數字機與模擬機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，比較超聲波數字機與模擬機DAC曲線的制作差異及其在運用方面的不同。

【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.

【關鍵詞】模擬機 ;數字機;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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0167-02

1 引言

近年來，數字超聲波檢測儀風行各行各業，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班基本上都用的是數字機，而現行的教科書和標準主卻是根據模擬機的原理編寫的，特別是DAC曲線在缺陷定量與檢測靈敏度運用方面出現了困惑，本文對此問題進行了解析。

2 模擬機與數字機的區別

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，通過手動調節各個旋鈕可改變反射聲波的位置及高度。反射體的坐標位置需要人工計算，工藝參數需要手動填寫[1]。

數字式超聲波檢測儀則是在模擬機的基礎之上融入了計算機技術，通過模-數轉換將射頻顯示的模擬信號轉換成數字信號，有數據自動測量、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連成線，就是距離-波幅曲線。典型就是模擬機的面板曲線，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定尺寸的缺陷，通過振幅（或靈敏度）補償，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所示是按照模擬機的設置制作的DAC（距離-振幅-補償），振幅高度與dB值在儀器的熒光屏上都有對應的位置。

把圖2中不同距離處的反射體達到同一高度時所需的dB值在坐標紙上標識出來就形成了DAC曲線，是一種數學表達式。如圖3所示。使用模擬機時，如果想使用DAC曲線，就需要單獨在米格紙上畫出圖3的曲線，每當在屏幕上出現一個缺陷反射波就拿出曲線圖進行對照，依次進行判斷驗收與否。而數字機則是通過編程，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，后者是數學表達，前者沒有補償，后者有補償。前者適用于模擬機，后者適用于數字機。

4 數字機與模擬機在檢測靈敏度理解方面產生的誤區

4.1 衰減與增益誤區

當數字機出現之后，檢測標準的思路卻沒有相應的變化，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曲線的制作及運用上產生疑惑，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

模擬機的檢測靈敏度表示為“衰減”型，在儀器上轉動衰減器，體現為數字越小，聲強越大，靈敏度越高。

4.1.2 “增益”型

而數字機的檢測靈敏度表示為“增益”型，在儀器上切換增益按鍵，體現為數字越大，聲強越大，靈敏度越高。

4.1.3 “衰減”型與“增益”型比較

①檢測靈敏度數值調節比較。例如，板厚20mm的焊縫，按現行標準 NB/T47013.3-2015表27中的要求，距離-波幅曲線的靈敏度則是，？準2×40-4dB（判廢線），？準2×40-12dB（定量線），？準2×40-18dB（評定線），把兩種機型在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紙上畫出距離-波幅曲線，模擬機與數字機的效果分別見圖4，圖5。

圖5的曲線形式在我國不被采納，為了延續檢測人員的視覺習慣，許多數字機也在設計上沿用了模擬機的圖形表達方式，如圖4。使用數字機，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 掃查靈敏度復核的誤區

模擬機與數字機在實際使用中，由于標準的不完善，存在一些理解上的困難，如在NB/T 47013.3-2015中第4.5.6.3款是這樣規定的：復核時，在檢測范圍內如發現掃查靈敏度或距離-波幅曲線上任一深度人工反射體回波幅度下降2dB，則應對上一次復核以來所有的檢測部位進行復驗，如果幅度上升2dB，則應對所有的記錄信號進行重新評定。

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

5 結語

檢測標準是通用要求，除了熟悉檢測標準外還要理解不同儀器的性能，超聲波檢測中DAC曲線的運用則體現了新舊儀器和新舊標準的繼承與融合。

【參考文獻】

【1】NB/T 47013.3—2015.承壓設備無損檢測[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.