1、基于VB的動畫仿真系統在高職超聲檢測課程中的應用摘要：基于visualbasi軟件開發環境，對超聲檢測課程中三個重要的根本原理進展動畫仿真開發并將其應用于理論教學，以豐富教學內容、進步教學效果。關鍵詞：vb；動畫仿真系統；高職；超聲檢測目前，高職課堂教學面臨著課程學時減少、難度增大、學生文化根底薄弱、缺乏學習興趣等困難。如何進步課堂教學質量，創新教學方法，是值得深化研究的重要課題。超聲檢測是無損檢測方向一門非常重要的課程，需要學生在理論根底與操作才能上有透徹的理解和嫻熟的應用。由于超聲檢測的局部理論知識枯燥艱深，課堂教學難以讓學生建立感性認識，不容易激發學生的學習興趣。假設建立實驗室平臺那么耗

2、時、耗材。假如對這些重要知識點借助計算機進展仿真教學，不僅方便經濟，還可以通過修改參數、變換模型，讓學生隨時觀察到系統模型各變量變化的全過程。這樣就使學生的學習過程由感性到理性，學生將更深化地理解超聲檢測技術。可以此為根底，調動學生進展模擬仿真學習的積極性與參與性，逐步施行基于工作過程的自主學習型高技能人才培養形式。目前，可以實現仿真的軟件很多，基于vb來編寫教學仿真系統相對而言直觀、靈敏。下面筆者將以a型脈沖反射式超聲波探傷、超聲波傾斜入射到異質界面的反射和折射以及超聲縱波聲場三個知識點為例，介紹vb在超聲檢測教學中的仿真應用。a型脈沖反射式超聲波探傷一根本原理在一定重復頻率的同步脈沖信號觸

3、發下，發射電路以一樣的重復頻率產生高頻高壓脈沖信號，該信號鼓勵換能器以一樣的重復頻率發射同頻率的超聲波。這種超聲波傳導于工件中，遇到不連續性包括工件底面后產生反射，該反射回波被換能器接收并轉換為電信號，經接收、放大后傳至顯示器的垂直偏轉板產生垂直偏轉。與此同時，在同步信號的觸發下，時基電路以一樣的重復頻率產生時基信號，給顯示器的程度偏轉板產生時基掃描線。這樣，接收信號的波形便顯示于示波屏，根據示波屏上顯示信號的位置、高度和特征，可判斷不連續性的位置、大小和性質。二仿真系統探傷平臺仿真系統涉及信號發送、超聲波工件探傷和接收信號顯示三大局部，如圖1所示。信號發送局部包括同步信號、時基電路和發射信號

4、三個演示框。探傷平臺局部用藍色實體方框表示被測工件，紅色實體方框表示換能器探頭，黃色實體方框表示工件內部缺陷，探頭接收到鼓勵信號產生超聲波，傳播到工件內部進展探傷，同時探頭經接收電路將微弱的反射信號進展放大處理在顯示器局部演示出來，讓缺陷回波信號位置隨缺陷埋深的變化而變化。演示平臺上還設置了頻率、幅值等調節參數，通過這些參數的變化，學生可以更深化地理解超聲檢測原理。程序關鍵局部是超聲波鼓勵信號的模擬演示。筆者引用的鼓勵信號為加窗正弦波信號，表達形式為vint=ah階梯函數。局部程序如下：fri=0.5t8*pisteppi/6000f1j=heavii*10-6-heavii*10-6-n/f

5、*1000f2j=1-s2*pi*f*i*10-3/nf3j=sin2*pi*f*i*10-3piture2.draidth=1piture2.pseti*30+*4*pi*80/frq，ap*5*f2j*f3j*f1j*30+piture2.height/2，vbyellj=j+1next三教學應用a型脈沖反射式超聲波探傷根本工作原理是較難理解的一個知識點。學生很難把同步信號、時基信號、發射信號等概念以及它們之間的聯絡掌握清楚。為此，教學可安排在實訓室進展，一方面，學生自行演示并操作仿真軟件方便理解超聲檢測設備內部的電路運行情況，另一方面，讓學生選擇檢測系統搭建試驗平臺，同時在超聲探傷儀屏幕

6、上觀察檢測結果。這樣，讓學生將軟硬件結合，動手操作和學習結合，能極好地調動學生的學習興趣，使學生深化理解超聲探傷根本工作原理，為后續實訓操作奠定了基矗超聲波傾斜入射到異質界面的反射和折射一根本原理當超聲波在某一介質中以入射角傾斜入射到異質界面時，將會在界面處發生反射、折射和波型轉換，即產生反射縱波和反射橫波以及折射縱波和折射橫波。入射角與反射角之間以及入射角與折射角之間符合施耐爾定律。通過該定律還可以延伸出臨界角的概念。二仿真系統如圖2所示，演示平臺中包括參數設置和聲波傳播演示兩局部。參數設置涉及兩種異質材料和入射角的選擇，確定好異質材料，右側的信息欄中將顯示出兩種介質的縱波速度與橫波速度，有

7、助于學生對材料信息的理解。一旦調節入射角，用直線條表示的超聲波隨即在平臺局部顯示出來，借助不同顏色區分入射、反射和折射的縱波與橫波，線條的粗細用來表示信號能量的強弱。隨著入射角的改變，反射波與折射波角度亦隨之發生變化，當條件滿足，可以明晰掌握折射角到達90時波形軌跡的變化，這會使學生對第一臨界角和第二臨界角的理解更加深化。程序編制過程需要注意的是當入射角到達第一臨界角時，在介質2中只有橫波而無縱波，此時反射縱波能量加強，當入射角到達第二臨界角時，在介質2中既沒有橫波也沒有縱波，反射橫波沿界面傳播。三教學應用這局部是超聲檢測的重要知識點。在傳統教學中，學生由于不熟悉超聲波傳播特性，只能死記公式，

8、無法靈敏運用，對臨界角的概念理解不清。在教學中，可將仿真軟件與練習題相結合，老師先介紹仿真軟件的使用，隨即讓學生進展仿真操作，模擬各種光疏到光密物質、光密到光疏物質的超聲波傳播情況，觀察第一、第二臨界角的產生條件與時機，同時結合仿真動畫理解斯奈爾公式每個參數的含義，再結合練習題進展公式運用，之后將公式計算結果在仿真軟件中進展驗證，保證了學生全面掌握超聲波傳播原理與斯奈爾定律。超聲縱波聲場一根本原理超聲換能器向介質中輻射超聲波的區域稱為聲場，通常用聲壓分布與聲場的指向性來描繪。該聲壓在極大值和極小值間起伏變化，最后一個極大值點處與聲源的間隔 稱為近場長度，用n表示，n=d2/4。聲場能量主要分布

9、在以聲軸線為中心的一定角度內，這種聲束集中向一個方向輻射的性質稱為聲場的指向性，用指向角或半擴散角?茲表示，?茲=sin-11.22/d。近場長度和半擴散角是描繪聲場的兩個關鍵要素，而它們的值主要取決于檢測頻率和探頭晶片尺寸。二仿真系統如圖3所示，演示平臺包括參數設置和聲場演示兩局部。晶片尺寸和檢測頻率通過滾動條調節大小，從而表現出對聲場的影響。演示局部分別用不同顏色表示被檢工件、探頭、聲場，其中近場區聲場不擴散，而進入遠場區聲束開場擴散。當分別改變晶片尺寸和檢測頻率大小時，可以明晰看到聲場中近場長度與擴散情況的變化。由于晶片尺寸和檢測頻率同時決定聲場，因此在程序中需要用到大量條件嵌套語句。局

10、部程序如下：privatesubhsrll1_hangef=hsrll1.valuef為晶片尺寸滾動條數值seletasedd為檢測頻率滾動條數值ase1seletasefase1ase2endseletendsub三教學應用晶片尺寸與檢測頻率對聲場與擴散角的影響以及近場的概念是學生必須掌握的重要知識點。知識點的掌握主要還是對公式的理解與記憶。學生通過設置仿真參數，模擬各種聲場擴散情況，將仿真動畫結果與公式實例分析互相驗證，不僅能對各參數的含義有更深化的理解，同時將公式運用到實例能真正實現對聲場全面的理解。本文介紹的基于vb實現的教學仿真已經很好地應用于超聲檢測課程教學，促進了課堂互動，極大地改善了教學效果，強化了學生對知識理解，得到了一致好評，值得教學一線的老師嘗試和持續改良。目前，該超聲檢測課程已成功申報檢測技術及應用專業自主學習型高級能人才培養形式理論研究教育教學研究工程，并已獲批深圳職業技術學院校級精品課程。參考文獻：1李立宗.vb程序設計教程.天津：南開大學出版社，2022.2李淑華.vb程序設計及應用.北京：高等教育出版社，2022.3xlin，fgyuan.diagnstilabavesinanintegratedpiezeletrisensr/atuatrplate:analytialandexperientalstudi