2.頻譜分析方法測(cè)厚的優(yōu)點(diǎn)

頻譜分析方法測(cè)厚的優(yōu)點(diǎn)之一是比較簡(jiǎn)便，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的閘門(mén)設(shè)置以保證將管壁的反射波傳遞到頻譜分析儀中，這些實(shí)際上已經(jīng)包含在檢測(cè)程序的設(shè)置中了。實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)整也比其他幾種方法簡(jiǎn)單得多。頻譜分析方法測(cè)厚的分辨力也比掃頻裝置和脈沖回波測(cè)厚裝置所能提供的分辨力高得多?，F(xiàn)有的任何型號(hào)的儀器采用這兩種檢測(cè)方式都很難測(cè)量0.25mm(0.010in)以下的厚度。采用頻譜分析方法，使用中心頻率為25MHz的探頭，很容易測(cè)出0.05mm(0.002in)鋁試樣的厚度。在聲速更低的材料中，可以測(cè)出的厚度值更小。在這里提到的25MHz是一個(gè)參考頻率，因?yàn)檫@一頻率現(xiàn)在基本上是工業(yè)超聲檢測(cè)中所用到的頻率范圍的上限?，F(xiàn)在生產(chǎn)商能夠提供中心頻率為50MHz甚至更高的探頭。如果采用這種探頭，頻譜分析法所能測(cè)出的鋁板最小厚度甚至可以降低到0.025mm(0.001in)，測(cè)量精度能夠達(dá)到0.0025mm(0.0001in)。頻譜分析方法測(cè)量的最大厚度可以達(dá)到幾英寸，這取決于所用頻譜分析儀的能力。當(dāng)然，對(duì)于較厚材料的厚度測(cè)量，采用脈沖回波數(shù)字測(cè)厚儀更加直接方便。

3.近表面缺陷的檢測(cè)分辨力

考慮與被檢測(cè)表面距離非常近的分層缺陷。對(duì)于一束聚焦良好的超聲波，從試樣上表面反射的超聲波與從分層位置反射的超聲波之間會(huì)發(fā)生干涉，這與薄板測(cè)厚時(shí)試樣上下表面反射波發(fā)生的干涉現(xiàn)象十分類(lèi)似。因此，頻諧分析技術(shù)很有可能能夠解決0.025mm(0.001in)深度范圍內(nèi)(近表面)缺陷的檢測(cè)問(wèn)題。這一技術(shù)還能夠解決薄層材料與基體之間粘接狀況的檢測(cè)。目前的檢測(cè)技術(shù)所能夠提供的厚度分辨力為0.25mm(0.010in)，即所能檢測(cè)到的缺陷都位于0.25mm(0.010in)以上。提高材料厚度方向上的檢測(cè)分辨力對(duì)于提高材料性能，開(kāi)發(fā)材料新的應(yīng)用領(lǐng)域具有非常重要的實(shí)際意義。

4.確定缺陷的類(lèi)型

在很多具體的檢測(cè)操作中，確定出被檢試樣中缺陷的類(lèi)型往往是非常重要的，因?yàn)榭梢該?jù)此分析出該缺陷對(duì)于設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的危害程度。例如裂紋往往被認(rèn)為是比球形氣孔更嚴(yán)重的一類(lèi)缺陷，因?yàn)樵诹鸭y附近往往存在較高的應(yīng)力集中，它將導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展。

研究表明:在探頭的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，當(dāng)球形氣孔和裂紋狀缺陷均與探頭軸線垂直時(shí)，其反射波的頻譜與探頭干涉頻譜類(lèi)似。假定探頭的入射角相對(duì)于被檢部分的表面是變化的。隨著探頭入射角的改變，缺陷反射波的幅度將會(huì)發(fā)生很大變化，因?yàn)榉峙涞今詈蟿?水)和試樣界面上的能量是隨著探頭入射角的改變而改變的。當(dāng)探頭入射角改變時(shí)，球形反射體頻譜圖中所有頻率成分對(duì)應(yīng)的幅度都降低了，但頻譜的大致形狀沒(méi)有發(fā)生變化，而裂紋狀缺陷頻譜的形狀發(fā)生了變化。從而可以利用頻譜分析方法區(qū)分球形氣孔和裂紋狀缺陷。又如，頻譜分析技術(shù)也被應(yīng)用于電子束焊接焊縫中不同類(lèi)型缺陷的區(qū)分。鈦合金電子束焊縫中常見(jiàn)的兩類(lèi)缺陷是氣孔和開(kāi)裂。開(kāi)裂的形狀類(lèi)似于扁平的利馬豆，它同裂紋相似，因?yàn)樗葰饪赘菀讛U(kuò)展，因此，將這兩種典型的缺陷區(qū)分開(kāi)來(lái)就顯得非常重要。除了能從電子束焊縫中區(qū)分出氣孔和開(kāi)裂這兩類(lèi)缺陷以外，頻譜分析方法還能夠提供關(guān)于它們尺寸的有用信息。開(kāi)裂狀缺陷的長(zhǎng)度可以直接從頻譜圖中確定出來(lái)。當(dāng)從頻譜分析圖中確定缺陷為球形氣孔并給定合適的標(biāo)度后，其尺寸也可以通過(guò)測(cè)量頻譜峰值的幅度加以確定。

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