位均为mm。

计算偏差增益与大平底法灵敏度计算值差值Δt，Δt＝偏差增益－ΔdB，根据Δt值调整检测仪参数菜单中表面耦合数值，当Δt＞0时，表面耦合数值增加Δt，当Δt＜0时，表面耦合数值减小Δt，实际中，因试块的表面状态、材质衰减不低于工件，Δt值一般＞0。重新调整偏差增益，使一次底波与曲线等高，再次计算Δt＝偏差增益－ΔdB，如有差异，根据Δt值调整检测仪参数菜单中表面耦合数值，重复以上步骤，直至一次底波与曲线等高时Δt＝0。调整偏差增益，使之为0，曲线灵敏度工件本体校准完成。

步骤6：定量曲线的检测应用，即采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，参见图4，图4为定量曲线检测应用示意图，图中从左到右，第一段曲线表示始脉冲1，第二段曲线表示全声程定量曲线2，第三段曲线表示缺陷回波5，第四段曲线表示检测时检测表面或校准表面与底面平行时的一次底波4，水平线表示闸门光标6。

进行缺陷当量直径评定时，如果发现缺陷回波，当缺陷声程≥3N时，以闸门选定缺陷波，调整基础增益，使缺陷处曲线高度为显示屏80％，此时探伤仪自动显示缺陷平底孔当量Φ值，与探伤仪设置菜单中波幅读数栏选择Φ值显示相对应。

当缺陷声程＜3N时，调整基础增益使缺陷处曲线高度为显示屏80％，调整偏差增益使缺陷回波高度与曲线等高，此时缺陷平底孔当量值＝曲线灵敏度基准平底孔直径Φ±偏差增益显示值，即当偏差增益显示值≥0时，缺陷平底孔当量值＝Φ－偏差增益显示值，当偏差增益显示值＜0时，缺陷平底孔当量值＝Φ+偏差增益显示值，偏差增益显示值单位为dB。

采用该当量曲线进行当量直径测定时，利用工件一次底面回波校准曲线灵敏度适用于工件上下表面平行的场合，一次底面回波声程应大于等于3N,对于上下表面不平行的工件，可在其他工件上校准，校准点表面状态、曲率、校准位置的超声波材质衰减应与被检工件相同。曲线的绘制、校准、应用，应使用同一探头和相同的耦合剂。曲线应用时，应考虑工件与试块在声速、材质衰减方面的差异，差别较大时，可通过基本理论计算修正，声速差异带来的定量偏差的计算修正适用于3N声程以外的场合。

Claims (8)

1.一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，包括采用超声波探伤仪绘制全声程机载屏幕曲线，在工件本体上对已绘制曲线进行灵敏度校准，采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，具体操作步骤如下：

步骤1：绘制3N范围曲线，选择试块，按照DAC曲线绘制方法绘制声程在3倍近场区以内的声程-波幅高度曲线，即3N范围曲线；

步骤2：绘制3N范围以外曲线，先确定欲制作曲线最大声程，选择制作曲线的参考点声程，利用试块平底孔或大平底底面的多次回波，建立所选择最大声程的曲线参考点，生成涵盖最大检测声程的待修正的DAC曲线，具体是以试块平底孔或大平底底面的第n次回波的声程距离表示不同参考点声程位置，记录第n次回波的波幅高度，一个参考点声程对应一个回波，以该回波的波幅高度作为纵坐标，生成声程在3倍近场区以外待修正的声程-波幅高度曲线，当采用试块平底孔多次回波建立曲线参考点时，n＝参考点声程÷试块L值，采用试块大平底底面多次回波建立曲线参考点时，n＝参考点声程÷试块高度，其中n＞1；

步骤3：曲线修正，将试块最大L值对应曲线参考点高度H_n调整为所述超声波探伤仪显示屏80％高度，依次计算声程大于最大L值曲线参考点的理论高度，利用超声波探伤仪DAC曲线修正功能，将用试块平底孔或大平底底面多次回波制作的部分曲线参考点高度修正至相应理论高度，在尺寸大于3倍近场区且与试块声学特性相当、表面状态、形状相同的工件上，利用大平底计算法及试块平底孔回波，校核曲线的准确性，修正偏差，L表示试块平底孔反射面距检测面距离；

步骤4：将修正后的曲线编号保存，即完成机载全声程可工件本体校准定量曲线绘制；

步骤5：曲线灵敏度工件本体校准，在工件本体上对定量曲线进行灵敏度校准，以校准点处声程和曲线灵敏度Φ值为参数，利用大平底计算法计算建立曲线灵敏度应增加的增益值ΔdB，与校准点处一次底波与定量曲线等高时探伤仪偏差增益子菜单显示值比较，确定应修正的增益值，并在探伤仪设置菜单中耦合补偿栏修改耦合补偿数值，完成定量曲线灵敏度校准；

步骤6：采用校准后的曲线评定缺陷当量直径，当缺陷声程≥3N时，以闸门选定缺陷波，调整基础增益，使缺陷处曲线高度为显示屏80％，此时探伤仪自动显示缺陷平底孔当量Φ值，当缺陷声程＜3N时，调整基础增益使缺陷处曲线高度为显示屏80％，调整偏差增益使缺陷回波高度与曲线等高，此时缺陷平底孔当量值＝曲线灵敏度基准平底孔直径Φ±偏差增益显示值，即当偏差增益显示值≥0时，缺陷平底孔当量值＝Φ－偏差增益显示值，当偏差增益显示值＜0时，缺陷平底孔当量值＝Φ+偏差增益显示值。

2.根据权利要求1所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述步骤1中，采用超声波探伤仪绘制3N范围曲线，需先完成超声波探伤仪设置和校准。

3.根据权利要求2所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述超声波探伤仪设置，包括在参数菜单中选择其他试块、直探头、输入探头频率和晶片尺寸，耦合补偿设置为0dB，波幅读数栏选择Φ值显示，设置曲线Φ值为欲建立灵敏度当量，偏差增益设置为0。

4.根据权利要求3所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述超声波探伤仪校准，包括选择一组平底孔试块，试块平底孔反射面距检测面距离L的最大值应大于等于3N，然后校准超声波探伤仪的时基线，其中

N＝D²/(4λ)

式中：N为近场区长度，D为探头晶片直径，λ为试块中纵波波长，D和λ的单位均为mm。

5.根据权利要求1所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述步骤2中，选择制作曲线的参考点声程，相邻参考点因声程引起的回波分贝差Δ应不大于6dB，

Δ＝40lg[X_n/X_n+1]

式中，X_n为相邻参考点中声程较小参考点的声程，X_n+1为相邻参考点中声程较大参考点声程，X_n与X_n+1应为试块组中某一试块L值的整数倍。

6.根据权利要求1所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述步骤3中，在曲线修正时，将超声波探伤仪增益步距调整为0.1dB或最小步距，参考点高度值采用闸门读取方式获取。

7.根据权利要求6所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述步骤3中，依次计算声程大于最大L值曲线参考点的理论高度，依次记录各参考点的理论计算高度，直至H_n+z对应声程等于设定的最大声程距离，其中

H_n+z＝H_n/[10(Δ/20)]

式中，H_n为初次选定最大L值对应参考点高度，H_n+z为DAC曲线上声程大于H_n的相邻第z个参考点理论高度，z＝1,2,3……,n，H_n+z应不低于超声波探伤仪显示屏20％高度，Δ为相邻参考点因声程引起的回波分贝差。

8.根据权利要求1所述的一种机载全声程可工件本体校准的曲线定量方法，其特征在于，所述步骤5中，利用大平底计算法计算建立曲线灵敏度应增加的增益值ΔdB按下式进行：

ΔdB＝20lg[(πd²)/(2λx)]

式中，d为灵敏度基准孔直径，x为一次底波声程，λ为超声波的波长，单位均为mm；

通过耦合补偿菜单修正实际检测曲线灵敏度的修正值Δt按下式进行计算：Δt＝偏差增益－ΔdB

式中，偏差增益为校准点处一次底波与定量曲线等高时探伤仪偏差增益子菜单显示值，单位为dB，ΔdB为利用大平底计算法计算建立曲线灵敏度应增加的增益值ΔdB，在此表现为计算法得出的曲线灵敏度平底孔回波与校准点一次底波的分贝差；

通过耦合补偿菜单修正实际检测曲线灵敏度的原则是：当Δt＞0时，表面耦合数值增加Δt，当Δt＜0时，表面耦合数值减小Δt，直至一次底波与曲线等高时Δt＝0，曲线灵敏度工件本体校准完成。

Images