无损检测中的超声兰姆波
材料工程测试技术无损检测部分
pm cA CV
介质中质点振动的角频率 ：
A：介质质点的振幅
3. 声强I
（1）定义：在超声波传播的方向上，单位时间内 介质中单位界面上的声能叫声强。用I表示。单 位：W/cm2 （2）表达式（以平面波为例）
1 1 2 1 1 2 2 2 I cA Pm cVm 2 2 c 2
二．介质的声参量 1. 声阻抗 （1）定义：超声波在介质中传播时，任一点的 声压P与该处质点振动速度V之比叫声阻抗。常用 Z表示。单位：g/(cm2.s)； kg/(cm2.s) （2）表达式
p CV Z C V V
声阻抗表示的是声场中介质对质点振动的阻碍作用。
2. 声速 （1）定义：声波在介质中传播的速度。常用C表示。 （2）同一介质中不同波型的声速是不一样的
II
β L S β
按几何光学原理，不同波型的声波入射角，反射角和 折射角之间的关系为
sin sin L sin S sin L sin S CL CL1 CS 1 CL 2 CS 2
CL，CL1为介质Ⅰ的纵波声速 CS1为介质Ⅰ的横波声速 CL2为介质Ⅱ的纵波声速 CS2为介质Ⅱ的横波声速 为声波入射角 L为纵波反射角 S 为横波反射角 L 为纵波折射角 S为横波折射角
3. 声衰减系数 （1）定义：超声波在介质中传播时，随着传播距 离的增加能量逐渐减弱的现象叫做超声波衰减。 在传声介质中，单位距离内某一频率下声波 能量的衰减值叫做该频率下该介质的衰减系数。 常用α表示。单位：db/m或db/cm。
材料
钢 铝 有机玻璃 水 空气
CL（m/s）
5900 6300 2700 1500 340
将平底孔看成新的声源，则晶片接收到的平底孔 的回波声压为： Fx D 2 Px Ps FD x 4
无损检测 超声导波检测 第1部分：总则-最新国标
目次3 术语和定义 ......................................................................... 1 1范围. (1)2规范性引用文件.....................................................................14 方法概要 (4)超声导波检测原理 (4)超声导波检测技术分类 (5)优点及特点 (5)局限性 (5)应用 ........................................................................... 5 5 安全要求 ........................................................................... 6 6 检测人员要求 ....................................................................... 6 7 检测工艺规程 .. (6)通用检测工艺规程 (6)检测作业指导书或工艺卡 (7)8 超声导波检测技术的选择 ............................................................. 7 9 检测设备和器材 (8)检测仪器系统构成 (8)超声导波传感器 (8)激励单元 (9)信号处理单元 (9)信号采集与分析软件 (9)试样 (9)检测设备的维护和校准 (10)10 检测程序 (11)检测前的准备 (11)导波检测模态与频率的选择 (11)距离-幅度曲线的绘制 (13)传感器的安装 (14)检测 (14)对比检测 (15)11 检测结果的评价和处理 (16)检测结果的分级 (16)不可接受信号的确定与处理 (16)12 检测记录与报告 (16)检测记录 (16)检测报告 (17)无损检测超声导波检测第1部分：总则1 范围本文件规定了超声导波对不同固体材料的结构件进行检测的一般原则。
无损检测超声探伤UT基础讲义 (1)
培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。
主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。
射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振动的传播过程，称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。
波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。
由上述定义可得：C=? f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。
电磁超声兰姆波检测技术的应用
电磁超声兰姆波检测技术的应用作者：苏欣来源：《电脑迷·中旬刊》2018年第03期摘要：随着材料科学和机械制造业的高速发展，板材在航空航天工业、汽车工业、船舶工业以及压力铝炉等方面均有广泛的应用，因此，对材料进行快速、全面的质量安全检测是不可缺少的环节。
由于超声波具有穿透能力强、方向性好、灵敏度高等优点，超声检测技术己被广泛应用于工业及高技术产业中，而有限元模拟研究也验证了兰姆波检测方法的可行性。
关键词：兰姆波；检测方法；有限元分析；工业应用；无损检测1 电磁超声兰姆波的优点（1）Lamb 波在板内传播距离远，衰减小的特点，能够进行大面积检测；（2）Lamb 波在板内传播会发生频散，对障碍物比较敏感；（3）Lamb 波在弯曲板内可以继续传播，实现对产品的隐蔽处进行检测。
以上的优点决定Lamb 波在超声无损检测中占有独特的发展优势。
2.2 兰姆波的激发从理论上讲，Lamb波的激发方式有板表面激励和板的一端激励，激发Lamb波的换能器一般有两种：梳状换能器和楔型换能器。
（1）梳状换能器梳状换能器由体波换能器粘接在一梳状结构上形成，让梳状结构的周期间隔等于欲激发Lamb波的波长即可。
梳状换能器检测示意图（2）楔形换能器最常用激励和接收Lamb波的换能器是基于一致性原理的楔形压电陶瓷换能器（图2.3）激励换能器经过藕合介质产生波长为入的平面波，则在板中欲激发波的波长为2.3 兰姆波的特性2.3.1 兰姆波的数学模型建立在无限大薄板中，板厚为2b，b与超声波波长的数量级相接近。
假设板的上、下两界面是自由的。
在板中传播的兰姆波的频率方程如下：对称模式：反对称模式：式中：k0为沿板水平方向的波数，w为角频率，b为1/2板厚，Cl为纵波速度， Cs为横波速度。
式（2-1）、（2-2）就是著名的瑞利-兰姆（Rayleigh-Lamb）频率方程。
此方程确定了板中兰姆波传播速度与特定频厚积（fd）的关系。
兰姆波在板状结构中传播时，其质点发生复杂的振动，其传播特性取决于材料的参数、板厚和振动频率。
超声波无损检测知识讲座2之波与振动
——振动与波 振动与波
（七）、频谱分析 ）、频谱分析 利用其各种波的同相位的叠加、相减形成的有规律的波。 利用其各种波的同相位的叠加、相减形成的有规律的波。
超声波的一般概念
——振动与波 振动与波
二、超声波的波型 按照质点振动方向与波的传播方向的关系可划分为：纵波、横波、 按照质点振动方向与波的传播方向的关系可划分为：纵波、横波、 表面波、板波。 表面波、板波。 （一）、纵波 ：质点的振动方向与波的传播方向一致，同时也称 ）、纵波L：质点的振动方向与波的传播方向一致， 纵波 疏密波。 疏密波。 纵波可在任何状态下的介质中传播， 液体、气体、固体。 纵波可在任何状态下的介质中传播，即：液体、气体、固体。 （二）、横波 ：质点的振动方向与波的传播方向相垂直，也称作 ）、横波S：质点的振动方向与波的传播方向相垂直， 横波 剪切波。 剪切波。 液体和气体中缺乏横向运动的弹性力，所以横波不能存在， 液体和气体中缺乏横向运动的弹性力，所以横波不能存在，只有纵 波存在；但固体中可以同时存在纵波、横波。弹性力又称剪切力。 波存在；但固体中可以同时存在纵波、横波。弹性力又称剪切力。 （三）、表面波 ：在固体中与液体的表面的界面上存在，质点的 ）、表面波t：在固体中与液体的表面的界面上存在， 表面波 振动方向呈椭圆形，只在其表面上传播，又叫瑞利波。 振动方向呈椭圆形，只在其表面上传播，又叫瑞利波。 （四）、板波 ：在固体介质的厚度小到一定程度时，在板状的 ）、板波B：在固体介质的厚度小到一定程度时， 板波 固体上，瑞利波将消失，从而产生板波，又称兰姆波。 固体上，瑞利波将消失，从而产生板波，又称兰姆波。
超声探伤优点和缺点
二、缺点 1、探测的结果受人为的因素影响。对缺陷的发现和评价，仅凭仪器示波 探测的结果受人为的因素影响。对缺陷的发现和评价， 屏上显示的探伤图形而定，而图形中回波信号高度、位置、 屏上显示的探伤图形而定，而图形中回波信号高度、位置、数量等有限 信息又取决于探伤人员对仪器的调节和判断， 信息又取决于探伤人员对仪器的调节和判断，因此需要较多的实践经验 的累积。 的累积。 2、探测表面要求制备。无论是常规摊上或是高速自动化探伤都要求探头 探测表面要求制备。 与工件的探测面具有良好的耦合。通常随着耦合的良好的增加， 与工件的探测面具有良好的耦合。通常随着耦合的良好的增加，透过声 能也随之增加，缺陷检出率越高， 能也随之增加，缺陷检出率越高，因此探测表面的制备是提高探伤那个 质量的重要前提。 质量的重要前提。 3、受工件形状、晶粒和组织不均匀性的限制。形状复杂的工件，超声波 受工件形状、晶粒和组织不均匀性的限制。形状复杂的工件， 探伤较困难，形状回波的显示将干扰缺陷回波的识别和测定。 探伤较困难，形状回波的显示将干扰缺陷回波的识别和测定。对粗晶工 例如高锰钢辙叉）特别是奥氏体不锈钢、硬质合金堆层等， 件（例如高锰钢辙叉）特别是奥氏体不锈钢、硬质合金堆层等，其晶体 尺寸与超声波长接近，增加探伤难度。 尺寸与超声波长接近，增加探伤难度。
无损探伤1-超声波
(3)示波屏上的缺陷显示情况：
T
T
F
B’
a. 无缺陷
b.有缺陷
c.端角波
5 超声波检测系统
5.1 超声波检测系统组成 (1) 超声波探头； (2) 超声波探伤仪； （3）试块/工件； （4）耦合剂。
(1)探头: ①直探头
②斜探头
引线 压电 晶片 阻尼块 压电晶片 外壳 入射 点 阻尼 材料 有机玻璃 楔块 握 柄
2.2 超声波在异质界面处产生的各种现象 (1)垂直入射异质界面时的透射、反射及绕射 ①透射与反射 ② 反射系数 w入 K = W反/ W入×100%
W反
W透
3 超声波检测原理
3.1 脉冲反射法超声波检测原理 (1)原理： 脉冲反射法超声波检测就是利用超声 波在传播过程中，遇到声阻抗较大的异质 界面时，将产生反射的原理来实现对内部 缺陷检测的。
4.1 垂直入射法（直探头，纵波法探伤技术） ①定义：采用直探头将声束垂直入射工件的 探伤方法；该法利用的声波类型为纵波，故 有纵波法之称。 简记：垂直入射法 = 直探头法 = 纵波法 ②缺陷显示方式：以回波在时基线上的位 置、脉冲大小反映缺陷的情况。 ③应用特点：能够发现与探测面平行或接近 平行的面积型缺陷和体积型缺陷。对体积型 缺陷的检出率较高。
a. 直接接触法
b.浸液法
习题：
1、试述脉冲反射超声波探伤方法的原理。
200
（4）耦合剂。
为了使探头有效地向试件中发射和接收超声波，必须 保持探头与试件之间良好的声耦合，即在二者之间填充耦 合介质以排除空气，避免因空气层的存在致使声能几乎全 部被反射的现象发生。探头与试件之间为排除空气而填充 的耦合介质叫耦合剂，耦合剂应具有较好的透声性能和较 高的声阻抗等，如甘油、硅油、机油…… 探头与试件的耦合方式分可为直接接触法和液浸法。
无损检测超声波二级培训教材
1. 是否存在来自缺陷的超声信号及其幅度； 2. 回波的传播时间； 3. 超声波通过材料后的能量衰减。
*
第2章 超声波探伤的物理基础 超声波是一种机械波，是机械振动在介质中的传播。 机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。 超声波探伤中，主要涉及到几何声学和物理声学中的一些基本定律和概念。 如几何声学中的反射、折射定律及波型转换； 物理声学中波的叠加、干涉、衍射等。
*
1.1.2 超声检测工作原理 超声检测主要基于超声波在工件中的传播特性，如超声波在通过材料时能量会损失；在遇到声阻抗不同的两种介质的界面时会发生反射等。其主要的工作过程是：
*
1. 声源产生超声波，并通过一定的方式进入工件； 2. 超声波在工件中传播并与工件材料及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征发生改变； 3. 改变后的超声波通过检测设备接收，并对其进行处理和分析； 4. 根据接收到的超声波信号特征，评估工件表面及其内部是否存在缺陷及缺陷的特征。 通常用来发现缺陷并对其进行评估的基本信息是：
*
2.2 波的分类按波的类型分类： 纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波，称为纵波（L） 凡能承受拉伸或压缩应力的介质都能传播纵波。固体介质能承受拉伸或压缩应力，因此固体介质可以传播纵波。液体和气体虽然不能承受拉伸应力，但能承受压应力产生体积的压缩和膨胀，因此液体和气体也可以传播纵波。
*
（3）波速C： 波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，用C表示。常用单位为米/秒（m/s）。 次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。它们的区别主要在于频率不同。 C = λf 或 λ = C/f 振动的传播速度称为波速（声速），不要把波速与质点的振动速度混淆起来，质点的振动方向与波动的传播方向也不一定相同。
兰姆波频率方程的数值解法
（上接第２９３页）
［２］Ｃｌａｕｚｏｎ Ｔ，Ｔｈｏｌｌｏｎ Ｆ，Ｎｉｃｏｌａｓ Ａ．Ｆｌａｗｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ—
ｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｕｌｓｅｄ ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ＮＤＴ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ—
ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，１９９９，３５（３）：１８７３—１８７６．
１ Ｌａｍｂ频率方程
根据声波质点振动特点，兰姆波分为对称模式 和反对称模式，每种模式有不同的阶次，通常用Ｓ。，
收稿日期：２００４—０５ ２５
万方数据 ２９４ ２００５年第２７卷第６期
Ｓ１，Ｓ２…，Ａｏ，Ａｌ，Ａ２…表不。在自由边界条件Ｆ，
Ｌａｍｂ频率方程为嘲
对称模式
４ｐｑｔａｎ掣ｑ＋（户２一１）２ｔａｎ≠ｐ—ｏ（１）
改写为
ＡｔａｎＢｘ＋ＣｔａｎＤｘ一０
（３）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其中系数Ａ，Ｂ，Ｃ和Ｄ的值是随Ｃ。的变化而 变化的。对于一般的材料有Ｃ。＜Ｃ．，则各系数的值 如表１所示。
表１ ＣＤ一定时各系数的值
项目 Ａ
０＜Ｃｐ＜Ｃ， 一“
Ｃ，＜（：ｐ＜Ｃｌ ａｉ
ＣｌＯＧｐ
ａ
Ｂ
ｂｉ
ｂｉ
６
Ｃ
ｆ
Ｃ
Ｃ
Ｄ
ｄｉ
ｄ
ｄ
注：ｎ一４…ｆ＞…＝Ｉ署Ｉ＞叭２（ｐ２一”＞。， ｄ２ Ｉ筹ｌ＞ｏ，ｉ为虚数单位。
参考文献：
图３激励角一，ｄ曲线
群速度曲线可由Ｃ。一舞得到，其中叫是兰姆
波角频率，ｋ。是兰姆波波数，根据频散曲线可画出 群速度一ｆｄ曲线。图４是钢板中兰姆波的群速度一 ｆｄ曲线。
以上各图中曲线的长短和光滑程度与程序中计
［１］ 徐可北．金属薄板兰姆波检验技术［Ｊ］．无损检测，
无损检测之超声导波
•当介质中有多于一个的界面存在时，就会形成一些 具有一定厚度的“层”。位于层中的超声波将要经 受多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波 形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉。若一 个弹性半空间被平行于表面的另一个平面所截，从 而使其厚度方向成为有界的，这就构成了一个无限 延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在两 个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方 向行进，即平行的边界制导超声波在板内传播。这 样的一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中 传播的超声波即所谓的板波。板波是超声无损检测 中最常用的一种导波形式，由20世纪初究无限大板 中正弦波问题而得名。除此之外，圆柱壳、棒及层 状的弹性体都是典型的波导。其共同特性是由两个 或更多的平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸 〔如壁厚、直径等)到问题中来。在波导中传播的超 声波称为超声导波，在圆柱和圆柱壳中传播的导波 称为柱面导波。
Pits Scatter Sound Wave
Attenuation
Wave Propagation
Thinning Speeds Up the Wave
Transit Time Change
除此之外，圆柱壳、棒及层状的弹性体都是典型的波导。
随后，各种类型的反射波和透射波及界面波均以各自恒定的速度传播，而传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关，不依赖于波动
试验验证
超声导波的激发
To M sS Instrum ent Thin Ferrom agnetic Strip
C oil
Can be
used on
PLATES
AXUS
Or PIPES
AXUS
Can be in PLATES
Or
EMAT
超声波探伤
金属材料无损检测试验超声波探伤（UT）第一节超声波探伤试验对象1、使用特点：利用超声波在被检材料中传播时，遇到缺陷、介质界面的声阻抗突变使超声波发生部分能量反射、折射和透射。
此反射干扰信号被探头接收，经超声波仪处理后以脉冲形式显示在荧光屏上。
根据波幅高度和所走的声程(传播时间)即可判断被检材料内部有无缺陷以及缺陷的位置、形状和大小。
具有对平面型缺陷很高的检测灵敏度。
2、适用材料：各种固体弹性材料（相互之间由弹性力联系起来的质点组成的物质）探测范围为0-5000mm（以钢材料而言，其它材料视其组织结构与衰减程度而言）。
3、适用对象和能力：（1）锻件能发现锻件中与超声波束基本垂直的裂纹、白点、分层、大片密集的夹渣等缺陷。
用斜射法和表面波法可探测与表面不平行的缺陷或表面缺陷。
超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，缺陷的种类一般较难判定。
（2）焊缝（包括熔焊的对接焊缝和角焊缝）能发现焊缝中的裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等缺陷，通常用斜射法探伤。
超声波探伤能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
（3）型材（包括金属板材、管材、棒材及其它型材）能发现材料内部及表面的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺陷，一般用液浸法或局部水浸法探伤，对管、棒等材料通常需用聚焦斜射法探伤。
能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
（4）铸件（形状简单、表面平整或经过加工修整的铸钢件或球墨铸铁件）能发现热裂、冷裂、疏松、夹渣、缩孔等缺陷。
能测定缺陷位置和相对尺寸，但较难判定缺陷的种类。
4、不适用对象：（1）粗晶材料：如奥氏体钢的铸件和焊缝。
（铸件晶粒粗大，晶界上散射强烈，造成杂波干扰，降低超声波的穿透性。
）（2）形状复杂或表面粗糙的工件。
（形状复杂易产生非缺陷信号，表面粗糙会降低声能的传递效率，导致灵敏度下降。
）5、对试样的要求（1）首先要对试样作外观检查，所有影响超声检测的锈蚀、油漆、飞溅和污垢等异物都应予以清除。
无损检测-超声波检测概述
项目2 超声波检测设备器材
学习目标 1.了解超声波检测仪的类型及工作原理。
2.了解超声波检测探头的种类、结构，掌握探头的主要性能参数。
3.掌握超声检测试块的种类及主要用途。
24
一、超声检测仪
1.超声检测仪的分类 （1）按照超声波的连续性，可分为以下三类
1）脉冲波探伤仪。 2）连续波探伤仪。 3）调频波探伤仪。
13
（3）声强 单位时间内垂直通过单位面积的声能称为 声强，常用I表示。单位是瓦/厘米2（ W/cm2）或焦耳/厘米2·秒（J/cm2·s）。
14
三、超声波在异质界面的反射、透射、折射与波型转换 1.超声波垂直入射到单一平界面时的反射和透射 当超声波垂直入射到两种介质的界面时，如图2-8所示 ，一部分能量透过界面进入第二种介质，成为透射波（声强 为It），波的传播方向不变；另一部分能量则被界面反射回
超声检测的主要局限性是：
（1）对位于表面和非常近表面的某些缺陷常常难于检测； （2）试件形状的复杂性，对超声检测的可实施性有较大影 响； （3）材料的某些内部结构会使小缺陷的检测灵敏度和信噪
比变差；
（4）对材料及制件中的缺陷作定性、定量表征，需要检验 者较丰富的经验
3
项目1 超声波检测的物理基础
学习目标 1.了解机械波。
21
第三临界角：当αS增加到一定程度时，α′L=90°，这 时所对应的横波入射角称为第三临界角。
22
四、超声波的衰减特性
1.扩散衰减 超声波在传播过程中，由于声束的扩散，使超声波的声强 随距离增加而逐渐减弱的现象称为扩散衰减。扩散衰减仅 取决于波阵面的形状，与介质的性质无关。 2.散射衰减 超声波在介质中传播时，遇到晶粒的界面—晶界时产生散 乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。当材质晶粒度粗 大时，散射误减严重。 3.吸收衰减 超声波在介质中传播时，由于介质中质点间的内摩擦（即 粘滞性）和热传导引起超声波的衰减，称为吸收衰减或粘 滞衰减。 通常所说的介质的衰减是指吸收衰减和散射衰减，不包括 23 扩散衰减。
对超声无损检测中的导波技术相关思考
对超声无损检测中的导波技术相关思考摘要：与常规超声检测相比，超声导波技术具有优点，如检测效率高、光谱宽、传播路径长等等。
现阶段，超声导波技术在无损检测中得到了广泛应用，并且技术逐渐成熟，一些科学家已经开始在其他领域开展相关的探索工作。
开始。
本文将对超声波在无损检测中的应用与常规超声进行比较，并对该技术的应用前景进行了展望。
关键词：超声导波；无损检测；管道；在线测量近二十年来，人们对管道、实心圆柱体和复合材料板中的超声波进行了研究。
其中最成熟的研究是在管道中传播的超声波。
国外对超声导波的研究和应用较早，有较为完整的理论指导。
本文直观地介绍了超声导波的色散现象和数学模型科研成果可供对超声波感兴趣的研究人员参考。
1 超声导波的色散和多模特性纵波和推力波等于群速度，即频率相关的波速特性被描述为色散特性。
多模性是指在同一频率下，某一特定波导中可能产生不同的波导模式，并且随着时间的推移，波导中的模式数会增加。
增加频率。
色散曲线描述了电介质的倍频特性，以及各种工作条件下控制的波的速度和阻尼。
根据频率散射曲线的信息，可以选择介质中的通道传导模式，进而找到具体的导波检测模式。
最常用的方法是有限元法和半有限元分析法。
最后在频率范围内进行单元分析。
半解析有限元法是以有限元分析为基础的。
本文采用解析解进行波扫描，有限元法用于波导方向的扫描，在分析极限元和极限元的基础上，发展了比例极限元法，并将其应用于轴的离散分析。
利用ANSYS、COMSOL和ABAQUS等不规则截面结构仿真软件可以对单波导结构进行分析。
该程序还可以直接绘制色散曲线。
2 超声导波与无损探伤2.1 超声导波检测原理超声波控制波具有减少倍增的优点，可用于远程和大规模的故障检测。
与传统的超声波检测方法相比，超声波检测方法更为准确，超声波传播有两个明显的优势：管端的传导范围广、特异性强，能够通过波分量10m左右。
第二，范围很广。
导电波的传播是所有粒子在声场可以覆盖整个星期三的环境中振动的结果。
超声波检测方法分类与特点
• 垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制 品的检测, 该法对于与检测面平行的缺陷检 出效果最佳。由于垂直法检测时, 波型和传 播方向不变, 所以缺陷定位比较方便。
2．纵波斜探头法 将纵波倾斜入射至工件检测面，利用折射纵波
进行检测的方法，称为纵波斜探头法。此时，入射 角小于第一临界角a一，工件中既有纵波也有横波 ，由于纵波传播速度快，几乎是横波的两倍，因此 可利用纵波来识别缺陷和定量，但注意不要与横波 信号混淆。
• 相控阵可实现多种扫描成像方式，如前 所述的B、C.D扫描成像，较为特殊的是还可 形成S扫描成像，即在某入射点形成一定角
度的扇形扫查范围，又称扇形扫描成像， 如图5-21所示。
超声相控阵技术的优势在于: (1)由于可采用电子控制方法控制声束进行扫查，可在不移
动或少移动探头的情况下进行快速线扫查或扇形扫查， 从而大大提高了检测效率。
(2)由于可对声束角度进行控制，具有良好的声束可达性， 通过多个检测角度的设定， 可以进行复杂形状和在役 零件的检测。如核反应堆压力容器管嘴和其他接头、摩 擦焊发动机组件、发动机盘件及叶片的根部和叶盘结合 部的检测。
(3)通过动态控制声束的偏转和聚焦，可以实现焦点位置 的动态控制，避免了普通聚焦探头为实现全深度聚焦检 测而对不同深度范围频繁更换探头的麻烦。
• 阵元探头相位控制, 合成声束技术（移动, 转 角, 聚焦, 采样相控阵技术（SAMPLING PHASED ARRAY ）
1.B、C.D扫描成像
– 扇形B扫描 – 线形B扫描 – 组合B扫描
• B型显示（亮度-时间扫查记录）
• B型显示(斜探头PE平行扫查)
• B型显示(TOFD非平行扫查)
• 5.1.4 共振法
• 依据试件的共振特性来判断缺陷情况和工 件厚度变化情况的方法称为共振法。常用 于试件测厚。共振法测厚的原理见4.1.6, 目 前已很少使用
无损检测高级选择题
1当物体在外力作用下发生变形时，其单位面积上任意截面所受的内力大小成为(应力).2物体在外力作用下，其形状尺寸所发生的相对改变称为〔应变〕.3试件在工作中受到外加载荷而产生的应力称为〔工作应力〕.4通常，把金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为〔强度〕.5材料的强度指标可以通过〔拉伸实验〕测出。
6超高强度钢的特点是〔强度高、断裂韧性低〕.7对材料施加应力并在释放应力后不致导致材料永久变形的最大单位应力叫做〔材料的弹性极限〕.8在材料手册中常常看到δ5和δ10两种符号，他们分别表示L0=5d和L0=10d两种不同长度试件测定的(伸长率).9同一材料中，两种不同长度试件测定伸长率的δ5和δ10值相比〔δ5值大，δ10值小〕. 10钢材料塑性高则会限制材料的〔强度〕性能指标。
11洛氏硬度标度用〔A、B和C〕表示。
12〔维氏硬度〕主要是用于测量金属的外表硬度。
13〔布氏〕硬度的实验方法是把规定直径的淬火钢球以一定的实验力压入被测材料外表，保持规定时间后，测量外表。
14里氏硬度计的优点是〔A、B和C〕。
15冲击韧性用符号〔ak〕表示。
16钢被加热产生“过热”时，引起机械性能变化，特别是较大的降低〔冲击韧性〕。
17〔屈服强度〕是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性。
18摆锤冲断试样所做的功称为〔冲击吸收功〕。
19通常金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，两者之差称为〔过冷度〕。
20外形不规则而内部晶格方位基本一致的颗粒，称为(晶粒)。
21金属晶体随着温度变化，可以又一种晶格转变到另一种晶格，这种现象称为〔同素异晶〕。
22常见的晶格缺陷有〔A、B和C〕。
23铁素体是指〔碳溶于α铁和δ铁的固溶体，用符号“F”表示〕。
24会对钢产生腐蚀的介质一般有〔A、B和C〕。
25钢中最基本的相体是〔A、B和C〕。
26Fe-Fe3C合金中的相结构为〔A、B和C〕。
27为了使某种碳钢获得良好的综合机械性能，在淬火后进行500~650℃的高温回火，这种热处理方法叫做〔调质〕。