| 一.概述 |
| 隨著科學技術的進步和計算機技術的廣泛應用，超聲波探傷儀的技術性能不斷提高，功能不斷增加，自動化程度越來越高，技術先進的數字化智能化的儀器不斷涌現。這種儀器以高精度的運算、控制和邏輯判斷功能來替代大量人的體力和腦力勞動，減少了人為因素造成的誤差，提高了檢測的可靠性，較好地解決了記錄存檔問題，具有良好的發展前景。 |
| 70年代微型計算機問世和大規模集成電路的發展，使計算機技術開始進入超聲波探傷領域，但那時只是利用傳統探傷儀通過某種接口與微型計算機聯機完成某種特定工件的自動探傷或對波形進行一些信號處理。到了80年代，人們開始研究超聲回波信號的數字化及有關數據處理。后來在傳統模擬儀器的基礎上，利用數字儀器的特點，增加了對超聲波探傷來說極為重要的波形記錄、存儲和分析等功能，可對動態波形進行全程記錄，并通過具有手動B掃描功能示意性地顯示工作斷面圖像。關于人機，主要有菜單式和功能鍵方式。菜單式不受儀器按鍵限制，對話功能較強，但操作較繁瑣，不易為探傷人員接受。關于波形顯示方式有全數字式和數字模擬混合方式。前者顯示數字波形，通常可供標準視頻輸出，便于記錄動態波形。后者通過示波管顯示模擬波形，可進行數字調節與處理，兼有模擬與數字儀器的特點，但不能利用錄像設備記錄動態波形。進入90年代，研制出便攜式全數字儀器，兼有上述各類型儀器的功能，在技術水平上逐步接近先進水平，并開發出不少具有自己特色的功能和應用軟件。如功能鍵操作屏幕中文提示，圓柱面工件探傷曲面自動校正，顯示焊縫探傷剖面示意圖，大容量波形數據存儲器及數據庫管理軟件，B掃描、C掃描和偽3D顯示圖像等。其中有的已投入批量生產，并在實踐中得到應用。 |
| 1983年德國KK公司推出了世界上*臺便攜式數字化超聲波探傷儀USDI型，采用了Z80作CPU，雖然其整機重量較重（約10Kg），體積較大，功能也一般，但其自動可設置的DAC曲線，數據存儲和打印功能已顯示出數字化超聲波探傷儀強大的生命力。 |
| 1986年后，世界上各工業國家的數字化超聲波探傷儀得到了迅速發展，我國自1989-90年中科院武漢物理所研制成功的國內*臺數字化超聲波探傷儀KS1010型，自后數字化超聲波探傷儀的發展也較快，經歷了十幾年的發展，目前新一代的產品向小型化和多功能方向進一步發展。 |
| 二.數字智能探傷儀的特點 |
| 數字化超聲波探傷儀式在常規模擬式超聲波探傷儀的基礎上發展起來的，它保留了原模擬式超聲波探傷儀的基本性能；利用計算機系統的功能，對接收到的回波波形先完成模數轉換，再執行數字化處理，實時顯示器數字化的回波波形，同時具有記錄、存儲、計算分析能力，還可與計算機聯機實現通訊及打印輸出。總體來說數字化超聲波探傷儀具以下特點： |
| （1）操作方式 |
| 模擬式超聲探傷儀采用旋鈕操作，一個旋鈕對應一個功能。如衰減鈕調節靈敏度、深度范圍鈕調節探測范圍、工作方式選擇鈕選擇探測方式等。數字化超聲波探傷儀則采用鍵盤來實現，以人機對話的方式完成對儀器的操作。人機對話通常有菜單方式和功能鍵式兩種，菜單式按鍵少，人機對話功能強，但操作繁瑣；功能鍵式直接與探傷人員的原習慣較吻合，因此，目前一般均采用功能鍵方式。這樣既能充分發揮儀器功能又方便操作，只是按鍵多一些。 |
| （2）波形顯示方式 |
| 數字化超聲波探傷儀顯示的是數字化后的波形，有采用顯像管顯示器（CRT）來顯示波形的，此法重將數字化波形還原成模擬波形；還有采用平板顯示器，發展到已經采用EL顯示器件，和高亮度場致發光顯示器。 |
| （3）檢測速度快：數字智能化探傷儀一般都可自動檢測、計算、記錄，有些儀器還能自動進行深度補償和自動設置檢測靈敏度，因此檢測速度快，效率高。 |
| （4）檢測精度高：數字智能化儀器能對模擬信號進行高速數據采集、量化、計算和判別，其檢測精度可高于傳統儀器檢測結果。 |
| （5）可靠性高、穩定性好：數字智能化儀器可全面客觀地采集存儲數據，并對采集到的數據進行實時處理或后處理，對信號進行時域、頻域或圖像分析，還可通過模式識別對工件質量進行分級，減少了人為因素的影響，提高了檢測的可靠性和穩定性。 |
| （6）記錄與存檔：數字智能化儀器的計算機系統可存儲和記錄檢測原始信號和檢測結果，對工件質量進行自動綜合評價。對在役設備定期檢測結果進行分析處理，為材料評價和壽命預測提供依據。 |
| （7）可編程性：數字智能化儀器的性能和功能的實現很大程度上取決于軟件系統的支持。因此可方便地通過變更或擴充軟件程序來改變或增加儀器的功能。 |
| 三.數字化超聲探傷儀的組成 |
| 先來回顧模擬A型脈沖式超聲波探傷儀的基本組成（如圖1），主要有（1）同步電路；（2）掃描電路；（3）發射電路；（4）接收電路；（5）顯示部件；（6）電源組成。每部分功能在各級超聲培訓班上已講述過，這里不作詳解。 數字化超聲波探傷儀是計算機技術和超聲波探傷儀技術相結合的產物。它承襲了常規超聲波探傷儀的基本工作方式，即A型顯示的脈沖反射式超聲波探傷儀；具有常規超聲波探傷儀的基本功能，利用微型計算機實現探傷過程中的缺陷定位、定量和輔助定性；實現探傷回波和數據的存儲及回放，使超聲探傷的現場結果可記錄；有效地減少了超聲探傷的人為誤差，提高了超聲探傷結果的可靠性。
數字化超聲波探傷儀的基本組成（如圖2）主要有：（1）CPU；（2）程序存儲器；（3）數據存儲器；（4）人機對話（鍵盤）；（5）發射電路；（6）接收電路；（7）數字/模擬轉換器（A/D）；（8）顯示器件；（9）接口電路；（10）電源。 |
圖（1）
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組成中保留了常規模擬超聲波探傷儀的發射電路、接收電路、顯示器件和電源。在模擬儀器中由同步電路和掃描電路協同整個儀器工作及執行操作，在數字化儀器中由CPU及程序存儲器中的程序來管理和控制儀器的工作，A/D變換器、數據存儲器、人機對話和接口電路是數字化儀器*的組成部分。
1.CPU即中央處理器（Central Processing Unit），其任務是執行存放在程序存儲器的指令序列。
2.程序存儲器是計算機的程序記憶部件，編寫的程序（指令序列組成）就存放在這里，其信息的基本單位是二進制數0和1。
3.A/D轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的部件，使模擬信號量化，變換后信號有失真，失真程度由A/D電路的采樣率和分辨率決定。
4.數據存儲器是數據記憶部件，儀器狀態設置數據，頻道參數，記錄的文件內容都保存在數據存儲器內。
5.接口電路用于實現儀器與打印機，I/O口和計算機等外設的連接。 |
圖（2）
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| 6.人機對話即操作者通過鍵盤輸入指令給CPU，再由CPU根據輸入的指令來操控儀器使之按要求工作。 |
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