TOFD,超声波衍射时差法。用于材料缺陷的检测、定量和定位技术。
Time Of Flight Diffraction(TOFD)超声波衍射时差法,是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法,用于缺陷的检测、定量和定位。
TOFD技术于20世纪70年代由英国哈威尔的国家无损检测中心silk博士首先提出,其原理源于silk博士对裂纹尖端衍射信号的研究。在同一时期我国中科院也检测出了裂纹尖端衍射信号,发展出一套裂纹测高的工艺方法,但并未发展出现在通行的TOFD检测技术。
TOFD技术首先是一种检测方法,但能满足这种检测方法要求的仪器却迟迟未能问世。TOFD要求探头接收微弱的衍射波时达到足够的信噪比,仪器可全程记录A扫波形、形成D扫描图谱,并且可用解三角形的方法将A扫时间值换算成深度值。而同一时期工业探伤的技术水平没能达到可满足这些技术要求的水平。直到20世纪90年代,计算机技术的发展使得数字化超声探伤仪发展成熟后,研制便携、成本可接受的TOFD检测仪才成为可能。
自20世纪90年代,我国开始引进TOFD检测技术,到2005年,我国中科院武汉中科创新技术股份有限公司研发出国产第一台TOFD专用检测设备。在TOFD系统的发展过程中,计算机和数字技术的应用起到了决定性的作用。早期的常规超声检测使用的都是模拟探伤仪,用横波斜探头或纵波直探头做手动扫查,大多数情况采用单探头检测,仪器显示的是A扫波型,扫查的结果不能被记录,也无法作为永久的参考数据保存。自二十世纪九十年代起,模拟仪器开始慢慢演变为由计算机控制的数字仪器,随后数字仪器逐渐完善和复杂化,可以配置探头阵列,自动扫查装置,而且能够记录和保存所有的扫查数据用于归档和分析。
TOFD检测需要记录每个检测位置的完整的未校正的A扫信号,可见TOFD检测的数据采集系统是一个更先进的复杂的数字化系统,在接收放大系统、数字化采样、信号处理、信息存储等方面都达到了较高的水平。