随着科学技术的进步和计算机技术的广泛应用，超声波探伤仪的技术性能不断提高，功能不断增加，自动化程度越来越高，向数字化、智能化方向发展。这种仪器以高精度的运算、控制和逻辑判断功能来代替人大量的体力和脑力劳动，减少了人为因素造成的误差，提高了检测的可靠性，较好地解决了记录存储问题和再现性，目前已得到广泛的应用。

所谓数字式超声检测仪，主要是指发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、显示均采用数字化方式的仪器。不同的制造商生产的数字式仪器，可能会采用不同的电路设置，并且保留的模拟电路部分也不相同。但最主要的一点是探头接收的随时间变化的超声信号，需经A/D转换和数字处理后显示出来。

1.数字式超声波探伤仪与模拟式超声波探伤仪的异同

（1）基本组成 图3-2是典型A型脉冲反射数字式超声检测仪的电路框图。从它的基本构成来看，数字式超声波探伤仪发射电路与模拟式超声波探伤仪发射电路是相同的，接收放大电路的前半部分（包括衰减器和高频放大器等）与模拟式超声波探伤仪也是相同的。但信号经放大到一定程度后，则由A/D转换器将其变为数字信号，由微处理器进行处理后，在显示器上显示出来。对于传统仪器上的检波、滤波、抑制等功能数字式超声波探伤仪，可以通过对数字信号进行数字处理完成，也可在A/D转换前采用模拟电路完成。数字式超声波探伤仪的显示方式是二维点阵式的，与模拟式超声波探伤仪的显示方式有很大的不同，不再像模拟式超声波探伤仪那样由单行扫描线经幅度调节显示波形，而是由微处理器通过程序来控制显示器，实现逐行逐点扫描。发射电路和A/D转换器的同步控制不再需要同步电路，而是由微处理器通过程序来协调各部分的工作。

图3-2 典型A型脉冲反射数字式超声波探伤仪电路框图

（2）超声波探伤仪的功能 从基本功能来看，数字式超声波探伤仪可提供模拟式超声波探伤仪具有的所有功能，但是各部分功能的控制方式是不同的。在模拟式超声波探伤仪中，操作者可直接拨动开关对仪器的电路进行调整，而在数字式超声波探伤仪中，则要通过人机对话，用按键或菜单的方式，将控制数据输入微处理器，然后由微处理器发出信号，控制各电路的工作。微处理器还可按照预先设定的程序，自动对仪器进行调整，这就给自动检测系统提供了极大的方便。

此外，数字化控制使得控制参数可以存储，并可以自动按存储的参数重新对仪器进行调整，从而方便检测过程的重复再现。检测波形的数字化使得仪器可进一步提供波形的记录与存储、波形参数的自动计算与显示（波高、距离等）、距离波幅曲线的自动生成、时基线比例的自动调整以及频谱分析等附加功能。

（3）超声波探伤仪的性能 从影响超声波探伤仪性能的最基本的部分（发射电路和接收电路）来看，数字式超声波探伤仪与模拟式超声波探伤仪是相同的，因此，超声波探伤仪的灵敏度、分辨能力、放大线性等与模拟超声波探伤仪差别不大，最主要的差别是数字式超声波探伤仪中的A/D转换、信号处理和显示部分。这部分的性能决定着显示的信号是否失真。失真严重时，会影响缺陷的判定，造成漏检、误检。仪器这部分性能的主要影响参数有A/D转换器的A/D转换频率、字长和存储深度以及显示器的刷新频率。(www.daowen.com)

A/D转换是通过对连续变化的模拟信号进行高速度、等间隔的采样，将其变换为一列大小变化的数字量的过程。对这些数字量可以进行计算、处理、显示。如果以数字的大小作为幅度，将这列数字仍按相同的间隔在直角坐标系中描绘出来，则重新构成了一个由分离的点组成的曲线，这就是数字化的波形。可见，若要重建的波形不失真，则需尽可能地增加采样密度，或者说提高采样频率。A/D转换器的A/D转换频率决定了可采集的超声波信号的最高频率。若A/D转换频率与超声波频率的比值不够大，则可能采集不到最大峰值，严重时可引起漏检。

A/D转换器的字长是指一个数字量用几位二进制数来表达。它决定幅度读数的精度。一个8位的A/D转换器可表示的数字是256，也就是说，可将幅度分为256个等级。采用数字检波后，若半波幅度为128级，则理论精度约为1%。但实际上，由于数字化过程的幅度误差，实际精度要比这个精度要低一些。

A/D转换器的另一个参数是存储深度，即一个波形可存储的数据点的多少，或称为数据长度。这个参数与采样频率一起，决定着检测范围的大小。对于一定的检测范围，采样频率越高，则要求的存储深度越大。对于一定的采样频率，存储深度越大，则检测范围也就越大。

A/D转换后的数据，经计算处理后送到显示器显示。能否实时地把超声信号全部显示出来，与显示器的响应速度以及数据处理速度有关。显示器的刷新频率应与超声脉冲重复频率相一致，这样才能保证所有信号得到显示，否则，也可能造成缺陷漏检。这个问题在早期的数字式超声波探伤仪上表现得比较严重。

2.数字式超声波探伤仪的优势与问题

综上所述，数字式超声波探伤仪与模拟式超声波探伤仪相比的优势在于：接收信号的数字化使超声信号的存储、记录、再现十分方便，改变了传统超声检测缺乏永久记录的缺点，同时，也方便了信号的分析与处理，从而可从接收的超声信号中得到更多的量化信息；显示器不需要传统的示波管，使得仪器更便于小型化；仪器参数的数字式控制使检测参数可以存储，使检测过程的重现更方便，还便于实现遥控等功能，为自动检测系统提供了更方便的条件。数字化使超声波探伤仪功能可用软件不断扩展，使一台超声波探伤仪能满足不同使用者的需求。

但是，数字式超声波探伤仪也有一些不利因素，例如A/D转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨率和刷新速度等带来的信号失真，可能给检测信号的评价带来一定的影响。在使用数字式超声波探伤仪时，必须对这些因素加以考虑，以免造成缺陷的漏检、误检等问题。