《TOFD检测》教案-13.TOFD检测脉冲宽度设置

字数1380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检测技术课程负责人齐向前电课程名称TOFD检测脉冲宽度及脉冲高度参数设置TOFD检测脉冲宽度及脉冲高度的与课件上的微课名称不一致，请教师确认设置与课件上的微课名称不一致，请教师确认单位天津海运职业学院脚本撰写人齐向前电程结构

（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大家好同学你好，本讲我们学习TOFD检测仪器脉冲宽度及脉冲高度的设置PPT1本讲主要包括以下四部分内容：第一，一、什么是脉冲宽度；二、第二，脉冲宽度对TOFD检测的影响；三、第三，脉冲高度对TOFD检测的影响；四、第四，脉冲宽度和脉冲高度的仪器设置；PPT2知识点讲解首先来看什么是脉冲宽度，触发TOFD探头晶片的电压通常为矩形脉冲，是因为矩形脉冲应用在TOFD系统中表现出更好的可控性和调谐性，矩形脉冲可以是单极性或双极性，脉冲宽度指的是矩形脉冲电压的持续时间，图1中所示的矩形脉冲是理想波形，其电压上升和下降时间均为0。但理想的阶跃脉冲是不可能实现的，实际脉冲发生器所产生的矩形波电压并不能立即上升和下降，阶跃脉冲的电压由一个电平变化到另一个电平必定要占一定的时间，使电压上升有一定的坡度，脉冲电压宽度可以定义为触发电压在幅值电压一半以上持续的时间。PPT3-4下面来看第二个问题，脉冲宽度对TOFD检测有什么影响，脉冲宽度的选择是非常重要的，它有助于优化超声脉冲信号的形状。如图1中所示，矩形脉冲的第一个边使该晶体元件产生振动，矩形脉冲的第二个边同样使该晶体元件再次产生主振动，但是超声脉冲的相位与第一个振动的相位是相反的，相差180度，这两个超声脉冲通常会重叠并彼此干涉。【P6】改变脉冲宽度可以使周期中不同部分加强或减弱。在图左侧图2（a）中，脉冲宽度设置为1个周期的二分之一，比如5MHz的探头设置为100ns，两个边产生的超声脉冲叠加后组成一个单一频率的振幅更大的射频信号，射频信号的周期增加，余波边长边长还是变长？变长，这对TOFD检测分辨力是不利的。边长还是变长？如果脉冲宽度设置为该超声波频率的一个周期，比如5MHz的探头设置为200n)，则矩形脉冲两个边产生的超声波信号相位相反，叠加后虽然振幅减小，但射频信号的周期数明显降低。低周期数振动的脉冲称为短脉冲，这对分辨小缺陷的上端点和下端点衍射信号是非常有利的。PPT5-64下面来看脉冲高度对TOFD检测的影响。脉冲高度就是矩形脉冲的激发电压，电压越高，激励的超声脉冲能量就越大，检测灵敏度就越高。TOFD系统使用的脉冲电压取决于探头的频率和晶片元件的类型。TOFD检测有时需要使用高频探头，高频探头的材料很薄，容易破碎，为避免损坏压电晶片，提高探头使用寿命，需要控制发射脉冲的电压不能太高，但同时又要兼顾检测的灵敏度。TOFD系统使用的脉冲电压一般从100V至400V，在保证检测灵敏度的情况下，应硬尽量选择较低的激发电压。【教师单独出镜】这里体现了一个非常重要的职业伦理：不能为了追求“高灵敏度”而盲目提升电压，损坏探头、增加成本；也不能为了省事而使用过低电压，导致漏检。在“够用”与“安全”之间找到平衡，在保证质量的前提下爱护设备、珍惜资源，这才是负责任检测人员的担当。PPT75下面我们通过仪器参数设置来看一下脉冲宽度和高度的设置，检测工件厚度20mm，选用5MHz\φ6mm探头、60°楔块，设置探头间距为46mm，在显示屏上找到直通波、底波和变形波，将直通波调节为满屏的40%—80%40%-80%，调节脉冲宽度值，在其他参数不变的情况下观察直通波信号变化，使直通波得到最佳的波高和周期数，调节激发电压大小，观察信号变化，在保证灵敏度的情况下可以选择最低的激发电压。PPT68（实操录制一段）本讲小结脉冲宽度决定超声信号的周期数，影响分辨力；脉冲高度决定激发能量，影响灵敏度与探头寿命。参数设置需在信号质量与设备安全间寻求平衡。合理选择参数，既是技术能力，更是无损检测人员责任意识与工匠精神的