超声波无损检测概述

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超声波无损检测技术在失效分析中的应用

超声波无损检测技术在失效分析中的应用

超声波无损检测技术在失效分析中的应用引言:在现代工业领域中,设备的失效往往会给企业带来严重的经济损失和安全风险。

因此,发展可靠、高效的失效分析技术是非常重要的。

超声波无损检测技术作为一种非侵入式的检测手段,在失效分析领域发挥着重要的作用。

本文将探讨超声波无损检测技术在失效分析中的应用,并分析其优势和局限性。

一、超声波无损检测技术概述超声波无损检测技术是一种基于超声波传播特性的材料检测方法。

它通过发送超声波脉冲至被测物体内部,利用超声波在不同材料中传播时的散射、反射和吸收等特性,来获取材料的内部结构和缺陷信息。

超声波无损检测技术具有分辨率高、检测速度快、非破坏性等优点,因此被广泛应用于失效分析领域。

二、超声波无损检测技术在失效分析中的应用1. 缺陷检测与定位超声波无损检测技术可以检测材料中的各类缺陷,如裂纹、气孔、夹杂等。

通过分析超声波的传播时间、幅度和特征波形,可以定量评估缺陷的尺寸、形状和位置。

这对于判断材料的完整性和可靠性非常重要,能够帮助工程师及时发现并处理潜在的失效风险。

2. 材料性能评估超声波无损检测技术可以通过测量材料中超声波的传播速度、衰减系数等参数,来评估材料的力学性能。

例如,通过测量材料中声速的变化,可以判断材料的硬度、弹性模量等特性。

这对于评估材料的可靠性和使用寿命非常重要,可以帮助企业选择合适的材料并预防可能的失效。

3. 焊接质量检测在工程和制造过程中,焊接是常见的连接方式,其质量对于产品的可靠性至关重要。

超声波无损检测技术可以检测焊接接头中的缺陷,如焊缝中的裂纹、夹杂以及未熔合区等。

通过准确检测和评估焊接接头的质量,可以避免由于焊接缺陷导致的失效风险。

4. 压力容器监测压力容器一旦发生失效可能会引发严重的事故,因此对于压力容器进行定期监测非常重要。

超声波无损检测技术可用于监测压力容器内部的缺陷和腐蚀情况。

通过检测超声波在压力容器壁上的反射和传播情况,可以判断压力容器的健康状况,并提前预警可能的失效风险。

超声波无损检测基础原理

超声波无损检测基础原理

超声波无损检测基础原理超声波无损检测(Ultrasound Non-Destructive Testing,简称UT)是利用超声波在材料中传播、反射、折射以及散射现象,来检测材料的内部缺陷、异物、尺寸和性能的一种方法。

它具有非接触、无损、高精度、高效率、可定量测量等优点,广泛应用于航空航天、核工业、电力、石化等领域。

超声波无损检测的基本原理是利用超声波在材料中传播时发生的传播、反射、折射和散射现象来评估材料的完整性和性能。

其中,超声波是一种振动频率超过人耳听觉范围的机械波,具有频率高、穿透力强、传播速度快等特点。

超声波在材料中传播是通过介质粒子的弹性振动完成的。

当超声波进入材料后,会遇到材料内部的缺陷、异物等结构的界面,其中的一部分能量将被反射回来,称为反射波;另一部分能量则继续传播并发生折射或散射,称为透射波。

通过测量和分析反射波和透射波的信号,可以确定材料的内部缺陷、异物的位置、形状、大小等参数。

超声波无损检测通常采用传感器(也称为探头)将超声波引入到被检测物体中。

传感器由晶体材料制成,具有压电效应,即在受到外加电压作用下产生机械振动。

当外加电压施加在传感器上时,晶体会振动产生超声波,然后将超声波传播到被检测物体中。

当超声波在被检测物体中传播并遇到缺陷、界面等结构时,会有部分超声波能量被反射回来,在传感器上产生电信号。

这个信号经过放大、滤波、变换等处理后,可以得到被检测物体内部结构的信息。

超声波无损检测的信号处理是关键环节。

一般来说,反射信号的振幅和时间可以提供缺陷的大小和位置信息,而透射信号的强度和传播时间则可以提供材料的均质性和变质情况。

根据反射信号的波形和强度,可以判断缺陷种类(如裂纹、气孔、异物等)和位置。

通过对信号的波形、幅度以及时间的分析,可以获得材料的尺寸、形状、深度等更加详细的参数信息。

总之,超声波无损检测通过利用超声波在材料中传播的物理特性和反响情况,来评估材料的完整性和性能。

超声波无损检测概述

超声波无损检测概述

超声波无损检测概述超声波无损检测一、超声波无损检测基本介绍超声检测(UT)是利用其在物质中传播、界面反射、折射(产生波型转换)和衰减等物理性质来发现缺陷的一种无损检测方法,应用较为广泛。

按其工作原理不同分为:共振法、穿透法、脉冲反射法超声检测;按显示缺陷方式不同分为:A型、B型、C型、3D型超声检测;按选用超声波波型不同分为:纵波法、横波法、表面波法超声检测;二、超声波的产生(发射)与接收(1)超声波的物理本质:它是频率大于2万赫兹的机械振动在弹性介质中的转播行为。

即超声频率的机械波。

一般地说,超声波频率越高,其能量越大,探伤灵敏度也越高。

超声检测常用频率在0.5~10 MHZ。

(2)超声波的产生机理——利用了压电材料的压电效应。

压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。

相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。

(3)超声波的发射与接收①发射——在压电晶片制成的探头中,对压电晶片施以超声频率的交变电压,由于逆压电效应,晶片中就会产生超声频率的机械振动——产生超声波;若此机械振动与被检测的工件较好地耦合,超声波就会传入工件——这就是超声波的发射。

②接收——若发射出去的超声波遇到界面被反射回来,又会对探头的压电晶片产生机械振动,由于正压电效应,在晶片的上下电极之间就会产生交变的电信号。

将此电信号采集、检波、放大并显示出来,就完成了对超声波信号的接收。

可见,探头是一种声电换能元件,是一种特殊的传感器,在探伤过程中发挥重要的作用3.超声波检测方法的分类(1)按原理分类:超声波探伤方法按原理分类,可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。

超声波检测

超声波检测
无损检测
超声波检测
一.无损检测概述
1.原理 • 无损检测----在不损坏试件的前提下,对试
件表面及内部进行检查和测试的方法。
• 无损检测----通常包括磁粉检测、渗透检测、
射线检测和超声波检测等。
2.无损检测技术发展的三个阶段 • 无损探伤(NDI): 探测和发现缺陷 • 无损检测(NDT): 不仅仅是探测缺陷,还包括探测被检对象的 一些其他信息,例如结构、性质、状态等, 并试图通过测试,掌握更多的质量信息。
陷的回波,B表示底面回波。
B型显示显示的是试件的一个二维截面图,屏
幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查
的位置坐标,横坐标是声传播的时间(或距离)。
该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上 缺陷的分布及缺陷的深度等信息。
C型显示显示的是试件的一个平面投影图, 探头在试件表面做二维扫查,屏幕的二维 坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位 置接收的信号幅度以光点辉度表示。该方 式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影 图像,但不能显示缺陷的深度。
图2 超声波检测仪 (a)、 (b)、 (c) 数字式超声检测仪; (d) 探伤小车
3.2探头 直探头:主要检测钢板、锻件、铸件 斜探头:主要检测焊缝、锻件 (1) 超声波探头的作用。 超声波探头用于实现声能和电能 的互相转换。它是利用压电晶体的正、逆压电效应进行换 能的。探头是组成检测系统的最重要的组件,其性能的好 坏直接影响超声检测的效果。 (2) 常用超声波探头的类型。超声波检测中由于被探测工 件的形状和材质、探测的目的、探测的条件不同, 因而 要使用各种不同形式的探头。其中最常用的是接触式纵波 直探头、接触式横波斜探头、双晶探头、水浸探头与聚焦 探头等。一般横波斜探头的晶片为方形,纵波直探头的晶 片为圆形,而聚焦声源的圆形晶片为声透镜。 所以声场 就有圆盘源声场、聚焦声源声场和斜探头发射的横波声场。

超声波无损检测原理及应用

超声波无损检测原理及应用

超声波无损检测原理及应用超声波无损检测(Ultrasonic Testing,简称UT)是一种利用超声波传播特性来检测材料内部缺陷的无损检测技术。

其原理基于声波在材料中的传播和反射。

超声波无损检测具有高灵敏度、高分辨率、快速、非接触、定量等优点,广泛应用于工业领域。

超声波无损检测的原理是利用超声波在材料中传播时发生反射、折射、散射等现象来检测材料内部的缺陷。

超声波在材料中的传播速度和传播路径受到材料的物理性质和几何形状的影响,当超声波遇到材料中的缺陷时,会发生多次反射和散射,从而产生回波信号。

通过接收这些回波信号可以确定材料中缺陷的位置、大小、形态等信息。

1.金属材料检测:超声波无损检测在金属材料中的应用非常广泛,可以检测金属材料中的裂纹、疲劳损伤、气孔、夹杂物等缺陷。

这对于确保金属材料的质量和结构完整性非常重要,尤其是在航空航天、桥梁、汽车、石油化工等领域。

2.建筑材料检测:超声波无损检测可以用于检测混凝土、石材、玻璃等建筑材料中的缺陷,如空洞、裂缝、腐蚀等。

这有助于评估建筑材料的结构强度和使用寿命,以及修复和维护工作的安全性和可行性。

3.聚合物材料检测:超声波无损检测也可以用于检测聚合物材料中的质量和缺陷,比如塑料、橡胶、复合材料等。

这对于保障聚合物制品的质量和性能至关重要,如航空航天器件、电子产品、汽车零部件等。

4.医学诊断:超声波无损检测在医学领域的应用非常广泛,用于检测人体内部的器官和组织,如心脏、肝脏、肾脏等。

超声波无损检测在医学诊断中无辐射、无创伤,对于早期疾病的诊断和评估、手术引导等起着重要作用。

总之,超声波无损检测原理简单而有效,应用范围广泛,对于确保材料和产品的质量和安全至关重要。

它在不同领域的应用有助于提高造价效益,减少事故风险,并推动相关行业的发展。

《无损检测》超声波课件

《无损检测》超声波课件

环境控制
保持检测环境的清洁和干 燥,避免灰尘、潮湿等因 素对设备的影响。
04 超声波检测技术在实际应 用中的案例分析
金属材料的超声波检测
总结词
高效、准确、无损
详细描述
超声波检测技术广泛应用于金属材料的检测,如钢、铝、铜等。通过高频声波 的反射和传播特性,可以快速准确地检测出金属材料内部的缺陷、夹杂物和晶 界结构,为产品质量控制和安全性评估提供有力支持。
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超声波的接收与处理
超声波的接收
通过超声探头将超声波转换为电信号,便于后续的信号处理 。
信号处理技术
对接收到的电信号进行放大、滤波、检波等处理,提取出有 用的信息。
超声波检测的信号处理技术
信号预处理
对原始信号进行去噪、增益调 整等处理,以提高信号质量。
信号特征提取
提取出反映被测物体特性的信 号特征,如幅度、频率、相位 等。
超声波检测技术的挑战与机遇
技术创新
不断推动超声波检测技术的理论研究和应用创新, 提高检测精度和可靠性,拓展应用领域。
人才培养
加强超声波检测技术的人才培养和队伍建设,提 高技术人员的专业素质和技术水平。
市场拓展
加强市场推广和宣传,提高超声波检测技术的社 会认知度和市场占有率,促进产业发展。
THANKS FOR WATCHING
件等。
表面波探头
适用于检测材料表面和 近表面的细微缺陷,如
玻璃、陶瓷等。
兰姆波探头
适用于检测复合材料、 胶接结构等特殊材料的
缺陷。
超声波检测仪器的性能指标
频率
超声波的频率决定了检测的分辨率和 穿透能力,应根据不同的检测需求选 择合适的频率。
动态范围

超声无损检测报告

超声无损检测报告
当聚焦法则满足抛物线关系时,合成声束在正下方某一 深度聚焦
超声无损检测报告
第29页
4. 超声相控阵
※ 扫查方式
常见三种相控阵扫查方式
➢ 线性扫查:将相邻若干阵元视为一组,按 照一定时间间隔对各组阵元施加相同聚 焦法则。合成声束将以恒定角度和聚焦深度 沿阵元延伸方向进行扫查。
超声无损检测报告
第30页
超声无损检测报告
第32页
4. 超声相控阵
※ 超声相控阵发射聚焦延时计算
P点坐标为:
超声无损检测报告
发射延时计算坐标系
P点到F相对于阵列中心点时延为
结果为负表示第i个阵元相对于阵列中心点提
前发射,反之则延迟发射。
第33页
5. 硬件电路设计
※ 硬件电路结构
探头:产生超声波器件 发射前端:由FPGA控制产生高压脉冲信号,使探头发
➢ 能够控制声束偏转和聚焦,波束指向灵活,能够检 测到传统方法无法检测区域
➢ 不需要设计复杂扫查装置,也不需要频繁更换探 头,机构简单,操作方便
➢ 较低驱动电压下也能得到声场强度较大扫描信号 ➢ 提升系统检测分辨力,信噪比和灵敏度 ➢ 抗干扰能力增强
超声无损检测报告
第24页
4. 超声相控阵
※ 超声相控阵发射聚焦和发射偏转技术
第5页
2. 脉冲反射法
※ 工作原理
➢ 工件内部缺点造成材质不连续,进而造成声阻抗不一致 ➢ 造成工缺点处产生一个两侧声阻抗特征不一样接触面 ➢ 超声波传输到此处,一个别会被反射回去,另一个别继续向
前传输 ➢ 反射回来超声波能量大小与接触面两侧声阻抗差异及接
触面大小、取向相关,即与缺点情况相关
超声无损检测报告
理论基础—波叠加和干涉

公共基础知识超声波检测技术基础知识概述

公共基础知识超声波检测技术基础知识概述

《超声波检测技术基础知识概述》一、基本概念超声波检测技术是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷、测量材料厚度、确定材料性质等的无损检测方法。

超声波是指频率高于 20kHz 的机械波,其在不同材料中的传播速度、衰减程度和反射特性各不相同,这些特性为超声波检测提供了基础。

超声波检测主要涉及到超声波的发射、传播和接收。

通常使用超声波探头作为发射和接收超声波的装置。

探头中的压电晶体在电信号的激励下产生超声波,并将接收到的超声波信号转换为电信号,以供后续分析处理。

二、核心理论1. 超声波的传播特性- 超声波在均匀介质中沿直线传播,其传播速度取决于介质的弹性模量和密度。

不同材料中的传播速度差异较大,例如在钢中的传播速度约为 5900m/s,在水中的传播速度约为 1480m/s。

- 超声波在传播过程中会发生衰减,衰减的原因主要包括散射、吸收和扩散等。

散射是由于材料中的不均匀性引起的,吸收是由于材料对超声波能量的吸收,扩散则是由于超声波在传播过程中的扩散效应。

- 当超声波遇到不同介质的界面时,会发生反射、折射和透射等现象。

反射波的强度取决于界面两侧介质的声阻抗差异,声阻抗差异越大,反射波越强。

2. 超声波检测原理- 脉冲反射法:通过发射短脉冲超声波,当超声波遇到缺陷或界面时,会产生反射波。

根据反射波的到达时间、幅度和波形等信息,可以确定缺陷的位置、大小和性质。

- 穿透法:将超声波发射探头和接收探头分别放置在被检测材料的两侧,通过检测透射超声波的强度和波形变化,来判断材料内部是否存在缺陷。

- 共振法:利用超声波在被检测材料中产生共振的原理,通过测量共振频率和共振幅度等参数,来确定材料的厚度、弹性模量等性质。

三、发展历程超声波检测技术的发展可以追溯到 19 世纪末期。

当时,人们开始研究超声波的特性和应用。

20 世纪初期,超声波检测技术开始应用于工业领域,主要用于检测金属材料的内部缺陷。

在第二次世界大战期间,超声波检测技术得到了快速发展,被广泛应用于军事工业中,如检测飞机、舰艇等装备的零部件。

超声波探伤理论基础知识

超声波探伤理论基础知识

超声波探伤理论基础知识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λ: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=λ 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。

超声波无损检测概述

超声波无损检测概述

超声波无损检测概述超声波无损检测(Ultrasonic Testing,UT)是一种常用的无损检测方法,广泛应用于材料、结构和设备的评价和质量控制。

它利用超声波的传播特性,通过对材料内部缺陷的检测和测量来评估材料的完整性和性能。

超声波无损检测是一种非破坏性检测方法,不会对被检测材料造成损伤。

它基于超声波在材料中的传播和反射规律进行检测,通过分析声波在材料中的传播速度和幅度的变化,可以探测出材料中的各种缺陷,例如裂纹、夹杂、气泡等。

超声波无损检测的基本原理是利用声波在介质中传播的速度和振动形态来检测材料内部的缺陷。

在超声波检测中,一台超声波探头产生高频的声波短脉冲,并将其发送到被检测材料。

声波的传播速度受材料的密度、弹性模量、导热性等因素影响,当声波遇到材料的界面或内部缺陷时,部分声波能量会反射回来,并由探头接收。

探头接收到的反射波信号经过放大和处理后,可以得到材料中的缺陷信息。

根据声波的传播速度和反射振幅的变化,可以计算出缺陷的深度、大小和位置等参数。

同时,通过对声波的幅度和频率的分析,还可以评估材料的强度、硬度、粘度等性能指标。

超声波无损检测有许多优点。

首先,它是一种无损的检测方法,不会对被测材料造成任何损伤。

其次,超声波可以穿透较厚的材料,对内部缺陷的检测能力强。

此外,超声波的传播速度和振幅变化可以提供丰富的缺陷信息,能够准确评估材料的完整性和性能。

超声波无损检测广泛应用于各个行业和领域。

在制造业中,它常用于对焊缝、铸件、锻件等工件进行质量评估和缺陷检测。

在航空航天领域,它被广泛用于飞机结构、发动机零部件等重要部位的检测。

在能源行业,超声波无损检测可以用于对核电厂设备、水电站管道等进行安全评估。

在建筑行业,它可以用于对混凝土结构、钢桥梁等进行评估和检查。

总之,超声波无损检测是一种高效、可靠的无损检测方法。

它利用超声波在材料中的传播和反射规律,通过分析声波的传播速度和振幅变化,能够检测出材料中的缺陷并评估其完整性和性能。

超声波测量技术在无损检测中的应用

超声波测量技术在无损检测中的应用

超声波测量技术在无损检测中的应用一、前言无损检测技术是指在不破坏被测物的前提下利用材料的表面反射、透射、穿透、散射和吸收等物理量,进行分析、判断、处理和诊断的一种检测技术。

超声波测量技术是无损检测中常用的一种技术手段,这篇文章将会介绍超声波测量技术在无损检测中的应用。

二、超声波测量技术概述超声波是指频率大于20kHz的机械波,通常使用声波发射器将声波向被测物发射,被测物会将其传递的超声波反射回来,接收器将反射回来的超声波接收并转化为电信号。

通过对电信号进行分析和处理,可以得到被测物的结构和损伤信息,例如材料的缺陷位置、大小、形状、材料硬度等。

三、超声波测量技术在无损检测中的应用1.材料缺陷检测超声波测量技术可以检测材料的缺陷。

通过测量材料内部的超声波传播时间、强度等参数,可以判断材料是否存在缺陷,例如裂纹、孔洞、错位等。

此外,通过超声波测量技术还可以判断缺陷的形状、大小、数量等信息,从而更加精确地判断缺陷的严重程度和影响范围。

2.材料性能评估超声波测量技术可以评估材料的硬度。

通过测量材料的超声波传播速度以及反射波强度大小等参数,可以评估材料的硬度和强度等性能。

此外,超声波测量技术还可以判断材料的韧性、脆性等性质,为材料的使用提供参数参考。

3.材料质量控制在制造过程中,超声波测量技术可以用于检测产品的制造质量。

例如在汽车制造中,超声波测量技术可以检测发动机零件的质量,确保零件的完整性和结构稳定性;在航空制造中,超声波测量技术可以检测飞机结构的质量,确保飞机的飞行安全。

4.材料故障诊断在使用过程中,超声波测量技术可以用于诊断材料的故障。

例如在航空维修中,超声波测量技术可以检测飞机结构的故障,例如腐蚀、疲劳、弯曲等。

通过超声波测量技术可以判断故障的性质和严重程度,从而更加准确地判断是否需要更换或修复。

四、超声波测量技术的优势超声波测量技术有以下优势:1.非侵入性超声波测量技术不需要对被测物进行破坏性测试,可以不需要切割或取样。

超声波检测频谱-概述说明以及解释

超声波检测频谱-概述说明以及解释

超声波检测频谱-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:超声波检测是一种非常重要的无损检测技朏,它利用超声波在物质内传播的方式来探测材料内部的缺陷和异物。

超声波检测具有高灵敏度、高分辨率、无损伤、快速准确等特点,被广泛应用于工业生产、医学诊断、建筑结构检测等领域。

本文将详细介绍超声波检测的原理、应用和技术发展,并对其未来发展进行展望。

通过深入了解超声波检测技术,读者将更好地认识到其在现代科技领域的重要性和潜力。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行阐述,分别为引言、正文和结论。

在引言部分,将对超声波检测频谱的概念进行介绍,以及文章的结构和目的进行说明。

正文部分将分为超声波检测原理、超声波检测应用和超声波检测技术发展三个小节来详细阐述超声波检测频谱的相关内容。

在结论部分,将对整篇文章进行总结,展望超声波检测频谱未来的发展方向,并给出具体的结论。

通过这样清晰的文章结构,读者可以逐步了解超声波检测频谱的相关知识,从而更好地理解和掌握这一领域的技术。

1.3 目的本文的目的是探讨超声波检测在不同领域中的应用和发展,介绍超声波检测的原理及其在工业、医疗、环境等领域的具体应用情况。

通过深入分析超声波检测技术的发展趋势,探讨其在未来的应用前景和可能面临的挑战,为读者提供关于超声波检测技术的全面了解,并为相关领域的研究和实践提供参考和指导。

2.正文2.1 超声波检测原理超声波是一种高频声波,其频率通常超过人类听觉的上限(20kHz),因此无法被人耳所感知。

超声波在物体中传播时,会遇到不同的介质或界面,导致部分能量被反射、折射或散射。

利用超声波的这些特性,可以实现对物体内部结构和性质的检测。

超声波检测原理主要包括超声波发射、传播、接收和信号处理四个方面。

首先,超声波由发射器产生并传播到被测物体表面,然后部分能量被表面反射或穿透物体进入内部。

当超声波遇到不同密度、声速或结构的界面时,部分能量会被反射或传播,形成回波。

超声波无损检测技术在塑料制品中的应用

超声波无损检测技术在塑料制品中的应用

超声波无损检测技术在塑料制品中的应用引言塑料制品是现代工业生产和生活中不可或缺的物品,其应用范围广泛。

然而,塑料制品也存在一些缺点,如内部空隙、裂纹、气孔等缺陷,这些缺陷会影响制品的机械性能和使用寿命。

因此,如何准确、快速地检测出塑料制品中的缺陷,成为塑料制品生产企业关注的重要问题。

本文将介绍超声波无损检测技术在塑料制品中的应用。

一、超声波无损检测技术概述超声波无损检测技术是一种非破坏性检测方法,具有速度快、准确度高、不破坏被测物品等优点。

根据超声波在材料中传播的规律和反射、透射、散射等现象,可以对材料的内部缺陷进行检测和评估。

超声波无损检测技术在航空、汽车、电力等领域得到了广泛应用。

二、超声波无损检测技术在塑料制品中的优势使用超声波无损检测技术检测塑料制品的内部缺陷,可以不破坏被测物品,同时还可以对被测物品的机械性能进行评估,这有助于提高生产效率和产品质量。

此外,超声波无损检测技术还具有以下特点:1. 灵敏度高:超声波可以探测到非常小的缺陷。

2. 可定性好:通过测量超声波的声速和时间,可以对缺陷进行定量分析。

3. 全面性强:超声波无损检测技术可以检测材料的整个截面,确保检测结果的准确性。

三、超声波无损检测技术在塑料制品中的应用主要包括以下几个方面:1. 塑料管道的检测塑料管道是应用十分广泛的产品。

使用超声波无损检测技术可以检测管道内部的孔洞、裂纹、夹杂等缺陷,避免管道漏水和损坏导致的安全隐患。

2. 塑料制品的密度分析塑料制品的密度是其质量的重要参考指标之一。

使用超声波无损检测技术可以测量塑料制品的声速,从而计算出其密度。

这有助于制造商对制品的质量进行控制。

3. 塑料制品的缺陷检测在塑料制品的生产过程中,可能会出现气泡、裂纹、夹杂物等缺陷。

使用超声波无损检测技术可以探测到这些缺陷并及时修理,以确保制品的良品率。

四、超声波无损检测技术在塑料制品中的局限性超声波无损检测技术虽然具有很高的准确度,但其在应用过程中仍存在一些不足之处。

超声波无损检测技术在材料科学中的应用

超声波无损检测技术在材料科学中的应用

超声波无损检测技术在材料科学中的应用超声波无损检测技术是一种现代化、高效率的材料检测技术,其在材料科学中的应用已经得到了广泛的认可和应用。

下面我们就可以从以下几个方面来进行详细的介绍。

一、超声波无损检测技术的原理超声波无损检测是利用超声波在材料中传播的特性及其与缺陷和材料性质的相互作用,探测材料内部缺陷或结构特征的技术。

要实现这一目的,首先需要了解超声波在材料中的传播过程。

超声波在材料中传播时,会发生反射、折射、衍射、干涉等现象,这些现象对于材料中的缺陷和结构特征的探测非常有帮助。

通过对超声波的反射信号进行分析,可以判断材料中存在的缺陷类型、缺陷位置、缺陷大小等信息,并且可以通过信号处理技术对探测结果进行定量化。

二、超声波无损检测技术的应用领域1.航空航天领域:超声波无损检测技术可以用来对飞机、火箭等空中器材的结构进行检测,以保证其在使用过程中不会发生故障。

例如在飞机制造过程中,超声波无损检测技术可以用来探测零件内部的缺陷和其他不良情况。

2. 电子电器领域:超声波无损检测技术可以对各类电子电器设备的结构进行检测,以保证其正常运转。

例如在手机制造过程中,超声波无损检测技术可以用来探测PCB板上的缺陷和其他不良情况。

3. 材料领域:超声波无损检测技术可以用来探测各种材料的缺陷和性能信息。

例如在钢材制造过程中,超声波无损检测技术可以用来探测钢材内部的裂纹和缺陷。

三、超声波无损检测技术在材料分析中的应用1. 材料组织结构分析利用超声波无损检测技术可以对材料的组织结构进行分析,例如可以根据超声波的反射信号,推断样品中晶粒尺寸和晶界数量等参数。

这种技术对于研究材料的微观结构非常有帮助。

2. 材料缺陷检测利用超声波无损检测技术,可以对材料内部缺陷进行检测,并且可以确定缺陷的大小、类型和位置等信息。

这种技术对于材料制造过程中的质量控制和损伤分析非常有用。

3. 材料力学性能检测利用超声波无损检测技术,可以对材料的力学性能进行检测,例如可以测量材料的弹性模量、泊松比等物理参数。

无损检测-超声波检测概述

无损检测-超声波检测概述

无损检测-超声波检测概述无损检测(Non-Destructive Testing,NDT)是指在不破坏材料和结构的前提下,通过对材料和结构进行检测、分析和评估,获得材料和结构损伤、缺陷以及性能状况的方法和技术。

无损检测广泛应用于工业生产、科研领域和安全监督等领域,可以提高产品质量和安全性。

超声波检测是无损检测中常用的一种方法,它利用声波在介质中传播的特性来检测材料和结构的内部缺陷和性能状态。

超声波检测主要包括超声波传播、超声波发射和接收、信号处理和数据分析等环节。

超声波是一种频率高于人耳听力范围的声波,它的频率一般在1MHz到1GHz之间。

超声波在材料中的传播速度与材料的密度、刚度、损耗和传播路径等有关。

当超声波遇到材料的界面或缺陷时,会发生反射、折射、衍射等现象,通过检测这些波的变化可以确定材料的缺陷位置、大小和类型等信息。

超声波检测通常需要使用超声发射和接收设备,其中超声发射器将电能转换为机械振动,通过与材料接触或间接耦合的方式将超声波传入材料中。

超声接收器将机械振动转换为电能,将接收到的信号发送到信号处理设备进行分析和评估。

在信号处理环节,需要对接收到的信号进行放大、滤波、增益调节、噪声剔除等操作,以提高信号质量和分辨率。

常用的信号处理技术包括时域分析、频域分析和图像处理等,可以提取出材料的相位、强度和幅度等信息。

超声波检测可用于材料的缺陷检测、定位和评估。

常见的超声波检测应用包括焊缝检测、铁轨检测、管道检测、混凝土结构检测等。

在焊接中,超声波可以用于检测焊缝中的裂纹、夹渣、气孔等缺陷;在铁路领域,超声波可以用于监测铁轨中的疲劳裂纹和应力腐蚀开裂等缺陷;在管道工程中,超声波可以用于检测管道壁厚、管道腐蚀和管道连接等问题;在混凝土结构中,超声波可以用于评估混凝土强度和检测混凝土中的裂纹和空洞等缺陷。

超声波检测具有检测灵敏、无污染、快速、准确和可视化等优点。

它可以检测到微小的内部缺陷,能够评估材料和结构的性能状态,并且可以实时显示和记录检测结果。

超声波无损检测的原理及应用分析

超声波无损检测的原理及应用分析

超声波无损检测的原理及应用分析超声波无损检测是一种非常重要的检测技术,它应用广泛,可以在各种场合下进行使用,例如在工业、医疗等领域。

它的主要原理是利用波的反射和传播特性来探测材料的内部缺陷。

以下就超声波无损检测的原理及其应用进行分析。

一、超声波无损检测的原理超声波无损检测技术是将超声波在材料中传递时受到的反射或多次反射及自然传播而产生的声波信号进行分析与处理的一种技术。

它是将高频声波传导到测试对象内部,然后通过检测器记录回波信号的方式来检测材料中的缺陷、裂纹、气泡等问题。

超声波通过材料中传播时的反射和衍射现象,对材料的内部缺陷情况进行探测。

具体来说,超声波通过发射器产生,并从发射器进入被测物体,然后在材料中传播,将发出声波的位置作为基准,声波一旦碰到表面或材料内部存在的缺陷时,就会发生反射并传回发射器。

当发射器和接收器之间存在缺陷时,声波会通过材料中的缺陷而进行反射,反射的声波会被接收器记录下来并进行处理。

接收器可以将检测到的声波转换成图像,这样就可以清晰地看到材料内部缺陷的具体位置和形态,从而判断材料的质量是否达到标准。

二、超声波无损检测的应用超声波无损检测技术广泛应用于各种不同的产业,这些行业包括航空、汽车、钢铁、电力、化工等。

下面我们来详细探讨一下它的应用。

1. 钢铁行业在钢铁行业,超声波检测技术可以用来探测钢铁材料表面和内部的缺陷,例如铸造缺陷、气孔、裂纹等等。

通过超声波检测,可以及早发现缺陷并进行修复和调整,提高钢铁制品的质量和性能。

2. 航空行业在航空行业,超声波检测技术可以用来检测飞机零件和发动机部件,以确保它们的健康状况。

通过对飞机残骸或发动机部件的超声波检测,可以检测出任何的裂纹和缺陷,并且可以通过修复和措施来避免严重事故的发生。

3. 医疗领域在医疗领域,超声波检测技术可以用来检测体内各种病变,例如肿瘤、结节、肝炎、肾病等等。

通过对超声波信号的分析和处理,可以确定病变的类型、位置和程度,从而为医生提供更准确的诊断。

超声波无损检测范文

超声波无损检测范文

超声波无损检测范文超声波无损检测(Ultrasonic Nondestructive Testing,简称UT)是一种基于超声波传播和反射原理的无损检测方法。

它利用超声波高频振动的特性,通过探头向被测物体中发送超声波脉冲,然后接收并分析被测物体中超声波的反射、折射和散射情况,以检测缺陷和评估材料的质量。

超声波无损检测具有以下特点:首先,它是一种非接触式的检测方法,无需直接接触被测物体即可进行检测,减少了可能对被测物体造成的二次伤害。

其次,它可以实现全面的检测覆盖,即使被测物体表面存在涂层或是完全密封,也不会影响超声波的传播和反射,从而实现对整个物体的无损检测。

此外,超声波无损检测对于不同类型的材料都具有广泛应用性,在金属、塑料、玻璃等各类物体的检测中都有较高的检测准确性。

超声波无损检测的主要原理是利用超声波在不同介质中的传播速度差异来检测缺陷。

当超声波传播到介质中发生混响或是遇到缺陷时,部分能量会被反射回来,形成回波。

通过接收并分析回波的特征,可以确定被测物体中的缺陷位置、形态、尺寸和性质。

为了实现超声波无损检测,首先需要使用超声波发射探头将超声波能量传递到被测物体中。

常用的探头有压电式探头和脉冲式探头。

其中,压电式探头将电能转化为超声波能量,通过压电效应产生超声波信号;脉冲式探头则通过电能脉冲的方式产生超声波信号。

接收方面,超声波无损检测一般采用吸收式探头进行信号接收。

当超声波传播到被测物体的界面或缺陷处时,部分能量会被反射回来,形成回波信号。

探头通过吸收反射信号,并将其转化为电能信号,再由检测仪器进行信号放大、滤波和处理。

在超声波无损检测中,由于不同材料的声波传播特性不同,需要根据被测物体的性质选择合适的检测参数。

常见的检测参数包括超声波频率、探头的尺寸和形状、检测角度和检测距离等。

通过调整这些参数,可以实现对不同材料和不同缺陷的高效无损检测。

超声波无损检测在许多领域中得到了广泛应用。

在工业领域,它常用于金属制品的质量检测,如焊接接头、压力容器和管道连接处的裂纹检测;在医学领域,它常用于检测人体内部器官和组织的缺陷,如肿瘤和血管的异常情况。

无损检测-超声波检测概述

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)。
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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。

超声波检测注意事项-概述说明以及解释

超声波检测注意事项-概述说明以及解释

超声波检测注意事项-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述超声波检测是一种非侵入性的无损检测技术,通过利用超声波在材料中的传播和反射来获取材料内部的信息。

它广泛应用于工业、医学、环境监测等领域,可以用于检测材料的裂纹、缺陷、质量和结构等问题。

超声波检测的原理是利用声波在不同介质之间的反射和传播来获取材料内部的信息。

超声波在材料中的传播速度和反射程度与材料的物理性质有关,从而可以通过测量这些参数来判断材料的质量和结构。

通过超声波检测,不仅可以检测到微小的缺陷和裂纹,还可以评估材料的力学性能和耐久性。

超声波检测具有许多优点,其中最重要的是其非侵入性。

相比其他检测方法,超声波检测不需要对材料进行破坏性测试,大大减少了对材料的危害。

同时,超声波检测速度快,结果准确可靠,可以在实时监测中得到应用。

此外,超声波检测设备的成本相对较低,易于操作和维护,适用于不同的工作环境。

然而,超声波检测也存在一些局限性和注意事项。

首先,超声波检测的有效深度受到材料的吸收、散射和衰减等因素的影响,因此对于较厚或有较高吸收系数的材料,检测效果可能会受到限制。

其次,超声波检测还受到材料表面状况的影响,如粗糙度、涂层等会对超声波的传播和反射产生干扰。

此外,正确的超声波探头的选择和放置位置也是超声波检测中需要注意的因素。

综上所述,超声波检测作为一种有效的无损检测方法,在各个领域都得到了广泛应用。

然而,在进行超声波检测时,需要注意材料的特性、工作环境和操作方法等因素,以保证检测的准确性和可靠性。

在日后的研究中,还需要进一步探索超声波检测的新技术和应用领域,以提升其检测能力和应用范围。

文章结构是指文章的组织框架,它决定了文章内容的展示方式和逻辑顺序,有助于读者理解和把握文章主旨。

本文将按照以下结构组织内容:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 超声波检测的原理2.2 超声波检测的应用领域2.3 超声波检测的优缺点3. 结论3.1 总结超声波检测的注意事项3.2 强调超声波检测的重要性3.3 提出进一步研究的方向在正文部分,将详细介绍超声波检测的原理,包括超声波的产生和传播机制,以及如何利用超声波来进行物体检测和测量。

超声波无损检测原理及应用

超声波无损检测原理及应用
适用于厚钢板、轴类、轮等几何形状简单的工件。
20
超声检测技术

斜角探伤法是将纵波通过楔块、水等介质倾斜的入
射至工件的探测面,利用波型转换得到横波进行检测
的方法

该法是利用横波进行探伤,故又称横波法

横波法主要用于管材、焊缝等的检测
对于其他的工件的检测,则经常作为一
种有效的辅助手段。
21
超声波无损检测原理及应用
7
超声波无损检测原理及应用
1
超声检测的基本原理
2
超声检测设备
3
超声检测技术
4
超声检测的应用
5
超声检测的新近进展
8
超声检测设备
• 1.超声波检测仪









1
2
3
1.脉冲波检测仪
周期性的发射不连
续且频率固定的超
声波
根据超声波的传播
时间及幅度
2.连续波检测仪
周期性的发射连续
且频率不变的超声

患,操作安全
4
超声检测基本原理
• 3.超声波的产生和接收
声波是一种机械波,超声波是一种频率
很高的声波。使用具有压电或磁致伸缩
效应的材料便可产生超声波。当在压电
材料两面的电极上加上电压,他就会按
照电压的正负和大小,在厚度方向产生
伸、缩的特点。利用这一性质,若加上
超声波的接收是同超声波的发射完全
高频电压,就会产生高频伸缩现象。如
• 4.耦合剂
作用:排除探头与工件表面的空气,使超声波能有效的传入工件,以便检测
减小探头与工件表面的摩擦,延长探头的使用寿命。
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超声波无损检测概述J I A N G S U U N I V E R SI T Y超声波无损检测概述2.2 国内研究情况20 世纪50 年代,我国开始从国外引进模拟超声检测设备并应用于工业生产中。

上世纪80 年代初,我国研制生产的超声波探伤设备在测量精度、放大器线性、动态范围等主要技术指标方面已有很大程度的提高[3]。

80 年代末期,随大规模集成电路的发展,我国开始了数字化超声检测装置的研制。

近年来,我国的数字化超声检测装置发展迅速,已有多家专业从事超声检测仪器研究、生产的机构和企业(如中科院武汉物理研究所、汕头超声研究所、南通精密仪器有限公司、鞍山美斯检测技术有限公司等)[1]。

目前,国内的超声超声检测装置正在向数字化、智能化的方向发展并且取得了一定的成绩。

另外,国内许多领域(如航空航天、石油化工、核电站、铁道部等)的大型企业通过引进国外先进的成套设备和检测技术(如相控阵超声检测设备与技术和TOFD 检测设备与技术),既完善了国内的超声检测设备,又促进了超声无损检测技术的发展[5]。

2.3 超声波无损检测技术发展趋势超声检测技术的应用依赖于具体检测工件的检测工艺和方法,同时,超声检测还存在检测的可靠性,缺陷的定量、定性、定位以及缺陷检出概率、漏检率、检测结果重复率等问题,这些对超声检测仪器的研制提出了更高要求。

为克服传统接触式超声检测的不足,人们开始探索非接触式超声检测技术,提出了激光超声、电磁超声、空气耦合超声等。

为提高检测效率,发展了相控阵超声检测。

随着机械扫描超声成像技术的成熟,超声成像检测也得到飞速发展。

目前,超声检测仪器已明显向检测自动化、超声信号处理数字化、诊断智能化、多种成像技术的方向发展[5-7]。

3.超声波检测的基本原理3.1超声波无损检测基本介绍超声检测(UT)是超声波在均匀连续弹性介质中传播时,将产生极少能量损失;但当材料中存在着晶界、缺陷等不连续阻隔时,将产生反射、折射、散射、绕射和衰减等现象,从而损失比较多的能量,使我们由接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形或频率发生了相应的变化,测定这些变化就可以判定建筑材料的某些方面的性质和结构内部构造的情况达到测试的目的[10]。

当超声遇到缺陷面时,反射回波幅度会异常增大,根据反射幅度、延迟和相位等就可以判断缺陷的位置、面积和形状[13-15]。

如图1所示 按其工作原理不同分为:共振法、穿透法、脉冲反射法超声检测;按显示缺陷方式不同分为: A 型、B 型、C 型、3D 型超声检测;按选用超声波波型不同分为:纵波法、横波法、表面波法超声检测;3.2超声波的产生(发射)与接收(1)超声波的物理本质:它是频率大于2万赫兹的机械振动在弹性介质中的转播行为。

即超声频率的机械波。

一般地说,超声波频率越高,其能量越大,探伤灵敏度也越高。

超声检测常用频率在 0.5~10 MHZ 。

(2)超声波的产生机理——利用了压电材料的压电效应。

压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。

相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。

(3) 超声波的发射与接收①发射——在压电晶片制成的探头中,对压电晶片施以超声频率的交变电压,由于逆压电效应,晶片中就会产生超声频率的机械振动——产生超声波;产生用于检测的超声信号 与介质(包括介质中缺陷)相互作用 超声信号的接收、处理和显示 检出介质特性和缺陷发射 传播 接受 判别 图 1 超声检测过程的基本原理若此机械振动与被检测的工件较好地耦合,超声波就会传入工件——这就是超声波的发射。

②接收——若发射出去的超声波遇到界面被反射回来,又会对探头的压电晶片产生机械振动,由于正压电效应,在晶片的上下电极之间就会产生交变的电信号。

将此电信号采集、检波、放大并显示出来,就完成了对超声波信号的接收。

可见,探头是一种声电换能元件,是一种特殊的传感器,在探伤过程中发挥重要的作用。

下面简单介绍三种较常用的检测方法。

脉冲反射法工作原理:脉冲反射法是利用超声脉冲波入射到两种不同介质交界面上发生反射的原理进行检测。

采用同一换能器兼作发射和接收,接收信号显示在荧光屏上。

基本原理和波形如图2所示。

当工件中无缺陷时,接收波形如图2-a)所示,荧光屏上只有始波T和底波B;当有小于声束截面的缺陷时,有缺陷波F出现,F波在时基轴上的位置取决,可由此确定缺陷在试件中的位置。

缺陷回波的高度,取决于缺于缺陷声程Lf陷的反射面积和方向角的大小,借此可评价缺陷的当量大小。

由于缺陷使部分声能反射,从而使底波高度下降,如图2-b)所示;当有大于声束截面的大缺陷时,全部声能将被缺陷反射,届时将仅有始波和大的缺陷波出现在荧光屏上。

图 2 无缺陷试样和由缺陷试样中的超声回波a) 完好试样b) 缺陷试样脉冲反射法的特点:与透射法相比,脉冲反射法有以下优点:1)灵敏度高,当反射声压达到晶片起始声压的1%时即能检侧,因此,可发现较小的缺陷;2)缺陷定位精度高。

它是利用缺陷波的传播时间,通过调节扫描速度,即调节时基轴与声程的比例来对缺陷定位的。

因此只要仪器水平线性好,缺陷定位就准确;3)适应范围广,改变耦合、探头和波型可实现不同方法的检测;4)操作方便,脉冲反射波一般不需要专门的扫查装置,这就为各种场合下的检测作业带来了极大的方便和灵活性。

但脉冲反射法也有一定的不足之处:1)存在一定盲区,对近表面缺陷和薄壁工件不太适用;2)对于声束轴线不垂直的缺陷反射面,由于折射的结果,使探头往往收不到缺陷回波信号,容易造成漏检;3)因声波往返传播,对于高衰减材料的检测不适用。

脉冲透射法工作原理:脉冲透射法是将发射、接收探头分别置于被检试件的两侧,并使两个探头的声轴处在同一条直线上,同时保证探头与试件之间有良好的声耦合,这样就可以根据超声波穿透试件后的能量变化情况来判断试件内部质量。

当试件中无缺陷时,荧光屏上显示始波T和具有一定幅度的回波脉冲B;当有小缺陷时,声波被缺陷遮挡,接收到的回波信号幅度减小;而当试件中缺陷面积造成的声影大于声束截面时,荧光屏上只显示起始脉冲T,无回波信号,如图3所示。

图3超声穿透法示意图a) 无缺陷试样b) 有缺陷试样脉冲透射法的主要优点:1)工件中不存在盲区,适宜探测薄壁工件;2)与缺陷取向无关,不管缺陷取向如何,只要它遮挡声束传播路径,接收探头就能发现;3)在透射法中,声波是单声程传播,故适合检测高衰减的材料。

脉冲透射法的缺点:1)探测灵敏度低,仅当入射声压变化大于 20%以上时,才能被接收探头检出;2)不能确定缺陷的深度位置,仅能判断缺陷的有无和大小;3)对发射和接收探头的相对位置要求严格,需专门的探头支撑装置,因而操作不方便。

共振法工作原理:依据试样的共振特性,来判断缺陷情况和工件厚度变化的方法称为共振法。

若声波(频率可调的连续波)在被检工件内传播,当试样的厚度为超声波的半波长的整数倍时,由于入射波和反射波的相位相同,将引起共振,一起显示出共振频率,用相邻的两个共振频率之差,由以下公式算出试件厚度:(1)式中 f——工件的固有频率C ——被检试样的声速λ——波长δ——试件厚度n ——共振次数当试样内存在缺陷或工件厚度发生变化时,将改变试件的共振频率。

当测得共振频率f和共振次数n后,即可求出厚度。

由于共振法设备简单,测量精确,常用于壁厚测量。

此外,若工件中存在较大缺陷或当工件厚度改变时,将导致共振现象消失或共振点偏移,可利用此现象检测复合材料的胶合质量、板材点焊质量、均匀腐蚀量和板材内部夹层等缺陷。

4.超声波检测的优点和缺点(主要与射线检测比较)[16](1)传统能力比较:从工件厚度来说,超声波可检测厚度范围比射线大。

例如在钢中的有效探测深度达一米以上。

X射线穿透能力和管电压有关,管电压越高,穿透能力越大,以300kV管电压为例,X射线只能检测厚度在50mm以下的钢工件。

超声波的穿透能力则相对强的多,检测200mm的钢板,不需要太多的要求。

(2)从检测缺陷的类型来说对平面缺陷如裂纹、夹层等,探伤灵敏度高,并可测定缺陷的深度和大小。

但是不易检查形状复杂的工件,要求被检查表面有一定的光洁度,并需要有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的间隙,以保证充分的声耦合。

(3)从设备要求来说超声波检测的设备轻便,操作安全,易于实现自动化检验。

X射线涉及到防护问题,所以设备比较复杂,需要暗室、自动洗片机、胶片等。

(4)成本和检测速度:超声波检测成本很低,检测速度快。

5.超声检测技术在无损检测中的应用超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。

检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。

(1)目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查[12]。

如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。

(2)各种新材料的检测。

如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。

(3)非金属的检测。

如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。

(4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。

由于超声成像直观易懂,检测精度较高。

因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。

(5)核电工业的超声检测。

(6)其它方面的超声检测。

如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。

性能分析和故障诊断等。

6.超声波检测在航空航天复合材料结构的发展趋势新型高性能复合材料的研发在国内外已经成为一个热点,多种新型复合材料的优异性能已得到了验证与普遍认可,并在航空航天领域发挥越来越重要的作用。

随着材料工艺的成熟及产品质量的提高,高性能复合材料在航空航天领域的使用比例大幅度提升(波音787“梦想”飞机的复合材料用量已达结构质量的50%[8],有些甚至已代替金属成为某些核心部件的主要结构材料,从而使航空航天技术的发展有了质的飞跃。

图4a)和图4b)分别为波音787复合材料机身及机翼后缘。

蜂窝夹芯复合材料以高弹性模量、隔音、隔热和防潮等特性用于雷达天线罩、发动机隔音板、客机机身、直升机旋翼叶片和机舱地板等。

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