CHệễNG 5 CHUAÅN ẹềNH HEÄ THOÁNG KIEÅM TRA
5.3. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA THIẾT BỊ
Các đặc trưng quan trọng nhất của thiết bị cần phải thẩm tra xác nhận là : độ tuyến tính ngang (độ tuyến tính của đường thời gian quét cơ bản), độ tuyến tính đứng (độ tuyến tính của biên độ), độ tuyến tính của núm điều khiển biên độ (núm điều khiển hệ số khuếch đại), độ phân giải của thiết bị, đánh giá vùng chết và khả năng xuyên sâu cực đại.
5.3.1. Độ tuyến tính ngang (đường thời gian quét) :
Độ tuyến tính ngang hay độ tuyến tính của đường thời gian quét là sự khác nhau giữa khoảng cách thực và khoảng cách đọc được trên màn hình CRT. Các mẫu I.I.W, DIN 54122 hoặc một mẫu chuẩn bất kỳ nào khác có cùng vật liệu được gia công có thể sử dụng để xác định độ tuyến tính của đường thời gian quét. Bềà dày mẫu được lựa chọn sao cho một đầu dò sóng dọc đặt lên mẫu này sẽ tạo ra một số xung phản hồi từ đáy (thường là 4 hoặc 5 xung) trong phạm vi của dải lựa chọn.
Để kiểm tra độ tuyến tính của hai xung phản hồi từ đáy (chẳng hạn xung thứ nhất và xung thứ tư trong năm xung được hiển thị) cần phải đặt hai xung này trùng khớp chính xác với các vạch chia thích hợp trên màn hình CRT. Sau đó vị trí của mỗi xung phản hồi còn lại được đánh dấu cẩn thận. Sai lệch cực đại cho dải đã chọn là 1%. Trong các máy kiểm tra khuyết tật hiện đại, sự không tuyến tính của đường thời gian quét rất ít khi xảy ra và nguyên nhân phổ biến nhất của việc xuất hiện không tuyến tính là do người vận hành máy định chuẩn điểm 0 của thời gian quét không đúng.
Một chú ý quan trọng trong việc đánh giá độ tuyến tính thời gian quét là nhữn g giá trị thời gian quét phải được đọc trong điều kiện các tín hiệu có cùng biên độ như nhau. Biên độ này thường bằng 1/2 độ cao màn hình.
5.3.2. Độ tuyến tính đứng (độ tuyến tính của biên độ) :
Độ tuyến tính đứng của màn hình hay độ tuyến tính của biên độ là mức độ tỷ lệ giữa xung phản hồi đi vào bộ khuếch đại và độ cao của nó hiển thị trên màn hình CRT. Để biết được bộ khuếch đại của máy dò khuyết tật dùng để khuếch đại một tín hiệu nhỏ có cùng một tỷ số như khi khuếch đại một tín hiệu lớn hay không nghĩa là độ khuếch đại có tuyến tính hay không thì tiến hành kiểm tra như sau :
Chuẩn thời gian quét của máy dò khuyết tật cho dải kiểm tra 250mm, sao cho thu được 10 xung phản hồi đáy từ cạnh dày 25mm của mẫu V1 (trong phần 5.2.2). Biên độ của xung phản hồi thứ n (thường là phản hồi nằm ngay phía ngoài trường gần) được điều chỉnh tới một biên độ xác định (thường là 4/5 chiều cao màn hình). Các biên độ của các xung phản hồi tiếp theo (các xung phản hồi n + 1, n + 2, n + 3 …) sẽ được ghi lại. Sau đó biên độ của xung phản hồi thứ n được điều chỉnh giảm xuống 1/2 so với giá trị ban đầu của nó và biên độ những xung phản hồi tiếp theo cũng được ghi lại. Nếu tất cả các xung phản hồi đều giảm xuống một tỷ lệ là 1/2 so với giá trị ban đầu của chúng thì bộ khuếch đại là tuyến tính còn ngược lại là không tuyến tính.
Độ lệch tuyến tính cho bất kỳ xung phản hồi nào có thể được biểu diễn theo phần trăm của sai số tương đối từ phương trình :
100 (5.1)
5.3.3. Độ tuyến tính của núm điều khiển biên độ (núm điều kiển hệ số khuếch đại) : Để kiểm tra độ tuyến tính của núm điều khiển biên độ, đầu tiên cần phải chuẩn định thời gian quét ở dải mà ta mong muốn và thu nhận được một xung phản hồi nằm ở khoảng giữa đường thời gian quột. Biờn độ xung phản hồi đươ ùc đặt đến độ cao mong muốn và ghi lại giá trị đọc được ở bộ khuyếch đại. Sau đó giảm giá trị bộ khuyếch đại, mỗi lần 6dB, thực hiện bốn hoặc năm lần liên tiếp như vậy và mỗi lần đều ghi lại sự giảm biên độ của xung phản hồi. Nếu nó giảm biên độ còn 1/2 giá trị so với trước thì có thể nói núm điều chỉnh biên độ được chuẩn đúng.
5.3.4. Độ phân giải của máy dò khuyết tật :
Độ phân giải của một máy dò khuyết tật là khả năng phân biệt được sự khác nhau rất nhỏ về khoảng cách và hướng. Mẫu chuẩn I.I.W.V1 được dùng để xác định độ phân giải của máy dò khuyết tật bằng các đầu dò thẳng. Mẫu này có ba mặt phản xạ ở các khoảng cách 85mm, 91mm, 100mm. Đầu dò được đặt trên mẫu như hình 5.6a và các xung phản hồi thu được từ ba mặt phản xạ như hình 5.6.b và c. Khả năng tách biệt các xung phản hồi cho biết mức độ phõn giải của mỏy dũ khuyết tật đối với đầu dũ sử du ùng.
Hình 5.6(a)–Vị trí đầu dò trên mẫu I.I.W V1 để xác định khả năng phân giải của dầu dò.
Biên độ ban đầu của xung phản hồi Hai lần biên độ xung phản hồi đã giảm Biên độ ban đầu của xung phản hồi
Độ lệch % =
Đầu dò
CHệễNG 5 164
Hình 5.6 (b và c) – Trên màn hình CRT cho thấy khả năng phân giải phát hiện khuyết tật khi sử dụng hai đầu dò thẳng khác nhau; (b) phân giải tốt hơn còn (c) phân giải kém.
Hình 5.6 (b và c) cho biết mức độ phân giải của máy dò khuyết tật khi sử dụng hai đầu dò thẳng khác nhau.
Đánh giá gần đúng chiều sâu vùng chết của một đầu dò sóng dọc có thể bằng cách sử dụng lỗ 1,5mm và tấm nêm thủy tinh hữu cơ trên mẫu V1. Việc thêm vào mẫu V1 những lỗ khoan nữa có thể hạn chế khả năng chuẩn định của nó nên một số mẫu khác đã được giới thiệu để bổ sung cho mẫu V1. Một mẫu được mô tả trong tài liệu BS3923 – Phần 3 – 1972 thường được dùng để đánh giá độ phân giải của các máy dò khuyết tật được biểu dieãn trong hình 5.7.
Hình 5.7 – Mẫu chuẩn của Anh quốc để đo độ phân giải của đầu dò và máy dò khuyết tật.
Với mẫu này độ phân giải được xác định là khoảng cách tối thiểu khuyết tật được hiện thị một cách rõ ràng và tách biệt nhau. Khi xác định thì đầu dò được đặt ở trên đường
tâm của mẫu vùng có thay đổi giữa hai bán kính liên tiếp. Điều chỉnh vị trí của đầu dò sao cho các xung phản hồi từ hai bán kính liên tiếp có chiều cao bằng nhau và bằng khoảng 1/2 chiều cao màn hình (FSH). Độ phân giải khi đó chính là độ phân biệt giữa các bậc có các xung phản hồi từ nó tách biệt rõ ràng ở độ cao bằng một nửa hoặc thấp hơn biên độ xung phản hồi cực đại.
5.3.5. Khả năng xuyên sâu cực đại :
Đây là thuật ngữ được dùng trong tiêu chuẩn của Anh quốc BS – 4331 để mô tả việc kiểm tra so sánh năng lực phát của một thiết bị cùng đầu dò so với trước đây của nó hoặc với các thiết bị khác có tính năng tương tự.
Phép kiểm tra được tiến hành như sau : đặt đầu dò sóng dọc lên bề mặt tấm nêm thủy tinh hữu cơ trong mẫu chuẩn I.I.W V1 (hình 5.8), có bề dày 23mm và đặt bộ khuếch đại của máy ở giá trị cực đại. Ghi lại số xung phản hồi và biên độ của x ung phản hồi cuối cùng, chúng được dùng để biểu diễn khả năng xuyên sâu cực đại của thiết bị và đầu dò.
Hình 5.8(a) – Vị trí của đầu dò thẳng để xác định khả năng xuyên sâu của thiết bị.
Hình 5.8(b) – Tín hiệu trên màn hình CRT minh họa khả năng xuyên sâu của thiết bị.
5.3.6. Xác định độ rộng xung : 5.3.6.1. Đầu dò thẳng :
Trên các máy dò khuyết tật với màn hình đã được hiệu chỉnh, đặt đầu dò tại vị trí L (Hình 5.9) và dùng bậc 6mm (tương đương với 1s thời gian truyền qua trong thép) để chuẩn dải kiểm tra theo thang thời gian ngắn. Đặt đầu dò lên trên bề mặt mẫu chuẩn để có xung phản hồi đáy, điều chỉnh núm điều khiển trể và núm điều khiển hệ số khuếch
Vị trí đầu dò
0 5 10
CHệễNG 5 166
đại để hiển thị xung phản hồi này ở biên độ 100% chiều cao của màn hình (FSH = Full Scale Height). Độ rộng xung được đánh giá bằng khoảng cách giữa hai điểm ở sườn lên và sườn xuống của xung ở mức 10% chiều cao biên độ. Độ rộng xung được biểu diễn bằng mm hoặc là micro giây.
Hình 5.9 (a và b) – Vị trí của đầu dò thẳng và đầu dò góc được đặt trên mẫu V1 để xác định độ rộng xung.
5.3.6.2. Đầu dò góc :
Đặt đầu dò góc ở vị trí L (hình 5.9.b), thu được xung phản hồi từ cung bán kính R = 100mm sau khi chuẩn thời gian quét theo dải ngắn. Điều chỉnh núm điều khiển trễ
để có xung phản hồi từ cung bán kính 100mm nằm trong dải được chuẩn. Đặt xung phản hồi ở mức 100% chiều cao của màn hình (FSH). Độ rộng xung có thể được đánh giá bằng khoảng cách giữa hai điểm ở sườn lên và sườn xuống của xung thu được trên màn hình ở mức 10% chiều cao biên độ đỉnh. (Hình 5.10).
Hình 5.10 - Hình ảnh độ rộng xung thực tế của đầu dò góc.