TOFD超聲波探傷方法原理淺析

超聲波探傷儀按照探傷方法來分類可按原理、波形、顯示方式、探頭數目、探頭與工件的接觸方式、人工干預的程度等多個方面來對其進行分類。超聲波探傷方法按原理可分為穿透法、脈沖反射法、衍射時差法（TOFD）等。本文介紹的是衍射時差法TOFD超聲波探傷方法原理淺析。

衍射時差法（簡稱TOFD）是利用缺陷部位的衍射波信號來檢測和測定缺陷尺寸的一種超聲檢測方法通常使用縱波斜探頭采用一發一收模式。缺陷處的衍射現象如圖所示。

脈沖反射式斜角探傷法

衍射現象

TOFD方法一般將探頭對稱分布于焊縫兩側。在工件無缺陷部位發射超聲脈沖后首先到達接收探頭的是直通波然后是底面反射波。有缺陷存在時，表面粗糙度儀在直通波和底面反射波之間接收探頭還會接收到缺陷處產生的衍射波（圖2-32）。除上述波外還有缺陷部位和底面因波形轉換產生的橫波，便攜式粗糙度儀因為聲速小于縱波因而一般會遲于底面反射波到達接收探頭。

缺陷處A掃描信號

（1）主要優點：缺陷的衍射信號與缺陷的方向無關缺陷檢出率高；超聲波束覆蓋區域大；缺陷高度測量精確；實時成像快速分析；缺陷的定量不依賴于缺陷的回波幅度；快速、安全、方便。

（2）局限性：由于TOFD的直通波和底面反射波均有一定的寬度，一體式振動分析儀處于此范圍的缺陷波難以被發現因此在掃查面和底面存在幾毫米的表面盲區；TOFD信號較弱易受噪聲影響；傾向于“過分夸大”中下部缺陷和部分良性缺陷比如氣孔、夾層等；TOFD數據分析對檢測人員要求高。

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