十分钟读懂“TOFD”原理

十分钟读懂“TOFD”原理

 作为非五项常规无损检测技术的TOFD (Time-of-flight-diffraction technique) 即衍射时差检测技术，近年来具有较快的发展速度。相对于传统的超声脉冲回波检测，TOFD超声检测法在缺陷的定性定量检测中更具有效性，且弥补了脉冲反射法的诸多缺陷。

 其基本原理如下图，入射声波遇到缺陷被反射，但在缺陷两尖端处却产生了一种与反射波性质不同的衍射波，衍射波的形成可以用惠更斯原理解释，这里不作详细解释。缺陷尖端越尖锐衍射现象越明显，反之越圆滑越不明显。故只要用传感器接收两个端点处的衍射波，即可根据接收到的衍射波的波形实现对缺陷的定性以及定量检测。

 实际测量时使用两个探头，发射探头发射超声信号，接收探头接收检测信号。当被测试样无缺陷时，在TOFD的检测信号中首先接收到的是微弱的横向波，横向波以纵波形式在两个探头之间的最短路径传导。因反射波的传导路径要远远大于横向波，所以一段时间之后才接收到反射波信号，且反射波强度要大于横向波。若此时探头只在一个固定的位置检测，则信号是一个曲线波形信号，这种检测信号称为A扫信号，如下图所示。

 当试样中有裂纹时，接收探头除接收到横向波和反射波信号外，还会接收到由裂纹两个尖端产生的衍射信号，如下图所示，若此时探头同样在一个固定的位置检测，则信号也是一个曲线波形信号，故还是称为A扫信号。

 若检测时，两个探头同时沿平行于焊缝的方向移动，这样一边移动一边检测得出的检测信号就是波形曲线的D扫信号。可知，波形曲线的D扫信号其实就是很多组A扫信号的集合，但因为波形曲线的D扫信号并不好观察，故通常都把波形的幅值曲线转换成灰度的变化曲线，这样的包含检测信息的灰度图通常称为D扫信号。

 同样的，若检测时，两个探头同时沿垂直于焊缝的方向移动探头，将得到的波形曲线信号转换成灰度图信号则得到B扫信号。可知，B扫和D扫都是由一系列连续的A扫信号组成。前面提到TOFD的衍射信号非常弱，所以独立的A扫并不容易观察，但是在B扫中，则变得非常容易观察。在TOFD检测仪方面，推荐常见的性价比较高的TOFD无损检测仪有OmniScan MX2，OmniScan SX等，上海斌瑞检测技术服务有限公司均有代理，并且提供高端无损检测服务和经验丰富的解决方案。

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