数字机与模拟机DAC曲线的不同之处
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作者:
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】论文主要解释了DAC曲线与距离-波幅曲线的含义，比较超声波数字机与模拟机DAC曲线的制作差异及其在运用方面的不同。
【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.
【关键词】模拟机 ;数字机;DAC曲线;距离-波幅曲线
【Keywords】 analog machine; digital machine; DAC curve; distance-amplitude curve
【中图分类号】TG441.7 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）03-0167-02
1 引言
近年来，数字超声波检测仪风行各行各业，而模拟超声波检测仪似乎要被淘汰了，目前的各个取证培训班基本上都用的是数字机，而现行的教科书和标准主却是根据模拟机的原理编写的，特别是DAC曲线在缺陷定量与检测灵敏度运用方面出现了困惑，本文对此问题进行了解析。
2 模拟机与数字机的区别
模拟式超声波检测仪是一种射频显示仪，与示波器的原理相近，荧光屏上显示的是不同距离处反射体的声波高度，通过手动调节各个旋钮可改变反射声波的位置及高度。反射体的坐标位置需要人工计算，工艺参数需要手动填写[1]。
数字式超声波检测仪则是在模拟机的基础之上融入了计算机技术，通过模-数转换将射频显示的模拟信号转换成数字信号，有数据自动测量、显示、储存与输出等功能。
3 DAC曲线与距离-波幅曲线的区别
3.1 距离-波幅曲线
要清楚什么是DAC曲线，首先要清楚什么是距离-波幅曲线，他们的长相一样可含义却不同，距离-波幅曲线是指同一尺寸的反射体，随距离的增加或减少，其波幅相应的降低或增加，如图1，在仪器的屏幕上，将第一个反射体的波高确定，假如是50dB，且一直保持不变，移动探头对准不同深度的人工缺陷（缺陷尺寸相同），随着距离的增加，其余几个反射体的波幅会依次降低，然后把这些依次降低的点连成线，就是距离-波幅曲线。典型就是模拟机的面板曲线，如图1所示。将面板曲线增加或减少几个dB值，就可以变成判废线、定量线、评定线，它的作用就是对缺陷进行定量[2]。
3.2 DAC曲线
DAC是指同一尺寸的反射体，虽然距离增加，波幅要降低，但是为了不让其检测灵敏度降低，或者为了检测某一规定尺寸的缺陷，通过振幅（或灵敏度）补偿，使不同距离的同样大小的缺陷都有相同高度的波幅显示（或灵敏度），如图2所示是按照模拟机的设置制作的DAC（距离-振幅-补偿），振幅高度与dB值在仪器的荧光屏上都有对应的位置。
把图2中不同距离处的反射体达到同一高度时所需的dB值在坐标纸上标识出来就形成了DAC曲线，是一种数学表达式。如图3所示。使用模拟机时，如果想使用DAC曲线，就需要单独在米格纸上画出图3的曲线，每当在屏幕上出现一个缺陷反射波就拿出曲线图进行对照，依次进行判断验收与否。而数字机则是通过编程，将图3的曲线直接显示在荧光屏上，给检测带来了极大的方便。
从视觉角度看，距离-波幅曲线和DAC曲线长相一样，其实，前者是图像表达，后者是数学表达，前者没有补偿，后者有补偿。前者适用于模拟机，后者适用于数字机。
4 数字机与模拟机在检测灵敏度理解方面产生的误区
4.1 衰减与增益误区
当数字机出现之后，检测标准的思路却没有相应的变化，在制作工艺卡，填写原始记录和报告时，往往不知道该如何填写。在DAC曲线的制作及运用上产生疑惑，是因为有的人在“衰减”多少dB和“增益”多少dB上感到迷惑。
4.1.1 “衰减”型
模拟机的检测灵敏度表示为“衰减”型，在仪器上转动衰减器，体现为数字越小，声强越大，灵敏度越高。
4.1.2 “增益”型
而数字机的检测灵敏度表示为“增益”型，在儀器上切换增益按键，体现为数字越大，声强越大，灵敏度越高。
4.1.3 “衰减”型与“增益”型比较
①检测灵敏度数值调节比较。例如，板厚20mm的焊缝，按现行标准 NB/T47013.3-2015表27中的要求，距离-波幅曲线的灵敏度则是，？准2×40-4dB（判废线），？准2×40-12dB（定量线），？准2×40-18dB（评定线），把两种机型在DAC曲线使用方面做个对比，见表1。
② 距离-波幅曲线图形比较。如果单纯地在普通坐标纸上画出距离-波幅曲线，模拟机与数字机的效果分别见图4，图5。
图5的曲线形式在我国不被采纳，为了延续检测人员的视觉习惯，许多数字机也在设计上沿用了模拟机的图形表达方式，如图4。使用数字机，只要做出母线，其他各线将自动生成并且在荧光屏上同时显示出来。
4.2 扫查灵敏度复核的误区
模拟机与数字机在实际使用中，由于标准的不完善，存在一些理解上的困难，如在NB/T 47013.3-2015中第4.5.6.3款是这样规定的：复核时，在检测范围内如发现扫查灵敏度或距离-波幅曲线上任一深度人工反射体回波幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复验，如果幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。
这一条规定对于现在使用数字机的人及以前使用模拟机的人来说，或多或少都有迷惑之处，其含义解析见表2。由表2可看出，无论是模拟机的“减小dB值”，还是数字机的“增大dB值”，都是要求提高检测的灵敏度，即提高声波能量。
5 结语
检测标准是通用要求，除了熟悉检测标准外还要理解不同仪器的性能，超声波检测中DAC曲线的运用则体现了新旧仪器和新旧标准的继承与融合。
【参考文献】
【1】NB/T 47013.3—2015.承压设备无损检测[S].
【2】郑晖，林树青.超声检测[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
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