《TOFD检测》教案-1.TOFD对衍射信号检测

字数总体字数控制在1200-1800字左右（开场白60字左右、知识点/技能点讲解+案例导入字数控制在800-1200左右、知识点应用(职业中的运用)字数控制在100左右、课程小结字数控制在100左右）课程名称TOFD检测法课程负责人电话微课程名称TOFD对衍射信号检测学校脚本撰写人靳超电话课程结构

（以下仅供参考，根据课程特点确定）解说词（字幕）

（要求连贯、完整、口语化；与PPT对应；如有拟插入的视频或动画，要有上下文承接）对应PPT（素材）（（如PPT1、PPT2等，拟插入微课视频的图片务请插入PPT））可提供素材（标注拟插入视频或动画的编号，单独提供给编导)呈现方式（绿幕、实景）备注开场白60同学你好，本讲我们学习一下TOFD对衍射信号检测PPT1本讲内容主要包括：波的衍射现象及TOFD检测原理，不同角度下衍射信号波幅变化，TOFD图像形成原理PPT2知识点讲解所谓衍射，是指波在传输过程中与界面作用而发生的不同于反射的另一种物理现象。典型的情况是：:如左图所示当超声波作用于一条长裂纹缺陷，在裂纹表面产生超声波反射的同时，还将从裂纹尖端产生衍射波。衍射波信号比反射波信号弱得多，且向各个方向传播，即没有明显的指向性。TOFD就是利用声束在裂纹两个端点或端角产生的衍射波来对缺陷进行定位定量。如右图所示，超声波打在裂纹上，在裂纹两端产生衍射波向各个方向传播。PPT3缺陷端点的形状对衍射有影响，端点越尖锐，衍射特性越明显，端点越圆滑，衍射特性越不明显，当端点圆半径大于波长λ入是入还是字符λ？时，主要体现的是反射特性。是入还是字符λ？由于衍射波能量远远低于反射波能量，,因此采用单探头作TOFD检测时衍射信号被反射波掩盖难以观察，,因此单探头扫查方式，,不适合高效的TOFD检测。如左侧图反射信号反射出探头区域，衍射信号被接收；右图反射信号和衍射信号都被接收，衍射信号被反射信号掩盖。PPT4-5鉴于上述情况，单探头自发自收容易使得衍射信号被反射信号掩盖，不容易发现缺陷。因此如图所示TOFD检测方法采用双探头一发一收模式进行检测。PPT65下面讲解不同角度下衍射信号波幅变化，衍射波幅在不同折射角度下变化的试验装置示意图和试验结果如图所示。将TOFD探头放在垂直于试件表面的裂纹的两侧等距位置，分别发射和接收信号，设计的探头声束有足够大的扩散角度，能够同时接收上下尖端的衍射波信号。测试结果表明：折射角度为65°时，上尖端信号和下尖端信号波幅均为最大。裂纹下尖端的信号，在38°时波幅下降很大，而在20°时波幅又回升，使得裂纹下尖端波幅曲线出现两个峰。在45°~80°区间，裂纹下尖端的信号波幅略大于上尖端的信号波幅。在此区间内，由角度变化引起的波幅变化不大于6dB。内容较多拆分两页显示PPT6-77-9内容较多拆分两页显示衍射信号幅度会随折射角而变化；但是在45°~80°区间，TOFD衍射波信号幅度与折射角关系不大，这是与脉冲回波信号的最大不同点。TOFD技术一般使用的探头角度为45°~70°、避开了38°这一不利角度，这就保证了衍射信号的强度。不使用75°以上探头并不是出于衍射信号波幅的原因，而是因为在此区间声程差减小引起的测量误差会急剧增大。PPT8107下面讲解TOFD图像形成原理TOFD技术把一系列A扫数据组合，通过信号处理转换为TOFD图像。在图像中每个独立的A扫信号成为图像中很窄的一行，通常一幅TOFD图像包含了数百个A扫信号。A扫信号的波幅在图像中是以灰度等级显示的。PPT1198TOFD图像的一维坐标代表探头位移，另一维坐标代表信号传输时间。在TOFD图像中，点状缺陷或线性缺陷端点的显示呈现出一种特殊的弧形，如图所示。产生弧形的原因可解释如下：弧形凸起峰的最高点对应的是衍射信号声程的最小位置。探头扫查过程中，衍射点相对于探头位置不断变化，衍射信号传输时间也不断变化。当缺陷位于发射和接收探头的连线中点下方的对称处时，脉冲传输时间最短。当探头偏离这一位置，无论是平行于焊缝移动，,即(D扫描)，还是垂直于焊缝移动，即(B扫描)，传输时间都可能增加。可以想象，TOFD扫查时，探头由远处而来，经过缺陷再离去，由对称位置的一边扫描至另一边，衍射信号的传输时间先是逐渐减小，直到一个最小值，然后再次增加，这样在TOFD图像中就形成一个弧。PPT1012-15内容太多，拆分两页显示19内容太多，拆分两页显示本讲小结100本节课主要学习了波的衍射现象及TOFD检测原理；探究不同角度下衍射信号波幅变化，同时掌握和TOFD图像形成原理。希望