數(shù)字機(jī)與模擬機(jī)DAC曲線的不同之處

孔祥云 李明

Differences of DAC Curves Between Digital Machine and Analog Machine

KONG Xiang-yun， LI Ming

（ Hebei Fangyuan Engineering Testing Co. Ltd.， Renqiu 062552， China）

【摘? 要】論文主要解釋了DAC曲線與距離-波幅曲線的含義，比較超聲波數(shù)字機(jī)與模擬機(jī)DAC曲線的制作差異及其在運(yùn)用方面的不同。

【Abstract】 The paper mainly explains the meaning of DAC curve and distance-amplitude curve， compares the difference of making DAC curve between ultrasonic digital machine and analog machine and its application.

【關(guān)鍵詞】模擬機(jī) ;數(shù)字機(jī);DAC曲線;距離-波幅曲線

【Keywords】 analog machine; digital machine; DAC curve; distance-amplitude curve

【中圖分類號】TG441.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0167-02

1 引言

近年來，數(shù)字超聲波檢測儀風(fēng)行各行各業(yè)，而模擬超聲波檢測儀似乎要被淘汰了，目前的各個取證培訓(xùn)班基本上都用的是數(shù)字機(jī)，而現(xiàn)行的教科書和標(biāo)準(zhǔn)主卻是根據(jù)模擬機(jī)的原理編寫的，特別是DAC曲線在缺陷定量與檢測靈敏度運(yùn)用方面出現(xiàn)了困惑，本文對此問題進(jìn)行了解析。

2 模擬機(jī)與數(shù)字機(jī)的區(qū)別

模擬式超聲波檢測儀是一種射頻顯示儀，與示波器的原理相近，熒光屏上顯示的是不同距離處反射體的聲波高度，通過手動調(diào)節(jié)各個旋鈕可改變反射聲波的位置及高度。反射體的坐標(biāo)位置需要人工計算，工藝參數(shù)需要手動填寫[1]。

數(shù)字式超聲波檢測儀則是在模擬機(jī)的基礎(chǔ)之上融入了計算機(jī)技術(shù)，通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換將射頻顯示的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，有數(shù)據(jù)自動測量、顯示、儲存與輸出等功能。

3 DAC曲線與距離-波幅曲線的區(qū)別

3.1 距離-波幅曲線

要清楚什么是DAC曲線，首先要清楚什么是距離-波幅曲線，他們的長相一樣可含義卻不同，距離-波幅曲線是指同一尺寸的反射體，隨距離的增加或減少，其波幅相應(yīng)的降低或增加，如圖1，在儀器的屏幕上，將第一個反射體的波高確定，假如是50dB，且一直保持不變，移動探頭對準(zhǔn)不同深度的人工缺陷（缺陷尺寸相同），隨著距離的增加，其余幾個反射體的波幅會依次降低，然后把這些依次降低的點(diǎn)連成線，就是距離-波幅曲線。典型就是模擬機(jī)的面板曲線，如圖1所示。將面板曲線增加或減少幾個dB值，就可以變成判廢線、定量線、評定線，它的作用就是對缺陷進(jìn)行定量[2]。

3.2 DAC曲線

DAC是指同一尺寸的反射體，雖然距離增加，波幅要降低，但是為了不讓其檢測靈敏度降低，或者為了檢測某一規(guī)定尺寸的缺陷，通過振幅（或靈敏度）補(bǔ)償，使不同距離的同樣大小的缺陷都有相同高度的波幅顯示（或靈敏度），如圖2所示是按照模擬機(jī)的設(shè)置制作的DAC（距離-振幅-補(bǔ)償），振幅高度與dB值在儀器的熒光屏上都有對應(yīng)的位置。

把圖2中不同距離處的反射體達(dá)到同一高度時所需的dB值在坐標(biāo)紙上標(biāo)識出來就形成了DAC曲線，是一種數(shù)學(xué)表達(dá)式。如圖3所示。使用模擬機(jī)時，如果想使用DAC曲線，就需要單獨(dú)在米格紙上畫出圖3的曲線，每當(dāng)在屏幕上出現(xiàn)一個缺陷反射波就拿出曲線圖進(jìn)行對照，依次進(jìn)行判斷驗收與否。而數(shù)字機(jī)則是通過編程，將圖3的曲線直接顯示在熒光屏上，給檢測帶來了極大的方便。

從視覺角度看，距離-波幅曲線和DAC曲線長相一樣，其實，前者是圖像表達(dá)，后者是數(shù)學(xué)表達(dá)，前者沒有補(bǔ)償，后者有補(bǔ)償。前者適用于模擬機(jī)，后者適用于數(shù)字機(jī)。

4 數(shù)字機(jī)與模擬機(jī)在檢測靈敏度理解方面產(chǎn)生的誤區(qū)

4.1 衰減與增益誤區(qū)

當(dāng)數(shù)字機(jī)出現(xiàn)之后，檢測標(biāo)準(zhǔn)的思路卻沒有相應(yīng)的變化，在制作工藝卡，填寫原始記錄和報告時，往往不知道該如何填寫。在DAC曲線的制作及運(yùn)用上產(chǎn)生疑惑，是因為有的人在“衰減”多少dB和“增益”多少dB上感到迷惑。

4.1.1 “衰減”型

模擬機(jī)的檢測靈敏度表示為“衰減”型，在儀器上轉(zhuǎn)動衰減器，體現(xiàn)為數(shù)字越小，聲強(qiáng)越大，靈敏度越高。

4.1.2 “增益”型

而數(shù)字機(jī)的檢測靈敏度表示為“增益”型，在儀器上切換增益按鍵，體現(xiàn)為數(shù)字越大，聲強(qiáng)越大，靈敏度越高。

4.1.3 “衰減”型與“增益”型比較

①檢測靈敏度數(shù)值調(diào)節(jié)比較。例如，板厚20mm的焊縫，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) NB/T47013.3-2015表27中的要求，距離-波幅曲線的靈敏度則是，？準(zhǔn)2×40-4dB（判廢線），？準(zhǔn)2×40-12dB（定量線），？準(zhǔn)2×40-18dB（評定線），把兩種機(jī)型在DAC曲線使用方面做個對比，見表1。

② 距離-波幅曲線圖形比較。如果單純地在普通坐標(biāo)紙上畫出距離-波幅曲線，模擬機(jī)與數(shù)字機(jī)的效果分別見圖4，圖5。

圖5的曲線形式在我國不被采納，為了延續(xù)檢測人員的視覺習(xí)慣，許多數(shù)字機(jī)也在設(shè)計上沿用了模擬機(jī)的圖形表達(dá)方式，如圖4。使用數(shù)字機(jī)，只要做出母線，其他各線將自動生成并且在熒光屏上同時顯示出來。

4.2 掃查靈敏度復(fù)核的誤區(qū)

模擬機(jī)與數(shù)字機(jī)在實際使用中，由于標(biāo)準(zhǔn)的不完善，存在一些理解上的困難，如在NB/T 47013.3-2015中第4.5.6.3款是這樣規(guī)定的：復(fù)核時，在檢測范圍內(nèi)如發(fā)現(xiàn)掃查靈敏度或距離-波幅曲線上任一深度人工反射體回波幅度下降2dB，則應(yīng)對上一次復(fù)核以來所有的檢測部位進(jìn)行復(fù)驗，如果幅度上升2dB，則應(yīng)對所有的記錄信號進(jìn)行重新評定。

這一條規(guī)定對于現(xiàn)在使用數(shù)字機(jī)的人及以前使用模擬機(jī)的人來說，或多或少都有迷惑之處，其含義解析見表2。由表2可看出，無論是模擬機(jī)的“減小dB值”，還是數(shù)字機(jī)的“增大dB值”，都是要求提高檢測的靈敏度，即提高聲波能量。

5 結(jié)語

檢測標(biāo)準(zhǔn)是通用要求，除了熟悉檢測標(biāo)準(zhǔn)外還要理解不同儀器的性能，超聲波檢測中DAC曲線的運(yùn)用則體現(xiàn)了新舊儀器和新舊標(biāo)準(zhǔn)的繼承與融合。

【參考文獻(xiàn)】

【1】NB/T 47013.3—2015.承壓設(shè)備無損檢測[S].

【2】鄭暉，林樹青.超聲檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.