超声波仪器、探头性能指标及其测试方法
超声波探伤仪五大性能测试法
第九部分 实验
实验一 仪器五大性能测试
1． 水平线性
1）测准零点；
2）声程标度设为Y 或S ；总声程范围设为125mm （即每格声程设为12.5mm ）； 3）使25mm 厚试块的一至五次回波依次出现在第二、四、六、八和十格，保持探头不
动，调整增益、进波门位，使进波门内回波高为50%，依次读出一至五次回波声程值（Y 或S ）。
2．分辨力测试
1）用户在CSK-IA 试块上移动直探头，当85mm 和91mm 两处的回波波峰等高且调至50%，记下增益值A 。
2）稳住探头，将85mm 和91mm 两处的回波波谷调至50%，记下增益值B 。
3． 垂直线性
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm 深Φ2平底孔处的回波高为100%。
2）增益步长调至2dB ，增益每次比上次减2dB 。
3）每减一次增益记下当前波幅值%。
4． 动态范围
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm 深Φ2平底孔处的回波高为100%。
记下增益值A 。
2）使200mm 深Φ2平底孔处的回波高调对刚刚能看到波幅， 记下增益值B 。
3）动态范围=A-B 。
CS —1—5平底孔试块
25mm
4．灵敏度余量测试
1）在CS-1-5试块上移动直探头，使200mm深 2平底孔处的回波高为50%。
记下增益值A。
2）除去探头，增加增益，使噪声电平达10%，记下增益B。
3）灵敏度余量=A-B。
附：性能测试表
一、水平线性
二、垂直线性
三、分辨力
四、动态范围
五、灵敏度余量。
超声波探伤仪、探头及试块
第二章 超声波探伤仪、探头及试块第一节 超声波探伤仪一、超声波探伤仪的种类和A 型探伤仪工作原理1. 超声波探伤仪的分类和A 型探伤仪特点超声波探伤仪种类繁多、分类方法不一。
常见的分类方法如下：在脉冲反射式超声波探伤仪中，以A 型显示、单通道工作的携带式探作仪应用最为广泛，它常作为造船、石油、化工、机械、冶金、铁道和国防工业部门产品和设备现场探伤的重要工具。
归纳起来，它有以下特点：(1) A 型显示屏以横坐标(时间轴)刻度表示超声往复传播时间(传播距离)，纵座标表示脉冲回波高度，该高度与反射体返回声压成正比。
(2) 可用单探头(或双探头)进行探伤，以单通道方式工作。
(3) 对缺陷定位准确，发现微小缺陷的能力(灵敏度)较高。
(4) 在声束复盖区域内，可同时显示不同声程上的多个缺陷；对相邻缺陷有一定分辨能力。
(5) 适用性较广，配以不同探头可对工件作纵波、横波、表面波、板波等探伤。
(6) 一般来说，设备轻便、便于携带和现场使用。
(7) 只能以回波高低来表示反射体的反射量，因而缺陷量值显示不直观、探伤结果不连续，且不易记录和存档。
按声源能动性分(缺陷是否为能动声源)能动声源探伤仪(缺陷为能动声源如声发射) 被动声源探伤仪(缺陷为被动声源) 按发射波连续性分连续波探伤仪 脉冲波探伤仪一般连续波探伤仪 共振式探伤仪 调频式探伤仪 按缺陷显示方式分 A 型显示探伤仪 B 型显示探伤仪 C 型显示探伤仪 直接成像 按声通道分 按发射脉冲频带范围分 单通道探伤仪 多通道探伤仪 窄频带探伤仪 宽频带探伤仪(8) 结果判断受人为因素影响较多，故对操作者技术水平要求较高。
本节主要介绍单通道工作的A 型脉冲反射式超声波探伤仪(以下简称超声波探伤仪)的一般工作原理、基本组成、性能测试和使用方面的知识。
2. 超声探伤仪的一般工作原理和基本组成超声探伤仪的工作原理类似于无线电雷达，因此，它有固体雷达之称号。
图2–1为该类探伤仪最简单的电路方框图。
仪器探头性能指标及其测试方法
仪器探头性能指标及其测试方法仪器和探头是科学检测和研究中常用的工具之一，它们的性能指标对于确保准确度和可靠性至关重要。
以下是一些常见的仪器和探头性能指标及其测试方法：1.灵敏度：灵敏度是指仪器或探头对于待测信号变化的响应程度。
在测试过程中，可以通过改变待测信号的幅度或强度，然后观察仪器或探头输出的相应变化来评估其灵敏度。
2.動态范围：动态范围是指仪器或探头能够测量的最大和最小信号之比。
一般来说，动态范围越大，仪器或探头所能测量的信号范围越广。
测试动态范围的方法是在不同强度的信号下进行测试，并观察其输出是否超出仪器或探头的最大输入范围。
3.准确度：准确度是指仪器或探头输出结果与实际值之间的偏差。
准确度可以通过与已知参考值进行比较来评估。
在测试过程中，可以使用标准品或已知条件下的样品，然后与仪器或探头的输出进行对比。
4.分辨率：分辨率是指仪器或探头能够区分的最小变化。
分辨率常用于数字仪器或探头的评估。
测试分辨率的方法是逐渐改变输入信号，观察仪器或探头输出是否能够跟踪到最小变化。
5.稳定性：稳定性是指仪器或探头在相同条件下连续测试时的一致性。
测试稳定性的方法是在相同的环境条件下连续进行多次测试，并观察仪器或探头输出是否保持一致。
6.时间响应：时间响应是指仪器或探头对于信号变化的时间相关性。
测试时间响应的方法是通过输入一个快速变化的信号，并观察仪器或探头对该信号的响应时间。
除了上述性能指标，还有一些领域特定的性能指标，如在光学领域中常用的波长范围、分光精度等指标。
总的来说，仪器和探头的性能评估需要进行一系列测试和比较，以确保其满足实际需求。
这些测试方法和指标有助于用户选择和使用合适的仪器和探头，并保证研究和检测结果的准确性和可靠性。
医用超声仪的定期检测要点
医用超声仪的定期检测要点医用超声仪是医疗工作中常用的一种诊断设备，如同其他医疗设备一样，定期检测是确保其正常工作和准确诊断的重要保障。
本文将介绍医用超声仪定期检测的要点，包括检测项目、检测方法和注意事项。
一、检测项目1. 仪器外观检查：仪器的外观应该整洁无损、无明显划痕或损坏。
各部位的按键、显示屏、连接接口等也需要检查。
2. 电源和电气系统：检查仪器的电源线是否完好，是否有电线松动、破损等。
对电池进行充电测试或者更换新电池。
3. 超声探头检测：超声探头是超声仪最关键的部分，应该特别注意检测。
检查探头表面是否有损坏、裂缝或其他缺陷，同时检查探头连接线是否良好。
进行探头通电测试，观察超声图像质量。
4. 控制系统检测：对仪器的控制系统进行检测，包括按键、旋钮等输入设备功能是否正常，显示屏上各项指示是否准确。
5. 超声图像质量检测：使用测试工具或模拟器进行超声图像质量检测，包括分辨率、灰阶、信噪比等参数的测试。
6. 测量精度检测：通过测试工具进行模拟测量，检测超声仪在不同模式下的测量精度，包括距离测量、面积测量等。
二、检测方法1. 目视检查法：通过仔细观察超声仪的仪器外观和连接状态，判断仪器是否有明显损坏或异常情况。
同时，目视检查超声探头的情况，包括表面是否完好、连接线是否良好等。
2. 功能测试法：通过使用超声仪的各项功能，包括按键、旋钮等进行测试，确保功能是否正常，是否有响应延迟、误码等情况。
3. 图像测试法：使用测试工具或模拟器生成特定图像，通过显示屏观察超声图像的质量，包括清晰度、对比度等。
并对图像进行测量，检测测量结果的准确性。
4. 标准检测法：根据超声仪的性能规范和标准，使用标准测试工具进行检测，确保仪器符合规定的标准要求。
三、注意事项1. 定期维护保养：除了定期检测，医用超声仪还需要定期进行维护保养，例如清洁超声探头等。
维护保养工作应该按照仪器使用说明书进行。
2. 记录和报告：对于每次检测，应该进行详细的记录，并生成检测报告，包括检测日期、检测人员、检测项目等信息，以备将来参考和追踪。
超声科质量控制指标
超声科质量控制指标超声科质量控制指标是指在超声科技术应用过程中，为了保证诊断结果的准确性和可靠性，制定的一系列评价和监控指标。
通过对超声科质量控制指标的监测和评估，可以及时发现和纠正超声影像质量不合格的问题，提高超声诊断的准确性和可靠性，保障患者的健康和安全。
一、超声科质量控制指标的分类超声科质量控制指标可以分为以下几个方面：1. 影像质量指标：包括图象分辨率、噪声水平、灰度均匀性等。
图象分辨率是指超声图象中能够分辨出的最小空间距离，噪声水平是指超声图象中随机噪声的强度和分布情况，灰度均匀性是指超声图象中灰度值的均匀性和一致性。
2. 仪器性能指标：包括超声探头的频率响应、灵敏度、动态范围、深度探测等。
超声探头的频率响应是指超声波在探头中的频率范围，灵敏度是指超声系统对回波信号的灵敏程度，动态范围是指超声系统能够显示的最大和最小灰度值的比值，深度探测是指超声系统能够探测到的最大深度。
3. 操作规范指标：包括超声操作人员的培训和技能水平、超声设备的维护和保养等。
超声操作人员应具备良好的解剖学知识和超声技术知识，能够正确操作超声设备进行检查。
超声设备应按照规定的维护和保养要求进行定期检查和维护。
二、超声科质量控制指标的评价方法超声科质量控制指标的评价方法可以采用以下几种方式：1. 定量评价：通过测量和计算超声图象的各项指标数值，如图象分辨率、噪声水平、灰度均匀性等，来评价超声图象的质量。
可以使用专业的超声图象分析软件进行自动化计算和评价，也可以通过人工测量和计算来获得评价结果。
2. 定性评价：通过专家的经验和判断，对超声图象的质量进行主观评价。
可以根据超声图象的清晰度、对照度、细节显示等方面进行评价，给出优、良、中、差等评价结果。
3. 对照评价：将同一患者或者同一模型在不同超声设备上进行检查，比较不同设备的超声图象质量。
可以通过对照图象的清晰度、对照度、细节显示等方面进行评价，找出差异和问题所在。
三、超声科质量控制指标的监控方法超声科质量控制指标的监控方法可以采用以下几种方式：1. 定期检查：定期对超声设备进行检查和维护，包括超声探头的频率响应、灵敏度、动态范围等性能指标的测量和评估，以及超声图象的质量指标的检查和评估。
超声波UT 检测方案
超声波UT 检测方案1..1 工作范围本方案适用于余热锅炉、汽机中低压管道项目的对接焊口、钢结构型材对接焊缝、板材及板材对接焊缝和钢锻件的超声波探伤检验。
1..2 材料准备1..2.1 仪器根据工程项目现场的具体情况，使用脉冲反射式超声波探伤仪。
1..2.2 仪器的技术要求仪器和探头的组合灵敏度、衰减器精度、水平线性和垂直线性等各种性能指标应符合 JB/T10061《A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》及 JB/T10062《超声波探伤用探头性能测试方法》的规定。
a.仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检工件最大声程时，其灵敏度余量应≥10dB。
b. 衰减器精度：任意相邻 12 dB 误差在±1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB 。
c. 水平线性：水平线性误差不大于 1%。
d. 垂直线性：在荧光屏满刻度的 80%范围内线性显示，垂直线性误差不大于 5%。
1..2.3 探头1）晶片有效面积除另由规定外一般不应超过 50mm2，且任意一长边不大于 25 mm 。
2）单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于 2 度，主声束垂直主方向不应有明显双峰。
3）直探头的远场分辨力应大于或等于 30 dB ，斜探头的远场分辨力应大于或等于 6dB4）仪器和探头的系统性能应按 ZBJ04001 和 JB/T10062 的规定进行测试（检验周期见表 2）。
5）探头和检验面应该紧密接触，必要时探头楔块应进行修磨使其与检验面吻合。
修磨后探头应该重新测定入射点和折射角。
表1 探头折射或 K 值选择1..2.4试块a. 试块应采用与被检工件相同或相近似声学性能的材料制成，直探头标准试块为CBI、CBII 试块；斜探头标准试块采用 CSK-IA、CSK-IIIA 试块。
b. 试块的制造要求应符合 ZBJ04001 和 JB/T10062 的规定进行测试。
c. 现场检测时，也可采用其它形式的等效试块。
.1..3检测准备1...3.1 检测表面1) 检测面的确定必须保证检查到工件被检部分的整个体积，即应检查到整条焊缝，检验区域的宽度为是焊缝本身再加上焊缝两侧各 10mm 区域(热影响区)。
超声波传感器性能指标测试技术
说明书一种超声波传感器指标检测技术技术领域本发明涉及超声波传感器指标检测技术。
背景技术超声波传感器是一种压电陶瓷器件，它通过压电效应来实现机械能和电能的双向转换。
它的传播速度为344m/s(25度)工作频率一般在20kHz～200kHz,通过反射及多谱勒效应来确定障碍物的距离及相对速度。
探测距离一般在1米～2米.它广泛地应用在倒车声纳、防盗报警、流量计、停车计时、自动门等产品系统中。
超声波传感器系统的详细工作流程为：控制器通过驱动电路驱动超声波传感器（收发一体集成式）通过压电转换，发出一束短促的、固定频率的超声波信号，当这束超声波脉冲遇到障碍物时就会发生反射，接收传感器将会收到反射的机械回波，再通过压电转换，回波电信号经过放大、滤波、检波等处理后，控制器根据发射超声波与接收到反射回波之间的时间间隔，计算出传感器与障碍物之间的距离。
以下为它的一些主要参数：声压特性声压(SPL)是表示传感器发射音量大小的参数。
用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”为有效声压，“Pre”为参考声压（2×10-4ubar），超声波传感器的发射声压一般为≧100dB.灵敏度灵敏度是表示传感器接收能力强弱的参数，用如下公式表示：20logE/P(dB)“E”为产生的电压值（VRMS），“P”为输入的声压（ubar）。
超声波传感器的灵敏度一般为-60dB~-85dB.探测包络传感器的可探测区域是不规则的，一般在正后方最强，距离越远衰减越快；在斜方向的反射较弱，总体可探测区域呈扇形分布。
常规超声波传感器的检测流程如下：1、设置一个屏蔽箱，在屏蔽箱内指定的最远探测距离位置(1.5m～2米m)放一个标准测试杆，一般为￠75mm的PVC管，将待调试的传感器模块放入测试架，接上示波器。
2.系统上电，调整传感器板的可调中周，使中周与传感器内部的等效电容产生特定频率的谐振并达到最佳点；再调试传感器板的回波灵敏度（一般通过可调电阻），通过示波器观察障碍物的回波宽度达到要求的值。
超声波无损检测标准
超声波无损检测标准
超声波无损检测是一种常见的无损检测方法，用于检测材料的内部缺陷和结构，并评估其完整性和性能。
超声波无损检测标准主要包括以下几个方面：
1. 超声波设备标准：包括超声波检测仪器的技术要求、性能指标、工作范围和使用方法等。
例如，设备必须符合安全要求，能够提供稳定的超声波信号，并具备合适的探头和耦合剂。
2. 检测方法标准：包括超声波检测的步骤、参数选择和评估方法等。
例如，检测人员需要根据具体情况选择合适的超声波探头和频率，并进行标定和校准。
3. 缺陷评估标准：根据不同材料和应用要求，制定相应的缺陷评估标准。
例如，对钢材进行超声波探伤时，可以参考美国标准协会（ASME）的相关标准，评估缺陷的类型、大小、位置
和对材料性能的影响等。
4. 检测人员培训标准：要求进行超声波无损检测的人员具备一定的专业知识和技能，可以根据不同级别和应用领域设定相应的培训标准。
例如，按照美国无损检测协会（ASNT）的要求，可以进行超声波检测人员的培训和认证。
综上所述，超声波无损检测标准包括设备标准、方法标准、缺陷评估标准和人员培训标准等方面，以保证超声波无损检测的准确性和可靠性。
超声波检测技术
CTS-8006
具有6个独立的发射－接收通道, 性能稳定可靠、抗 干扰能力强。仪器配合不同的机械传动装置，可实现 对钢管、钢板、机械零件等的自动化超声探伤。
2. 超声波探头
1)超声波探头功用
• 超声波探头：一种机械能和电能互相转换的换能
器。大多数探头是利用压电效应制作的。
• 超声波探头功能: 发生和接收超声波。
探头 缺陷
Ｔ Ｆ Ｂ
零件
显示器
超声波检测
1.超声波的定义
• 超声波是一种质点振动频率高于20kHz的机械波， 因其频率超过人耳所能听到的声频段（16Hz— 20kHz）而得名超声波。
• 由于能听到的声波频率不高，波长太大，所以用
于机械零件检测时可能在缺陷周围发生绕射而不 能检测出损伤。 • 而超声波频率极高，波长短，不会发生绕射漏检 问题。所以，都用超声波去检测工件缺陷。
2.超声波的特点
• 方向性好
• 穿透能力强
• 能量高
• 反射、折射和波型的转换
3.超声波的分类
1）按质点的振动方向分类 （1）纵波
（2）横波
（3）表面波
（4）板波
(a) 对称型
(b) 非对称型
波的类型 纵波
质点振动特点
传播介质
应 用
质点振动方向平 固、液、气体介 行于波传播方向 质
质点振动方向垂 直于波传播方向 质点作椭圆运动， 椭圆长轴垂直波 传播方向，短轴 平行于波传播方 向 上下表面：椭圆 运动, 中心：纵 向振动
方法早已被人们采用。如，用手拍西瓜，听是否
熟了；敲瓷碗，听是否裂了。声音反映物体内部
某些性质。
• 真正促使人类研究利用超声波进行探测的事件是
泰坦尼克号沉没事件。瑞查得森用在空气和水下
超声检测探伤仪探头及系统性能
超声检测探伤仪探头及系统性能18.1探伤仪采用A型脉冲反射式探伤仪，其工作频率范围为1MH Z～10MH Z。
仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档小于或等于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±ldB以内，最大累计误差不超过1dB。
水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。
其余指标应符合JB/T 10061的规定。
本条来源于JB4730标准，与原标准相比某些指标做了调整，即超声波工作频率范围由原来的1MH Z～5MH Z，修改为1MH Z～10MH Z，衰减器总调节量由原来的60dB，修改为80dB。
目前随着我国超声波检测设备技术水平的提高，数字化超声波检测设备不断成熟，以上技术指标现有设备完全能够满足。
为简化操作、提高工作效率，推荐采用数字式超声波检测设备。
其它指标符合JB/T 10061的规定。
18.2 探头18.2.1 探头应按ZBY344的规定作出标志。
因为探头上的标志是探头生产厂对探头主要性能的一种说明和保证，无损检测人员借助这些标志能够直观的了解探头的基本性能。
ZBY344对探头的标志用探头型号组成项目和排列来表示：基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征基本频率：用阿拉伯数字表示，单位为MHz。
晶片材料：用化学元素缩写符号表示，见表05。
表05 晶片材料代号压电材料代号锆钛酸铅陶瓷P钛酸钡陶瓷 B钛酸铅陶瓷T铌酸锂单晶L碘酸锂单晶I石英单晶Q其它压电材料N 晶片尺寸：用阿拉伯数字表示，单位为㎜。
其中圆晶片用直径表示；方晶片用长×宽表示；分割探头晶片用分割前的尺寸表示。
探头种类：用汉语拼音缩写字母表示，见表6。
直探头也可不标出。
表6 探头种类代号种类代号直探头Z 斜探头（用K值表示）K斜探头（用折射角表示）X分割探头FG水浸探头SJ表面波探头BM可变角探头KB 探头特征：斜探头在钢中可用折射角正切值（K值）表示。
《超声检测设备》
图4-6 发射电路 原理
.
4) 接收电路
超声检测检测设备与器材 第四章
接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放
另一个时基线调节功能是调节屏幕上显示的时间范 围的起点，也就是时基电路触发的延迟时间，称为延 迟。延迟由延迟电路实现，延迟电路的作用就是将同 步信号延迟一段时间后再去触发扫描电路，使扫描延 迟一段时间再开始。
.
超声检测检测设备与器材 第四章
3) 发射电路 发射电路是一个电脉冲信号发生器，可以产生几百 伏至几千伏的高压电脉冲，施加到压电晶片上产生脉 冲超声波。
3) 指示脉冲波的幅度和运行时间，称为脉冲检测仪。
通过探头向工件发射电脉冲，激励探头发射脉冲超声
波，并接收从工件中反射回来的脉冲信号，通过检测
信号的返回时间和幅度判断是否存在缺陷和缺陷的大
小等情况。
.
超声检测检测设备与器材 第四章
(2) 按反射体显示方式进行分类
1) A型显示 探头将接收到的反射体的反射波信号以波形 形式在显示屏上显示出来。 显示屏的横坐标代表反射波的传播时间(或距 离)，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位 置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可估算缺 陷当量尺寸大小。
一秒钟内发射同步脉冲的次数称为重复频率。同步脉冲 的重复频率决定了超声检测仪的发射脉冲重复频率，即决定了 每秒钟向被检工件内发射超声脉冲的次数。
选择重复频率对自动化检测很重要。自动化检测需要有高重 复频率以保证不漏检，从而实现高速扫查。但高重复频率使两 次脉冲间隔时间变短，有可能使未充分衰减的多次反射进入下 一周期，形成所谓的“幻象波”. ，造成缺陷误判。
超声波探伤检测标准
超声波探伤检测标准摘要：1.超声波探伤检测标准的概述2.超声波探伤的原理3.超声波探伤的优点4.超声波探伤检测标准的制定与实施5.超声波探伤检测标准的发展趋势正文：一、超声波探伤检测标准的概述超声波探伤检测标准是一种非破坏性检测技术，广泛应用于各种材料和零部件的检测中。
超声波探伤技术利用超声波在材料中的传播特性，检测材料内部的缺陷、裂纹等问题，以评估其质量和安全性。
在实际应用中，为了保证超声波探伤检测的准确性和可靠性，需要制定一系列的技术标准和规范。
二、超声波探伤的原理超声波探伤的原理是利用超声波在材料中的传播速度和衰减特性，检测材料内部的缺陷、裂纹等问题。
超声波在传播过程中，如果遇到材料内部的缺陷或界面，会产生反射、散射等现象，这些现象会被探头接收并转换为电信号。
通过分析这些电信号的特征，可以判断材料内部是否存在缺陷，以及缺陷的性质、位置、大小等。
三、超声波探伤的优点超声波探伤技术具有许多优点，使其成为非破坏性检测的主要方法之一。
首先，超声波探伤可以检测到材料内部的缺陷，而不会破坏材料的表面和结构。
其次，超声波探伤可以检测到各种不同类型的缺陷，包括裂纹、夹杂、气孔等。
此外，超声波探伤还具有较高的检测速度和灵敏度，可以有效地提高检测效率和准确性。
四、超声波探伤检测标准的制定与实施为了保证超声波探伤检测的准确性和可靠性，需要制定一系列的技术标准和规范。
这些标准和规范包括超声波探伤的设备标准、检测方法标准、数据处理和分析标准等。
超声波探伤检测标准的制定和实施，有助于确保检测结果的可靠性和一致性，提高检测技术的应用水平和效果。
五、超声波探伤检测标准的发展趋势随着超声波探伤技术的不断发展和应用，超声波探伤检测标准也在不断完善和更新。
超声波探伤仪、探头及试块——(第二节超声波探头)
第二章超声波探伤仪、探头及试块第二节超声波探头一、压电效应和压电材料超声波探伤是利用超声波探头实现电气转换的，所以，超声波探头也叫超声波换能器，其电声转换是可逆的，且转换时间极短，可以忽略不计。
根据产生超声波和电声转换方式的不同，可有多种不同类型的超声波换能器，这些电声转换方式有：利用某些金属(铁磁性材料)在交变磁场中的磁致伸缩，产生和接收超声波：利用电磁感应原理产生电磁超声以及利用机械振动、热效应和静电法等都能产生和接收超声波。
目前用得最多的是以利用压电效应原理制成的压电材料超声换能器。
1. 压电材料的压电效应某些单晶体和多晶体陶瓷材料在应力(压缩力和拉伸力)作用下产生应变时引起晶体电荷不对称分配，异种电荷向正反两面集中，材料的晶体中就产生电场和极化，这种效应称为正压电效应。
相反，当已极化的压电材料处于交变电场中时，由于极化作用的影响，在晶体中就会产生压缩或拉伸的应力和应变，这种效应称为逆压电效应，见图2–15所示。
图2–15 压电材料的压电效应正、逆压电效应统称压电效应，它是一种互相可逆的物理效应，具有压电效应的材料叫压电材料，压电性是压电材料的特性。
石英是典型的压电单晶材料，沿X轴切割，并在X方向施加外力时，则在垂直于X轴的二个面上将产生等值异种电荷、晶体内即形成电场。
反之，晶体二个面上加以交变电场，则在其X轴方向上就会产生伸缩变形，从而产生和接收传播方向与施力方向一致的纵波。
图2–16为沿X轴切割的石英晶片。
压电陶瓷属多晶压电材料经人工烧结成型，它的压电效应机理与石英有所不同。
压电陶瓷必须先进行极化处理，然后才会具有压电性。
这是因为组成压电陶瓷的铁电体在末极化时铁电体内的电畴(与铁磁体中磁畴类同)各自具有一定的自发极化和本身的电场方向、分布杂乱无章，只有对这种材料施加较强的外电场，才能使电畴发生转动，并趋于与外电场方向一致，见图2–17所示。
图2–16 沿X轴切割的石英晶片图2–17 压电陶瓷材料的电畴分布当外加极化电极除去以后，将与永久磁铁的剩磁相仿，电畴方向也基本保持不变，而且成为很强的剩余极化；这种极化的晶体在交变电场作用下会产生电致伸缩变形，同时也会把伸缩变形变为电能输出；这样，压电陶瓷也具有了压电性。
超声波相控阵探伤仪等设备技术参数超声波相控阵探伤仪技术
超声波相控阵探伤仪等设备技术参数（一）超声波相控阵探伤仪技术参数一、设备用途及功能要求：主要用于检测金属及非金属材料内部及焊缝内部的各种不连续性缺陷，包括复合材料的脱粘、分层、粘接不良和金属材料及焊缝的气孔、裂纹、沙眼等缺陷的检出和定位定量。
支持的检测技术包超声波脉冲回波模式、一收一发模式、相控阵串列扫查模式及衍射时差（TOFD）模式，能够形成对待检工件区域的彩色B扫描及C扫描图形显示，并能存储完整的检测数据，具有良好的再现性和检测结果一致性。
二、主要技术参数及配置要求1、外观★1.1、便携式整机，方便户外携带，重量：≤3.5Kg★1.2、为方便实际操作与观察，要求显示屏尺寸8英寸以上1.3、图像清晰，便于观察，显示屏分辨率：800×600像素1.4、显示屏亮度：600cd/㎡1.5、显示屏颜色数量：1千6百万色1.6、工作温度范围：-10℃~45℃★1.7、因现场施工检测需要，要求侵入保护评级：IP66，防撞击评级：通过类似MIL-STD-810G 516.6的坠落测试2、电源供电方式：锂离子电池或AC电源，而且单独电池供电时间要求要≥6小时3、输入/输出★3.1、编码器输入：要求支持双轴编码器3.2、USB接口至少2个3.3、支持音频报警3.4、视频输出：SVGA4、存储4.1、存储装置：SD卡或USB存储介质（16GB以上）4.2、机载数据文件存储容量：300MB5、超声性能参数★5.1、接口数量：1个相控阵（PA）接口，2个常规超声（UT）接口5.2、自动探头识别：支持5.3、发生器数量：≥16★5.4、接收器数量：≥64★5.5、聚焦法则数量：≥256★5.6、相控阵电压：40V，80V，115V5.7、常规超声电压：95V，175V，340V★5.8、脉冲类型：负方波★5.9、相控阵系统带宽：0.6MHz~18MHz5.10、常规超声系统带宽：0.25MHz~28MHz★5.11、扫查类型：线性电子E扫查（零度或角度）、扇形S扫查及复合扇形S扫查★5.12、脉冲重复频率（PRF）：≥6KHz5.13、相控阵最大实时平均数：165.14、常规超声最大实时平均数：645.15、报警数量：35.16、报警条件：闸门的任意逻辑组合★6、配置要求6.1、主机，一台6.2、PC版数据分析处理及报告、声场模拟软件，一套6.3、5MHz，32晶片相控阵探头及对应斜楔块（带防磨钉），一套6.4、5MHz，24晶片复材检测专用相控阵探头及对应直楔块（带防磨钉），一套（二）动态检测声发射探测仪技术参数一、仪器技术要求1.1声发射系统硬件1.1.1主要性能：★（1）采用标准的PCI-Express总线通讯结构。
超声波仪器探头性能指标及其测试方法
图 4 水平线性误差测量
(3) 在具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，按 (2) 条的方法，将底波以前沿 对准水平刻度“ 0”，底波 B6 前沿对准水平刻度“ l0 ”，然后读取第二 至第五次底波中之最大偏差值 Lmax，再按式 (3) 计算水平线性误差△ L
(4) 在探伤仪扫描范围的各档级，至少应测试一种扫描速度下的水平线性 差。
a=x2—2xl 5 斜探头折射角的测量
测试设备： a) 探伤仪； b)l 号标准试块； C)刻度尺。 测试步骤 将探头置于 1 号标准试块上，当 K≤１.5 时，探头放在如图 10(a) 位置， 观察 Φ50mm孔的回波；1. 5<K≤２.5 时，探头放在如图 10(b) 位置，观察 Φ50mm 孔的回波；当 K>2.5 时，则观察图 10(c) 的 Φ１.5mm横通孔的回波。前后移动
口 fe=(fe-f 0) ／f 0×100％……………… (7) 式中： fe 回波频率误差，％； f0 ――探头的标称频率。
图 8 探头回波频率测量
(2) 斜探头回波频率的测量 仪器连接及调节度与直探头相同，将探头置于 面的最高回波。其余步骤与直探头相同。
1 号试块上探测 R100圆弧
2、分辨力 ( 纵向 ) 测量 (1) 直探头分辨力的测量
小角度探头 ≤15%
≥50dB ≥16 dB
不动车专用
≥75dB
一、超声波探伤仪主要性能测试方法
1、电噪声电平（ %）
水平线性 误差 ≤ 2%
折射角误 差
≤ 4% ≤2°
探测范围 ≥3.6m
仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大，衰减器置
“ 0”，深度粗调、深度微调置最大。读取时基线噪声平均值，用百分数表示。
临床超声探头性能指标及使用注意事项
２ 一般 常见 的 医用 Ｂ超 探 头
（ ７ ） 三维探 头 ３ ． ５ ＭＨ ｚ 。
３ 常见 Ｂ超探 头 的适用 范 围
射波 ）和接收反射超声波 （ 回波） 的，它是诊断
设备 的重 要部 件 。而超 声探 头的任 务是 就是将 电信 号 变换 为超声 波信 号或 相反 地将 超声波 信号 变换 为
电信号 。 目前探头可 以发射和接收超声 ，进行 电
一
［ ２ ］陈 民香 ．血液净化 治疗 多器 官功能 衰竭 的进 展 ［ Ｊ ］． 医学信息 ， ２ ０ ０ ９ ，２ ２（ ３ ） ：４ ２ ２ ［ ３ ］汪佶 、周筱龙 ．费森尤斯 ４ ０ ０ ８ Ｂ维修两例 ［ Ｊ ］．医疗 装备 ． ２ ０ ０ ７ ． ０ ４ ［ ４ ］费森尤斯血透机维修技术学习手册 ． Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ ０
［ ５ ］Ｍ ｉ ｓ ｒ ａ Ｍ ． Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｉ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ，Ｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｉ ａ ｌ －
ｙ ｓ ｉ ｓ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ １ ． ２ ０ ０ ５（ ９ ） ：３ ０ —３ ６
［ 摘
要］超 声探 头是 医用超声仪 器的心脏 ，是 临床超 声设备 用于诊 断的重要部件 ，它的性 能决定 了图
像 质 量 的好 坏 。本 文 主 要 描 述 了 临床 Ｂ超 探 头 的 分 类 、 结 构 、 性 能 和使 用过 程 中应该 注 意 的一 些 问题 。
超声检测方法
(2)探头选择
目前应用最广、数量最多的超声换能器是以
压电效应为原理的超声换能器，它将来自发射
电路的电脉冲加到压电晶片上，变成同频率的
机械振动，从而向被检测对象辐射出超声波。
探头 耦合剂
超声波
缺陷
工件
第十五页，编辑于星期三：八点 四十六分。
同时，它又将从声场中反射回来的声信号转换 成电信号，送入接收、放大电路，变为可供在 荧光屏上观察和判断的检 测信号。
第二十一页，编辑于星期三：八点 四十六分。
同时，吸收块在靠近压电晶片的地方、其声
阻抗尽可能接近压电晶片的声阻抗。
通常是从工艺上采取措施，提高环氧树脂钨 粉吸收块的声阻抗值、使之接近压电晶片，是 制作高分辨力探头的关键。
当然采用高阻尼吸收块将显著降低超声检测
的灵敏度，因此应视具体情况综合考虑这两方 面的要求。
对斜探头来说，除了考虑获得所需的波型及足
够的声能外，还应注意不致由于斜楔的存在而使 杂波增加，影响缺陷波形的判别。
必须认真设计斜楔的形状，使斜楔中由界面反
射回来的声能不回到压电晶片上来。
斜楔的材料一般都采用有机玻璃，在斜楔的某
些部位增填吸收材料，以便把从斜楔与工件界面
反射回来的杂波尽可能吸收掉。
第二十四页，编辑于星期三：八点 四十六分。
固定缺陷位置的水浸探伤，要选用聚焦探头。
对微小缺陷，一般采用高频探头。
第四十二页，编辑于星期三：八点 四十六分。
频率上限由衰减大小决定，下限则由检测灵
敏度、脉冲宽度和声束指向性决定。
对横波斜探头来说，为了使工件中的折射角
度范围能覆盖到 90o，探头斜楔中的声速应小于
超声波教材[整理版]
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第三章仪器、探头和试块第一节超声波探伤仪一、超声波探伤仪概述1.作用产生电振荡→激励→放大电信号→显示2.仪器的分类（1）按超声波的连续性分类脉冲波：周期性、不连续、频率不变、根据波幅和传播时间最广泛连续波：连续且频率不变、根据透过超声波强度灵敏度低且不能确定缺陷位臵调频波：连续且频率周期性变化、根据发射波与反射波的差频变化检测面平行的缺陷（2）按缺陷显示方式分类A型显示探伤仪：时间、波幅位臵和大小B型：扫查轨迹、时间 B超平面分布和深度C型：(3)按通道分单通道多通道二、A型脉冲反射式超声波探伤仪的一般工作原理1.仪器电路方框图相当于示波器：包括同步电路、扫描电路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路方框图2.仪器主要组成部分的作用（1）同步电路：触发电路总指挥（2）扫描电路：水平扫描时基线时间（深度粗调、微调、扫描延迟）（3）发射电路 P73 可控硅的开关特性 RC振荡（4）接收电路衰减器、射频放大器、检波器、视频放大器，影响垂直线性、动态范围、探伤灵敏度、分辨力等重要技术指标Kv＝20lgU出/U入（5）显示电路：示波管及外围电路组成（6）电源3.仪器的工作过程：根据工作原理图三、仪器主要开关旋钮的作用及其调整 P75重复频率旋钮：改变发射电路每秒钟发射脉冲的次数，与屏幕亮暗有关四、仪器的维护1.阅读说明书，按要求操作2.搬运仪器防止强烈振动3.避免在强磁场、灰尘多、电源波动大、有强烈振动及温度过高或过低的场合4.防雨、雪、水、机油进入仪器内部（新款仪器坏过、下雨）5.电源（充放电）、电源线不要弯折，插头要抓壳体6.旋钮不宜过猛7.使用后清洁8.潮湿季节，定期通电9.出现故障，关闭电源，请人维修第二节超声波测厚仪原理δ＝1/2ct（脉冲式）使用：调整、测厚（特殊要求）第三节超声波探头一、压电效应某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。
反之，在交变电场的作用下，藏身伸缩变形的效应称为逆压电效应。
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超声波仪器、探头主要组合的性能测定
主要性能测试项目及其性能指标
1、电噪声电平（%）
仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大，衰减器置“0”，深度粗调、深度微调置最大。
读取时基线噪声平均值，用百分数表示。
2、灵敏度余量（dB）
a)使用2.5MHz、Φ20直探头和CS－1－5或DB--PZ20—2型标准试块。
b)连接探头并将仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大。
若此时仪器和探头的噪声电平(不含始脉冲处的多次声反射)高于满辐的10％，则调节衰减或增益，使噪音电平等于满辐度的10％记下此时衰减器的读数S0。
图1 直探头相对灵敏度(灵敏度余量)测量
c)将探头置于试块端面上探测200mm处的i2平底孔，如图17所示。
移动探头使中Φ2平底孔反射波辐最高，并用衰减器将它调至满辐度的50％，记下此时衰减器的微S l，则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为：S=S1--S0(dB)
3、垂直线性误差测量（%）
(1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照
波，如图2所示。
调节探伤仪灵敏度，使参照波的辐度恰为垂直刻
度的100％，且衰减器至少有30dB的余量。
测试时允许使用探头压
块。
图2 垂直线性误差测量
(2)用衰减器降低参照波的辐度，并依次记下每衰减2dB时参照波辐度的读数，
直至衰减26dB以上。
然后将反射波辐度实测值与表l中的理论值相
比较，取最大正偏差d(+)与最大负偏差d(-)，则垂直线性误差△d用
式(1)计算：
△d=｜d(+)｜+｜d(-)｜ (1)
(3)在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复(1)和(2)的测试。
dB）
(1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照
波。
(2)调节衰减器降低参照波，并读取参照波辐度自垂直刻度的100％下降
至刚能辨认之最小值(一般约为3～5％)时衰减器的调节量，此调节
量则定为该探伤仪在给定频率下的动态范围。
(3)按(1)和(2)条方法，测试不同频率不同回波时的动态范围。
5、水平线性误差测量（%）
(1)连接探头，并根据被测探伤议中扫描范围档级将探头置于适当厚度的
试块上，如DB――D1，DB—Pz20-2，CSK-1A试块等，如图3所示。
再调节探伤仪使之显示多次无干扰底波。
(2)在不具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，在分别将底波调到相同辐度
的条件下，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”第五次底波
B5的前沿对准水平刻度“10”，然后依次将每次底波调到上述相同
辐度，分别读取第二、三四次底波前沿与水平刻度“4”、“6”、“8”
的偏差Ln，如图4所示，然后取其最大偏差Lmax按式(2)计算水平
线性误差ΔL：
式中：ΔL：水平线性误差，％；
B：水平全刻度读数。
图3 水平线性误差测量
图4 水平线性误差测量
(3)在具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，按(2)条的方法，将底波以前沿
对准水平刻度“0”，底波B6前沿对准水平刻度“l0”，然后读取第二
至第五次底波中之最大偏差值Lmax，再按式(3)计算水平线性误差△L
(4)在探伤仪扫描范围的各档级，至少应测试一种扫描速度下的水平线性
差。
6、分辨力的测量（dB）
使用2.5MHz、Φ20直探头
a)仪器抑制置零或关，其它旋钮置适当位置，连接探头并置于CSK-IA标准试块上，探测声程分别为85mm和91mm反射面的反射波(如图9所示)，移动探头使两波等高；
图9 直探头分辨力的测量
b)改变灵敏度使两次波辐同时达到满辐度的100％，然后测量波谷高度h，则该探头的分辨力R用下式计算：
R=20lg(100／h)
若h=0或两波能完全分开，则取R>30dB。
二、超声探头的测试方法
1、探头回波频率及频率误差测量
(1)直探头回波频率的测试
a)连接被测探头并置于l号标准试块25mm厚度处，使第一次底波最高。
b)用示波器在探伤仪的接收输入端观察底波B1的扩展波形，如图8，在此波形中，以峰值点P为基准，读出在其前一周期、后两个周期共计三个周期的时间T3，根据fe=3／T3计算回波频率fe，再按下式计算回波频率误差：口fe=(fe-f0)／f0×100％ (7)
式中：fe回波频率误差，％；f0――探头的标称频率。
图8 探头回波频率测量
(2)斜探头回波频率的测量
仪器连接及调节度与直探头相同，将探头置于1号试块上探测R100圆弧面的最高回波。
其余步骤与直探头相同。
2、分辨力(纵向)测量。