超声探伤实验报告

班 级__wl.10.b2___ 组 别_____________ 姓 名___陈婵___ _ 学 号 1100600050 日 期_2012.10.12__ 指导教师__贺老师

【实验题目】 超声探伤 【实验目的】

1.了解超声探伤的物理基础,学习超声探伤的一些基本方法;

2. 测量钢块厚度以及钢件中缺陷当量;

3. 测定超声在钢介质和非钢介质中的速度.

【实验仪器】

标准探头;测量探头,超声探伤仪,钢块,有机玻璃

【实验原理】

1·缺陷定位:

用探头直接接触工件,超声探伤仪输出的高频电脉冲,通过探头转换,变成等时间间隔的向工件发射的超声脉冲.在同步电路的控制下将x 轴的时间扫描转换为x 轴的线性扫描。Y 轴的偏转由探头上的脉冲电压或检波后的电压决定。超声波碰到缺陷反射回的波形被探头接收，由压电换能器转换而在屏上显示出缺陷波F 。缺陷波及底波到达探头的时间小于一个周期可以使下一次扫描时的图形与上一次完全一样，可以显示出稳定的波形。

2.缺陷当量：

在入射超声波辐射下，由波的衍射可知缺陷变成了一个新的波源，缺陷波向探头方向传播，其近场长度为2f f R N l

=

，声压比为: 2////f b f b f b P R Z rp l =。缺陷波

与底波分贝数为

)

2lg(

202

2

f f

b Z R Z V λπ=，又因为20lg

20lg 20lg f f b b

H V H H H ==-。

在实验中，可以通过调节衰减旋钮使底波衰减到虚线处，同时使缺陷波增至同一条曲线，V

的数值即为两次衰减旋钮读数之差。从而可以导出缺陷当量f R 。

3.超声波在非钢介质和钢介质中的传播速度：

2s Z c t t

==

V

【实验内容】

1. 校准扫描量程（用标准探头）：

把扫描量程选为50mm ，调节脉冲位移旋钮使第一个底波与方格的竖线重合；调节扫描微调旋钮使底波之间的间隔为1个整格，然后锁住旋钮。 2．钢块厚度的测定：

将测量探头涂上油，把探头接触工件，从超声探伤仪上读出相邻领个底波之间的钢锯；最后用游标卡尺测量钢块厚度。 3.缺陷当量的测定：

竖直放置样品，缺陷放在下面，记录梁波位置；调节扫描微调旋钮记录两次调节的数据。

4.在非钢介质中超声波传播速度：

用游标卡尺测量有机玻璃的厚度，且记录底波位置。

【原始数据】

一·钢块厚度：

底波位置f N =4.0 d N =8.0 钢块厚度 次数 1 2 3

4

5

6

高度/mm 100.38 99.90 100.10 100.00 100.10 100.04

二·缺陷当量

波的位置f Z =8.0， d Z =10.0 次数 1 2 3 f V

29 35 29 b V

21

27

21

三·非钢介质中传播速度 有机玻璃

波的位置：z=7.4 次数 1 2 3 4 5 6

高度/mm 80.70 80.60 80.56 80.32 80.30 80.34

铝

波的位置：Z V =2，0 次数 1 2 3 4 5 6

高度/mm 50.28 50.18 50.20 50.20 50.22 50.20

【数据处理】

一·钢块厚度: 由超声探伤法计算: 4.0050=1002

mm

d mm ´=钢

误差计算:

222

20.05()(

)(

)(0.01)=0.016mm 4

S A B u u u S A B =

+=

+ 既:=0.016100mm=1.6mm S u ´

d =1002mm ±钢

游标卡尺直接测量得:d =100.09mm

二.缺陷当量的测定: 由已知:V=8

且)

2lg(

202

2

f f

b Z R Z V λπ=

式中f Z =8.0， d Z =10.0 又因为:4=c/ 2.3610m l n -= 故可以计算得到:f R =1.894

三.超声波在非钢介质中的传播速度:

用超声波测得:

铝:1

2=5.90km /Z c s t

=V 有机玻中:2

2=2.55/Z c km s t

=V 已知不确定度为:%2.1==钢

介钢

介S u V u S V 故 铝:1=5.900.07km /c s ± 有机玻璃:2=2.550.03/c km s

±

【实验数据分析总结】

实验数据总结: 1.钢块厚度: d =1002mm ±钢 2.缺陷当量: f R =1.894

3.超声波在非钢介质中的传播速度:

铝:1=5.900.07km /c s ± 有机玻璃:2=2.550.03/c km s

±

实验误差分析:

1. 超声探伤仪在进行量程校准时估读不准造成误差;

2. 超声探伤仪仪器灵敏度可能造成实验误差;

3. 游标卡尺测量钢块和有机玻璃厚度时游标卡尺灵敏度可能引起误差。