7A版CTS4020说明书.docx
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7A版CTS4020说明书
第1章CTS-4020系列数字超声探伤仪概述
1.1关于CTS-4020系列数字超声探伤仪
CTS-4020系列数字超声探伤仪的诞生,体现了汕头超声仪器研究所一贯的优良传统:
顶级技术、先进工艺、体积小、重量轻、功能强大以及操作方便。
不断创新,努力达至一流境界是我所的一贯宗旨。
仪器采用嵌入式计算机系统和超大规模现场可编程集成电路设计,把大型超声仪器所具备的优良性能压缩到极小的空间;高探伤灵敏度余量,满足大锻件和粗晶材料的探伤需求;新型的显示屏带给你最佳的读测效果和视觉享受,即使是快速扫查时回波也显示无遗;轻触式键盘性能可靠、手感舒适;突出的电磁兼容设计技术使仪器的现场抗干扰能力大大加强;简便的界面波跟踪功能适用于水浸法探伤;再配以DAC/TCG曲线、RF射频回波显示、大容量存储器、短片回放、以太网接口和USB接口等新技术、新功能,使CTS-4020系列数字超声探伤仪成为小巧轻便却性能卓越的超声探伤仪。
本说明书第1章就仪器的基本情况进行概述;第2章列出了仪器的主要性能和指标;第3章列出了仪器7组主菜单的详细子菜单目录和基本操作;第4章侧重于介绍现场检测过程中仪器的校准方法、DAC曲线的制作、仪器部分功能的灵活应用等;而在第5章举出了检测应用实例,可以说第4、5章为操作者快速掌握仪器的现场使用提供了捷径;第6章重点介绍仪器内部存储器的数据集操作和管理;第7章介绍仪器外部接口与计算机和打印机的连接操作;第8章就操作人员的培训和仪器保养维修作了说明;第9章介绍仪器主要配附件的使用。
为了快速掌握仪器的功能特点与操作,并熟练运用于超声检测工作,请在使用仪器之前,详细阅读本说明书。
1.2仪器外观
1.2.1结构及接口
A:
闸门报警指示灯R:
抑制功能指示灯D:
双探头工作方式指示灯
增益调节键
特殊功能键
主菜单按键组
上下调节键
子菜单项选择按键组
图1.1
电源开关键
探头接收/发射插座
探头发
USB接口
LAN以太网接口
直流电源输入端
电池后盖
图1.2
仪器提手
1.2.2
子菜单显示区
仪器画面
1.2.3
波形区
页数/总页数
当前主菜单名
翻页(后翻)提示栏
测量数据区
增益值读数
增益步进
图1.3
1.2.4显示模式
仪器屏幕显示分两种模式:
●正常模式的A型扫描如图1.4所示,调节、设定仪器时使用这一显示模式:
图1.4
●放大模式的A型扫描如图1.5所示,现场探伤时可以选择这一显示模式:
图1.5
通过按缩放键激活放大模式。
此时,除增益调节键▼与▲、步进键、打印键和冻结键可调外,其它菜单功能都被锁定且取消显示,以防止现场探伤时的误操作。
如果再次按缩放键,将返回正常显示模式。
1.3工作电源
1.3.1使用充电器工作
仪器可通过充电器连接交流市电工作。
此时将充电器的电源DC输出端子插入仪器右侧方的电源输入插座即可。
注:
如果强行切断仪器电源(如拆下电池或拔出充电器输出端子),仪器将不能正常关机。
当仪器意外死机,无法正常关机时,可长按电源键约8秒,强制关机。
1.3.2使用可充电电池工作
仪器可使用一组7.2V/7.2Ah的专用锂电池供电。
电池可内置或外置,采用专用充电器进行充电。
仪器一旦接上充电器,在仪器关闭状态下,将对机内电池进行充电;而仪器开机时,电池的充电将会自动中断。
有关电池的保养,请参见8.3节“可充电电池的保养”。
有关电池的装卸,请参见9.3节“可充电电池的安装”。
1.3.3电量指示
在测量数据行的右下端是电池电量标记符号,当仅剩一格时,表示电池电量即将用完,应及时给电池充电或更换电池。
电池连续充电时间约需4小时。
有关电池的充电,请参见9.2节“充电器的使用”。
注:
当电池电量很低时,为避免电池过放电,仪器将自动关机。
1.4连接探头
使用仪器检测时,应使用仪器原配的BNC或同类型的探头连接电缆线,连接上合适的探头。
我所生产的各种型号探头都适用于CTS-4020系列数字超声探伤仪。
单探头方式时,两个BNC探头连接器插口(内部并联连接)可任选一个。
连接双晶(TR)探头(一个晶片发射,一个晶片接收)或两个探头(一个发射,一个接收)时,要注意把发射探头连接到左边的插口(仪器外壳上部有“T”标记),把接收探头连接到右边的插口(有“R”标记)。
如果错误连接,可能造成回波波形紊乱等异常后果。
1.5仪器启动
按电源键,仪器启动。
屏幕上显示商标型号,自检后,进入工作模式。
开机后子菜单的设置值与上一次正常关机前仪器的设置相同。
第2章性能特点和技术指标
2.1适用范围和性能特点
适用范围
CTS-4020系列是轻巧紧凑的数字式超声探伤仪,尤其适用于:
●材料检测、缺陷定位和回波评价
●测厚
●保存和记录探伤结果
●通用的超声探伤场合
仪器具有0.1mm的测量分辨力、宽频带工作范围和最大为6000mm(钢纵波)的探测范围,非常适用于大工件和高分辨率的探伤和测量。
而大容量存储器和可改变曲线间距离的DAC曲线,更方便用于现场检测。
CTS-4020主要性能特点
●最高采样速率240MHz,测量分辨力0.1mm,最小显示范围5mm;
●工作频率范围0.5~15MHz分两档设置,探伤灵敏度余量高达63dB,分别突显宽频带和高灵敏度的优点;
●界面波跟踪功能,通过A、B闸门间的逻辑关系,容易实现水浸法探伤或精确测厚;
●峰值记忆与波形比较功能,有助于对工件进行快速扫查、测量和比较;
●脉冲重复频率可调,避免在探伤过程中出现混响信号;
●完善的DAC、TCG曲线功能,方便进行回波评价;
●RF射频回波显示对于薄壁材料测量或学术研究和定性分析将有很大的帮助;
●具有测量探头角度(或K值)和探头回波频率的功能;
●斜射探伤时,二次反射波信号颜色区分显示功能;
●大容量存储器可存储高达1000个数据集,包括波形、曲线、参数、探伤报告等;
●LAN以太网接口可实现与计算机(上位机)的实时通讯、遥控;
●短片回放功能实现了扫查动态过程记录;
●USB接口可实现仪器内部存储波形数据向U盘的转存,或连打印机打印探伤报告;
●菜单语言:
中、英文二种。
操作过程文字信息提示;
●高亮度彩色TFT液晶显示屏提供最佳的读测效果;
●10种波形颜色和字符颜色自由选择;
●大容量锂电池可连续工作6小时以上。
2.2CTS-4020技术指标
功能
单位
技术数据
探测范围
mm
0~6000(钢纵波),连续可调,最小显示范围5mm。
脉冲移位
mm
-10~1000(钢纵波)
探头零点
μs
0~199.9
材料声速
m/s
1000~9999
阻尼
Ω
30、60、150、500
脉冲重复频率
10档可调,探测范围1500mm以内时,约20Hz~500Hz;探测范围大于1500mm时,约20Hz~200Hz。
工作频率范围
MHz
0.5~15,1~4/0.5~15两档可选。
增益调节
dB
0~110,步进0.5/2/6/12。
检波方式
正向、负向、双向、射频(RF)
抑制
%
0~80线性抑制
垂直线性误差
%
≤3
探伤灵敏度余量
dB
≥63
DAC/TCG曲线
最多能记录10个回波参考点并逐段显示;可改变DAC3线间dB距离;可插入或修正回波参考点。
监视闸门
2个独立的测量闸门,b闸门可设定为界面波跟踪闸门模式。
测量分辨力
mm
0.1
报警信号
声光报警(内接蜂鸣器和面板LED发光二极管)
测量点选择
闸门内第1回波的前沿或峰值
回波评价
声程、水平距离、垂直距离、幅值、dB差值显示
显示屏
5.7"高亮度TFT液晶显示屏,320×240像素。
缩放
正常和放大两种显示模式
峰值记忆
回波峰值记忆(包络线)显示
波形比较
波形对比显示模式,供比较用波形以不同颜色表示。
A型回波冻结
冻结探伤画面
数据存储器
1000组数据集,包括探伤状态参量、回波图形、DAC曲线和备注信息等。
短片回放
长度约30秒,可保存至U盘,实现扫查动态过程记录。
以太网接口
实现与计算机(上位机)的实时通讯,遥控。
USB接口
实现仪器内部存储波形数据向U盘的转存,或连接打印机打印探伤报告。
打印机
可配用HP-1020、HP-1120、Canon-S100SP打印机
电源
交流电或电池
电池类型
锂电池(7.2V、7.2Ah)
工作时间
h
使用7.2Ah锂电池
≥6(与背景光亮度有关)
工作电压
V
6~9DC(外部电源),6.0~8.4(电池)。
工作温度
℃
–10~50
重量
kg
约1.94(不含电池)
尺寸
mm
260×180×95(宽×高×深)
注:
不同型号仪器在功能或指标上的差别,见表1。
第3章仪器功能与操作
3.1菜单目录
CTS-4020菜单目录
表3.1
主菜单
页码1
页码2
页码3
页码4
页码5
基本
探测范围G
250mm◄
∧
材料声速G
5920m/s
参照物1
50.0mm
脉冲移位G
0.0mm
参照物2
100.0mm
探头零点
0.00us
校正
0
∨
a闸门起位G
35.0mm
收发
发射强度
强
∧
∧
阻尼
150Ω
工作频率
1~4MHz
增益微调
0
双探头
off
检波方式
双向
自动增益
off
重复频率
6
抑制
0%
频率检测
off
∨
∨
抗干扰
off
计测
角度G
0.0
∧
∧
∧
∧
K值G
0.00
孔径
Φ50.0mm
显示选择
off
二次波颜色
off
灵敏度余量
off
角度测量
off
前沿长度G
0.0mm
峰值记忆
off
测试点选择
峰值
噪声电平
off
反射孔深度
40.0mm
工件厚度G
25.0mm
波形比较
off
垂直线性
off
水平线性
off
∨
∨
∨
∨
续上表
闸门
a闸门方式
正
∧
a闸门起位G
35.0mm
b闸门方式
正
a闸门宽度G
40.0mm
b闸门起位G
85.0mm
a闸门电平
40%
b闸门宽度G
40.0mm
∨
b闸门电平
30%
DAC
DAC曲线
off
∧
∧
DAC回波
0
判废线
DAC+6.0dB
DAC修正
off
a闸门起位G
35.0mm
定量线
DAC+0.0dB
增益校正
0.0dB
DAC帮助
0
评定线
DAC-6.0dB
曲线选择
评定线
∨
∨
存储
存储号
1
∧
∧
调出
off
测试信息
off
删除所有
off
存入
off
预览
off
转存U盘
off
删除
off
off
转存选项
当前
∨
∨
预置
区域
3区
∧
∧
∧
波形填充
off
LCD亮度
5
日期
20GG-01-01
波形颜色
绿
报警器
off
语言
中文
时间
00:
00:
00
背景颜色
黑
打印格式
图片
单位
mm
自动波高
80%
字符颜色
绿
∨
∨
∨
回出厂状态
off
注:
上表为CTS-4020仪器出厂状态下的设定值,标有G号的子菜单数值调节项为微调操作。
当子菜单项被选中时,其右下方会显示◄号提示。
由于不同型号仪器在功能或指标上的差别,所以菜单并不完全相同,详见表1。
3.2基本操作
3.2.1主菜单
CTS-4020的主菜单有7大项,仪器面板下方从左到右对应排列7个主菜单按键,分别是基本、收发、计测、闸门、DAC、存储、预置,每个主菜单包括若干项子菜单。
基本:
包括波形显示所必须的基本调节及校正项目。
收发:
用于调节发射电路和接收放大器,以及数字信号处理等功能。
计测:
斜探头探伤所必需的功能,以及波形显示和读测等后处理功能。
闸门:
控制a、b闸门所必需的功能,以及跟踪闸门设定。
DAC:
制作DAC曲线、TCG曲线,以及用DAC、TCG曲线对缺陷回波进行评价的各项功能。
存储:
用于存入、调出和删除数据集,以及数据集的其他管理。
预置:
配置仪器的其它设定,包括时钟、打印、显示颜色等。
根据需要进行相应的选择,当某一个主菜单被选择时,屏幕右方将显示与该主菜单相关的子菜单内容,详见3.1菜单目录。
3.2.2菜单页码
一个主菜单下包含若干子菜单页,当一个主菜单有多个子菜单页时,子菜单页将包含有翻页项,其中“∨”符号表示还有下一页,可以进行向下翻页操作,当选择向下翻页时,屏幕右方将显示下一个子菜单页的内容,“∧”是向上翻页。
3.2.3子菜单项
每个子菜单页包含翻页键在内,最多有5个子菜单项。
仪器面板右边有5个◄按键指向5个子菜单项,若要操作哪一项子菜单项,就按下与之对应的子菜单选择键◄即可,选取后子菜单会显示“◄”提示符,表示已选中该子菜单项。
对于具有粗调和微调的子菜单,重复地按同一个键将在粗调和微调来回切换,其中出现“G”号提示的表示微调。
仪器面板右方有向上和向下两个调节键▲和▼,用于改变已被选取的子菜单项的值或功能。
当改变的是数值时,▲向上递增数值,▼向下递减数值;在微调状态下,如果长按不放,数值调节会加速。
3.2.4特殊功能键
仪器面板左方排列7个功能键,包括:
增益调节键▼▲、步进、回放、打印、缩放和冻结,见表3.2。
表3.2
按键名
功能
步进
转换增益调节的档级大小
回放
短片回放
打印
打印图片或报告,记录参考点(制作DAC曲线时)
缩放
放大/缩小屏幕上的波形显示区域
冻结
冻结屏幕波形显示
电源
电源开/关
3.2.5测量数据区
波形显示区下方为测量数据显示区(如图3.1所示)。
图3.1
测量数据显示区由左至右,由上到下分别表示:
第1行:
范围起点、a闸门内回波幅度Ha(%)、a闸门内回波幅度和闸门电平增益(dB)差值△dB、当前发出报警的闸门AL、范围终点。
第2行:
a闸门内回波声程Sa、a闸门内回波前沿距离Ra、a闸门内回波垂直深度Da、冻结提示符(G)、峰值测试模式(P/F)、DAC回波记录中(R)、增益校正使用中(T)、网络通讯提示符(!
)、电池电量指示符(
)。
注:
(1)在测试点选择为“前沿”时,若闸门内没有超过闸门电平(闸门响应阈值)的回波信号,幅值、声程等距离的测量将没有数值显示,只显示“G”号。
如“HaG”。
(2)在测试点选择为“峰值”时,在闸门覆盖的探测范围内,无论回波信号是否超过闸门电平,仪器均自动测量并显示闸门内最高回波信号的幅度、声程等距离的测量值。
(3)述测量数值可以选择显示在波形区右上方(在计测主菜单中的显示选择子菜单设置)。
(4)在DAC曲线状态下,△dB为a闸门内回波幅度与当前测量曲线的dB差值。
3.2.6关机
长按仪器面板电源键2秒,画面显示“正在关机......”字样后仪器正常关机。
当仪器长按2秒也无法正常关机时,可以通过长按8秒来强制关机,强制关机时仪器的当前工作状态无法被保存下来。
3.3子菜单设置及操作
CTS-4020仪器子菜单设置及操作见表3.3。
表3.3
主菜单
子菜单
说明
基本
探测范围G
250mm
0.0~6000mm(钢纵波)
粗调:
5,10,25,50,100,200,250,300,400,500,1000,20GG,4000,6000。
微调:
0~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm;1000~6000之间,步进10mm。
材料声速G
5920m/s
1000~9999m/s
粗调:
内置10个常用的材料声速值,1600,2730,3130,3250,4000,5000,5920,6320,7000,9000。
微调:
步进1m/s。
注:
如果材料声速未知,通过仪器可以自动测量材料的声速,详见4.2.2节“材料声速和探头零点的自动校正”。
脉冲移位G
0.0mm
-10~1000(钢纵波)
粗调:
-10,-5,0,5,10,25,50,100,200,250,500,800,1000。
微调:
-10~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm。
探头零点
0.00us
0~199.99uS(连续调节最小步进0.01uS)
注:
如果探头零点未知,可通过仪器测量探头的零点,详见4.2.2节“材料声速和探头零点的自动校正”。
参照物1G
50.0mm
0.0~1000mm
粗调:
5,10,25,50,100,200,250,300,400,500,1000
微调:
0~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm。
续上表
参照物2G
100.0mm
0.0~1000mm
粗调:
5,10,25,50,100,200,250,300,400,500,1000。
微调:
0~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm。
校正
0
自动校正时,显示已记录的参考回波数。
详见4.2.2节“材料声速和探头零点的自动校正”。
a闸门起位G
35.0mm
0~6000mm
粗调:
5,10,25,40,50,80,100,150,200,250,300,400,500,1000,20GG,4000,6000。
微调:
0~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm;1000~6000之间,步进10mm。
收发
发射强度
强
“强”和“弱”两档可调
调节发射脉冲强度,当需要较高分辨率时,选用“弱”。
应用于大工件检测或穿透探伤时,选用“强”。
阻尼
150Ω
30Ω,60Ω,150Ω,500Ω可选
阻尼电阻用于调整探头的阻尼(即改变探头的振铃),从而改变回波信号的高度、宽度和分辨率。
设置的数值大时,回波高度较高,而宽度较宽;设置的数值小时,回波高度较低,而回波宽度较窄,检测分辨率较高。
双探头
off
单/双探头切换功能
脉冲发射—接收分离的工作方式。
在使用脉冲反射式单晶探头时,这一功能必须设为“off”状态。
如果需要使用穿透式或双晶(TR)探头,则该值需设为“on”,此时,面板左方发光二极管D发亮。
续上表
重复频率
6
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10共十档。
发射脉冲重复频率PRF表示发射脉冲每秒被触发的次数。
重复频率共有10档可供选择设置,现场检测时为了避免出现假回波,工件越大,所需的PRF越小。
但是如果PRF较小,A型扫描的更新率变低,因此,快速扫查时需要较高的PRF。
确定最佳的PRF设置的最好方法是进行试验:
从最高档开始,数值逐渐减少,直至不再出现假回波且波形相对清晰为止。
一般检测时,设置为6。
工作频率
1~4MHz
1~4MHz,0.5~15MHz两档。
根据探头频率调整仪器接收放大器的工作频率范围。
检波方式
双向
正向、负向、双向及射频(RF)四种选择。
注:
当探测范围大于50mm时,RF方式禁用。
抑制
0%
0%~80%,步进1%。
用于抑制不期望的回波显示,例如来自被测物体的内部结构噪声或其它杂波。
抑制值表示在屏幕上回波能够显示的最小百分比幅度,低于抑制值高度的杂波将被去除,而高于抑制值高度的回波信号则原样保留。
注:
抑制设置值不能高于任何一个闸门的最低阈值设置。
使用抑制功能时要非常小心,因为这一操作很可能抑制来自缺陷的回波信号。
许多探伤规范明确禁止使用抑制功能。
面板左方发光二极管R(Reject)灯发亮,表示正在使用抑制功能。
增益微调
0
-20~20
用于微调仪器当前增益。
4dB的精调范围分40档。
调节增益微调时,波形显示区左上角的当前增益值显示不会改变。
自动增益
off
闸门内回波波高自动调至预置高度,默认高度80%。
频率检测
off
自动测试探头回波频率
见4.2.4节“探头回波频率检测”。
续上表
抗干扰
off
在工作频率1~4MHz时,提高信噪比并去除杂乱干扰信号。
计测
角度G
0.0°
探头折射角0°~85°
粗调:
0,35,45,60,70,80
微调:
步进0.1°
K值G
0.00
探头折射角的正切值0~10
粗调:
0.00,1.00,1.50,2.00,2.50,3.00,4.00
细调:
步进0.01
注:
角度与K值相互关联,角度一改变,K值也相应改变。
角度测量
off
自动测量探头折射角。
见4.2.5节“斜探头角度测量”。
反射孔深度
40.0mm
5~200mm,步进0.1mm。
在使用自动测量探头的角度这项功能时,为了得到准确的探头角度,需要设定反射孔深度。
见4.2.5节“斜探头角度测量”。
孔径
Φ50.0mm
0~100mm,步进0.1mm。
在使用角度测量这项功能时,为了得到准确的探头角度,需要设定反射孔孔径。
见4.2.4节“斜探头角度测量”。
前沿长度G
0.0mm
0~100mm,步进0.1。
斜探头前端面和探头入射点之间的距离。
工件厚度G
25.0mm
粗调:
5,10,25,50,100,200,250,300,400,500,1000。
微调:
0~99.9之间,步进0.1mm;100~999之间,步进1mm。
用于斜探头探伤时设置探测面垂直方向的工件厚度。
显示选择
off
见表3-4
续上表
峰值记忆
off
当设为“on”时,屏幕将记下显示范围内水平方向所有点对应的最高值,并将这些点以白色显示,有更高回波出现时,将刷新该位置对应点的最高值,否则保持不变,设为“off”时,取消峰值记忆。
波形比较
off
当该菜单项设为“on”时,将会记录下当前波形作为比较波形(包括调出的存储波形)并用蓝色表示予以区分,用于与实时波形作比较,设为“off”时,取消波形比较。
二次波颜色
off
斜探头探伤时,如将二次波颜色设为“on”,二次波声程范围内区域将以区别于原波形的颜色来显示。
从而与其它声程范围的反射波区别
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