衍射時差法(Time of Flight Diffraction,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波檢測方法，屬于超聲波檢測的分支。TOFD通常使用縱波斜探頭，采取一發(fā)一收的檢測模式。該方法最早于20世紀(jì)70年代由英國原子能管理局國家無損檢測研究中心的哈威爾實驗室的M?G?Silk根據(jù)超聲波衍射現(xiàn)象首先提出來的。缺陷處的衍射現(xiàn)象如下圖所示：

        TOFD 方法一般將探頭對稱分布于焊縫的兩側(cè)。在工件無缺陷部位，發(fā)射超聲脈沖后，首先到達探頭的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在時，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(chǎn)生的衍射波。除上述波之外，還有缺陷部位和底面因波型轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的橫波，因橫波聲速小于縱波，因而會遲于底面反射波到達接收探頭。    工件中超聲波傳播路徑如圖2所示，缺陷處A掃描信號如圖3所示。

        TOFD檢測顯示包括A掃描信號和TOFD圖像，其中A掃描信號使用射頻波形式。而TOFD圖像是將每個A掃描信號顯示成一維圖像線條，位置對應(yīng)聲程，以灰度表示信號幅度，將掃查過程中采集到的連續(xù)的A掃描信號形成的圖像線條沿著探頭的運動方向拼接成二維視圖，一個軸代表探頭的移動距離，另一個軸代表掃查面至底面的深度，這樣就形成了TOFD圖像。

        TOFD檢測的局限性在于：一，其直通波和底面波皆有一定的寬度，處于此寬度范圍內(nèi)的缺陷難以被發(fā)現(xiàn)。因此在掃查面和底面存在幾毫米的表面檢測盲區(qū)。二，TOFD信號較弱，易受噪聲影響。三，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。四，TOFD數(shù)據(jù)分析對檢測人員要求高。