DGS曲线详解

德国Krautkramer公司关于DGS曲线图的解说
2012-11-11
DGS曲线图是DGS方法的基础，各个字母的意义是：D=距离，mm；G=增益差，dB；S=当量反射体尺寸（圆片，直径Df，mm）。

17.DGS曲线图
DGS曲线图是DGS方法的基础，各个字母的意义是：D=距离，mm；G=增
益差，dB；S=当量反射体尺寸（圆片，直径D f，mm）。

在DGS曲线图中，距离与来自“大反射体”和“小反射体”回波幅度的
从属关系是按无衰减介质（α=0dB/m）情况下画出的。

因此，DGS曲线
图精确地描述了“距离规律”仅与声束和反射体的形状相关。

17.1 当量反射体尺寸（D f）
利用无损检测方法确定不连续性的“真实尺寸”是非常困难的，因此，
一种方法就是采用“当量反射体尺寸D f”来描述不连续性。

“当量反射
体尺寸”表达了关于小的材料缺陷的形状、位置和反射特性的概念。

如
果在测量时给定了当量反射体尺寸，而不考虑与“真实尺寸”的偏差，
图20
其优点是可以得到可重现的结果。

可重现性（例如经由一个检验者重复验证的结果）是每种无损检测的一
个基本的要求，以保证置信度与可靠性。

按照DGS方法，当量反射体是一种圆片形状的反射体，声束的声轴线垂直入射到它的中心，并且100%反射（图21）。

根据DGS方法确定的“缺陷尺寸”是指在不连续性所在位置上确定的圆片反射
体的尺寸，其回波振幅与实际不连续性的回波振幅相等。

圆片反射体尺寸的量值用反射圆片的直径D f表示。

17.2 回波振幅比较
利用超声波确定当量反射体尺寸是基于两个回波振幅的比较。

把来自未知反射
体的回波与已知反射体或参考反射体的回波作比较。

未知的不连续性用经确定
的当量反射体尺寸表示。

在试验实践中，可以利用不同类型的反射体作为参考
反射体。

于是，当利用直波束和TR探头进行试验时，通常利用一个声波垂直入
射的平底面。

它既可以是被检测工件本身的底面，也可以是参考试块的底面。

作为一个规则，在使用角波束探头时，是不能得到与声束垂直的底面的。

因此，
常常使用标准参考试块K1(DIN54120)和K2(DIN54122)的圆柱表面作为参考反射
体。

底面是“大反射体”。

其回波遵循底面回波或者来自无限延伸的大平表面的距
离曲线-在DGS曲线图中用符号∞标示。

除了底面回波曲线以外，DGS曲线图包含了不同直径(mm)的圆片（当量反射体）
图21
的距离曲线。

借助DGS曲线图中回波振幅曲线，我们可以得出两个随意的反射体在随意的距
离上回波之间的振幅差异，以增益△V（分贝dB）表示（图24）。

例G：
探伤仪 USIP11
探头 MB2S-N，D系列
试样钢ST-52-3，70x70x140mm，具有直径1mm，深度40mm和10mm，以及直径0.5mm，深度40mm的平底钻孔（图22）。

任务G1：第一和第二次底面回波振幅之间的差异是多少dB？
（位置②）
任务G2：底面回波（位置②）与埋深30mm，直径1mm的当量反
射体回波（位置①）之间相差多少dB？
任务G3：底面回波（位置②）与埋深30mm，直径0.5mm的当量
反射体回波（位置③）之间相差多少dB？
任务G4：埋深30mm和60mm，直径1mm的两个当量反射体回波
图22
（位置①和④）之间相差多少dB？
任务G5：埋深30mm，直径1mm和0.5mm的两个当量反射体回波之间相差多少dB？
答案：参见上述探头数据页中的数据和DGS曲线图。

任务G答案（图23）：
任务G1：△V1=6dB
任务G2：△V2=28dB
任务G3：△V3=40dB
任务G4：△V4=12dB
任务G5：△V3-△V2=40dB-28dB=12dB
例G注解：
任务G1的解决方案是讲述远场中对于同一底
面的回波在两倍距离（两倍的试样厚度）情况
下导致回波振幅降低6dB（“大平面反射体”
的距离规律）。

任务G4的解决方案是讲述远场中对于同一圆
片形状缺陷的回波在两倍距离情况下导致回
波振幅降低12dB（圆片反射体的距离规律）。

任务G5的解决方案是讲述远场中对于两倍的
圆片直径导致回波振幅增加12dB（圆片面积
与回波振幅之间的线性关系）。

17.3 根据DGS曲线图确定当量反射体尺寸
图23
（D f）
如果圆片反射体的直径和“埋深”为已知，则
可以
从DGS曲线图读出该当量反射体与一定的底面回波的回波振幅差（增益
差△V dB）。

如果知道两个当量反射体（不连续性）的距离以及它们的
当量反射体尺寸D f，它们之间的增益差△V也是可以确定的。

如果其中
一个不连续性的当量反射体尺寸D f为未知，但是知道两个不连续性之间
的距离和作为回波振幅差的定量值增益差△V，则该探查的不连续性的
当量反射体尺寸D f（圆片直径，mm）可以根据这些来获得（图24）。

例H：试样为锻件，直径200mm，长250mm，声衰减可以忽略。

任务H1：使用探头B2S-N，D系列进行试验。

以底面回波达到2/5荧屏
高度时的增益设置=26dB。

界面回波位置=200mm深度。

不连续性界面回
波达到2/5荧屏高度时的增益设置=40dB。

该不连续性的当量反射体尺
寸是多少？
任务H2：使用TR探头MSEB4H，D系列进行试验。

厚度30mm锻制钢板回
波达到2/5荧屏高度时的增益设置=12dB。

不连续性回波的位置=20mm
图24埋深，该不连续性界面回波达到2/5荧屏高度时的增益设置=26dB。

该
不连续性的当量反射体尺寸是多少？
任务H3：使用斜探头WB45-2，E系列进行试
验。

来自参考试块K1圆弧的回波达到2/5荧
屏高度时的增益设置=18dB。

不连续性位于声
程=270mm处，该不连续性回波达到2/5荧屏
高度时的增益设置=52dB。

该不连续性的当量
反射体尺寸是多少？
答案：参见上述探头数据页中的数据和DGS
曲线图。

任务H1（图25）：不连续性的当量反射体尺
寸是8mm直径。

任务H2（图26）：不连续性的当量反射体尺
寸是2mm直径。

任务H3（图27）：
注释：参考试块K1的圆柱表面（象限）并非
17.2节中解释的“底面”，因为它是一个大
的曲面反射体。

此外，参考试块很窄（25mm
厚），以至声束受到侧面的限制-取决于所用
探头的类型。

因此，来自参考试块K1的100mm
图25
象限的回波振幅不能等同于垂直入射到平底
面的回波振幅。

如果在斜探头的DGS曲线图中
直接把参考试块K1(或K2)的圆柱表面回波如
同底面回波当作参考回波*处理，以增益dB测
量参考回波与不连续
性回波的振幅差，则在计算增益差时需要加上振幅修正值△V k**予以修正，这已经在斜探头DGS曲线图右上角标示区域中体现出来了。

对于WB45-2，E系列的斜探头，其振幅修正值
△V k1(R100)=-0.5dB是很小的负值，因此在这里可以不予考虑。

故而任务H3的答案是：不连续性的当量反射体尺寸为直径3mm。

*参考回波见第14节“增益余量Vr”
**振幅修正值△V k...表示来自参考试块K1
（R=100mm，△V k1）或K2（R=25mm，△V k2）圆柱表面的回波比相同距离的平底面回波大多少dB
（△V k=+...dB）或者小多少dB（△V k=-...dB）。

在斜探头DGS曲线图中给出的振幅修正值△V k基本上都是必须考虑的。

对于E或D系列斜探头关联DGS 刻度板MAD32(WB...)；MAD42(MWB2...)，
MAD44(MWB4...)或LAD32(WB...)，LAD42(MWB2...)以及LAD44(MWB4...)不需要考虑这些振幅修正值，因为这些修正值已经在相应的调整指令中并入了！。