第4章超声检测的设备与器材资料.

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超声波检测设备【共37张PPT】

超声波检测设备【共37张PPT】

对于纵波探伤,缺陷定位比较简单:
假定仪器已按1:n调节好扫描速度,而 缺陷波对应的水平刻度为SF,则缺陷至探头的 垂直距离为x=nSF。或者x=hSF/SB,h为工件 厚度,SB为底波的水平刻度。
对于横波探伤,若探头中心至缺陷的声 程为S,探头折射角为B,则:
2.缺陷的定量
缺陷的定量指确定缺陷的大小和数量。
测长法有:
半波高度法、两端6dB法、绝对灵敏度测 长法等。
半波高度法(6dB测长法):
用探头移动过程中,缺 陷 波 高 降 低 6dB( 即 一 半 ) 时 , 探头中心线之间的距离Lu作
为缺陷的指示长度。
3.缺陷的定性
缺陷的定性指确定缺陷的类型(如裂纹、 气孔、夹渣、白点等)。
目前在实际检测中尚有一定困难。
常用的耦合剂有机油、甘油、水玻璃、水。 半波高度法(6dB测长法):
通过观测反射波(或透射波) 的时延与衰减情况来判断缺陷的类型、大小、数量及位置。
三、 超声波检测方法
超声波检测仪按发射超声波的方式分为脉冲波检测仪、连续波检测仪和调频波检测仪。
A超探伤:是一种波型显示,在显示屏幕上以横坐代表声波的传播时间(距离),纵坐标代表反射波的幅度。
位置。 缺陷大于声束截面时,缺陷波高度不会再随缺陷的增大而增加,这时一般根据缺陷波高度和探头移动距离来对缺陷进行定量,即所谓的测长定量法。
C型探伤:也是一种图像显示,可显示工件平行截面的图像。 C型探伤:也是一种图像显示,可显示工件平行截面的图像。 超声波检测仪按显示方式分为: 板波:在厚度与波长相当的弹性波板中传播。 半波高度法(6dB测长法): 由此入射的超声波能达到的内部区域为超声波探伤区域。
3.缺陷检查
轴向探伤 • 验收区域:车轴两个端面的全部区域。

超声波检测-第4章讲义ppt课件.ppt

超声波检测-第4章讲义ppt课件.ppt

2024/10/10
数字超声在友联
13
在 日 常 生 活 中,随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ,也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
模拟仪主要组成部分的作用
➢ 扫描电路P88: ➢ 组成:扫描闸门发生器、锯齿波发生器、锯齿波
放大器 ➢ 扫描电路又称时基电路,用来产生锯齿波电压,
模拟仪主要组成部分的作用
➢接收电路
由于接收的电信号非常微弱,通常只有数百微 伏到数伏,而示波管全调制所需电压要几百伏, 所以接收电路必须具有约105的放大能力。
接收电路的性能对探伤仪性能影响极大,它直 接影响到探伤仪的垂直线性、动态范围伤灵敏 度、分辨力等重要技术指标。一般把放大器的 电压放大倍数用分贝来表示。
加在示波管水平偏转板上,使示波管荧光屏上的 光点沿水平方向作等速移动,产生一条水平扫描 时基线。 ➢ 探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮 都是扫描电路的控制旋钮。探伤时,应根据被探 工件的探测深度范围选择适当的深度档级.并配 合微调旋钮调整,使刻度板水平轴上每一格代表 一定的距离。
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➢ 随着新的计算机技术的应用,还将时间轴上的不 同深度的信号幅值全部采集下来,用亮度(颜色) 显示信号幅度。
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数字超声在友联
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在 日 常 生 活 中,随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ,也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
C型显示
➢ 一种图像显示,横坐标和纵坐标都代表探头的扫 查轨迹(探头在工件表面的位置),用亮度(颜 色)来表面信号幅度。可以显示工件内部缺陷平 面图像,但不能显示缺陷的深度。(图4-5)

无损检测二级考试大纲

无损检测二级考试大纲
(1)机械振动的一般概念(B) (2)谐振动、阻尼振动、受迫振动(A) 2.1.2 机械波 (1)机械波的产生与传播(C) (2)频率、波长和波速(B) 2.2 波的类型 2.2.1 按波型分类 (1)纵波、横波及表面波(B) (2)板波(A) 2.2.2 按波形分类 平面波、柱面波和球面波(A) 2.2.3 按振动的持续时间分类
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(2)声强反射率与声强透射率的定义及应用(B) 2.6.2 薄层界面的反射率与透射率
(1)均匀介质中的异质薄层(Z1=Z2≠Z3) ①影响声压反射率、声压透射率有关因素(B) ②声压反射率与波长、薄层厚度的关系(B) ③反射和透射的特征(A)
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(1)横波探头辐射声场的组成(A) (2)横波探头辐射的实际波源与假想横波波源的区别及相互关系(B) 3.2.2 横波声场的结构 (1)波束轴线上(当 X≥3N 时)的声压计算公式、计算及应用(B) (2)近场区长度计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(B) (3)半扩散角
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连续波和脉冲波(A) 2.3 波的叠加、干涉和衍射 2.3.1 波的叠加与干涉
(1)波的叠加原理(A) (2)波的干涉(A) 2.3.2 驻波(A) 2.3.3 惠更斯—菲涅耳原理和波的衍射 (1)惠更斯原理(A) (2)波的衍射(绕射)(A) 2.4 超声波的传波速度 2.4.1 固体介质中的声速 (1)无限大固体介质中的声速(A) (2)细长棒中的纵波声速(A) (3)声速与温度、应力、均匀性的关系(A) 2.4.2 液体、气体介质中的声速 (1)液体、气体介质中的声速公式(A) (2)液体介质中的声速与温度的关系(A) 2.4.3 声速的测量 (1)超声检测仪器测量法(A) (2)测厚仪测量法(A) (3)示波器测量法(A) 2.5 超声场的特征值 (1)声压、声阻抗及声强的定义(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ) (2)声压、声阻抗及声强的一般表达式及各参数的物理意义(A) (3)声压、声阻抗及声强的单位及变化规律(A) (4)分贝的定义、公式、计算及应用(B) 2.6 超声超垂直入射到界面时的反射和透射 2.6.1 单一平界面的反射率与透射率 (1)声压反射率与声压透射率的定义及应用(B)

第四章 超声成像(第一节至第四节)

第四章  超声成像(第一节至第四节)

半间距飞跃组合扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
(6)1/4间距扫描
¼间距扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
2.相控阵扇形性扫描
利用线(或面)阵式换能器阵元发射时有一定的相位延迟,
使合成声束的轴线与线阵平面中心线有一夹角,随夹角的 变化可实现扇形扫描。
d:晶片中心距离; t:延迟时间; :合成声束偏转角度
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联
起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描 n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n+1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
常规扫描示意图(m=5)
二、B型超声成像中的电子扫描
(2)隔行扫描 防止前一次回波对后一次扫描干扰 相邻阵元组错开两个阵元 第一声束是1、2、……n
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
2 vcos 由 fd f0 c

vmax Rmax
c2 8 f 0 cos
四、B超图像及质量评价
4.时间分辨力
单位时间成像的幅数,即帧频,表示时间分辨力 帧频越高,获取图像的时间越短,即成像速度越快, 其时间分辨力越高 时间分辨力的极限
c N RF 2
多声束技术可突破上式的极限
合理选择R、F和N
四、B超图像及质量评价
5.清晰均匀性 (1)对比清晰度
显示相似振幅、不同灰阶细微差别回声的能力 低对比度条件下、鉴别软组织和细微结构的能力 (2)图像均匀性 整个显示画面的均匀程度
识别方法:侧动探头、加压探测
四、B超图像及质量评价
3)旁瓣伪像 旁瓣和主瓣同时检测物体,两者回声重复造成

第四章 医学超声诊断仪器基本电路

第四章 医学超声诊断仪器基本电路

1、组合顺序扫描
设探头总振元数为n,将相邻的 设探头总振元数为 ,将相邻的m (设m=4)个振元构成一个组合,然 = )个振元构成一个组合, 后分时激励这些组合,使其轮流工作, 后分时激励这些组合,使其轮流工作, 产生合成超声波束发射并接收回波。 产生合成超声波束发射并接收回波。
图4.1 组合顺序扫描示意图
图4.7 全深度分段动态电子聚焦示意图
第四章 医学超声诊断仪基本电路
§4.1 超声波束的聚焦、发射与控制 超声波束的聚焦、
四、超声波束发射聚焦电路
发射聚焦电路基本要求: 发射聚焦电路基本要求:
能根据波束扫描方式的需要,提供多路触发脉冲输出。 能根据波束扫描方式的需要,提供多路触发脉冲输出。对于组合 顺序扫描、间隔扫描方式来说, 顺序扫描、间隔扫描方式来说,所提供脉冲的个数为一次发射被 或群)数的一半 激励振元 (或群 数的一半; 或群 数的一半;
第一次:激励振元 和 ; 第一次:激励振元1和8; 第二次( 激励振元2和 ; 第二次(13.9ns后):激励振元 和7; 后):激励振元 第三次(再经9.27ns):激励振元 和6; ):激励振元 第三次(再经 ):激励振元3和 ; 第四次(再经4.64ns):激励振元 和5。 ):激励振元 第四次(再经 ):激励振元4和 。
表4-3 d/4间隔扫描工作过程 间隔扫描工作过程
第四章 医学超声诊断仪基声波束的聚焦、
图4.3 d/4间隔扫描示意图 间隔扫描示意图
第四章 医学超声诊断仪基本电路
§4.1 超声波束的聚焦、发射与控制 超声波束的聚焦、
三、超声波束的聚焦
为了提高超声探头的灵敏度和分辨率, 为了提高超声探头的灵敏度和分辨率,除了对线振探头实施多振元组合发 射外,还需将超声束在一定的深度范围内进行聚焦, 射外,还需将超声束在一定的深度范围内进行聚焦,增强波束的穿透力和回波 强度。 强度。

超声检测设备与器材

超声检测设备与器材

压电单晶体是各向异性的,其产生压电效应的机理与 其特定方向上的原子排列方式有关。当晶体受到特定方向 的压力而变形时,可使带有正、负电荷原子位置沿某一方 向改变,而使晶体的一侧带有正电荷,另一侧带有角电荷。
压电多晶体是各向同性的。为了使整个晶片具有压电 效应,必须对陶瓷多晶体进行极化处理,即在一定温度下 以强外电场施加在多晶体的两端,使多晶体中的各晶胞的 极化方向重新取向,从而获得总体上的压电效应。
3.仪器主要开关旋钮的作用及其调整
4.1.3 数字式超声检测仪
数字式超声检测仪是计算机技术和超声检测 仪技术相结合的产物。它是在传统的超声检测仪 的基拙上,进行A/D转换,采用计算机技术实现 仪器功能的精确和自动控制、信号获取和处理的 数字化和自动化、检测结果的可记录性和可再现 性。因此,它具有传统的超声检测仪的基本功能, 同时又增加了数字化带来的数据测量、显示、存 储与输出功能。近年来,数字式仪器发展很快, 有逐步替代模拟式仪器的趋势。
6、转或按旋钮时不宜用力过猛,尤其旋钮在极端位 置时更应注意,否则会使旋钮错位甚至损坏。
7、拔接电源插头或探头插头时,应用手抓住插头壳 体操作,不要抓住电缆线拔插口探头线和电源线应理顺, 不要弯折扭曲。
8、仪器每次用完后,应及时擦去表面灰尘、油污, 放置在干燥地方。
9、在气候潮湿地区或潮湿季节,仪器长期不用时, 应定期接通电源开机一次,开机时间约半小时,以驱除潮 气,防止仪器内部短路或击穿。
模--数转换(又称A/D转换)是通过对连续变化的模拟信号进行高速度、 等间隔的采样,将其变换为一列大小变化的数字量的过程,对这些数字 量可以进行计算、处理、显示。如果以数字的大小作为幅度,将这列数 字仍按相同的间隔在直角坐标系中描绘出来,则重新构成了一个由分离 的点组成的曲线,这就是数字化的波形。可见,若要重建的波形不失真, 则需尽可能地增加采样密度,或者说,提高采样频率。模---数转换器的 模---数转换频率,也就是每秒钟时钟脉冲的个数,是固定的。这个频率 决定了可采集的超声波信号的最高频率。若模---数转换频率与超声波频 率的比值不够大,则可能采集不到最大峰值,严重时可引起漏检。

第4章 超声波探伤设备简介

第4章 超声波探伤设备简介

第4章超声波探伤设备简介超声波探伤仪是利用超声波反射或透射原理检查工件缺陷的电子设备。

它的作用是产生电振荡并加于探头晶片,激励晶片发射超声波;同时将探头接收回来的电信号进行放大,通过一定的形式显示出来,从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。

超声波探伤仪的种类很多,分类的方法各不相同,若按缺陷的显示方式主要可分为以下两种:(一) A型显示通常所说的超声波探伤仪,就是指A型显示的脉冲反射式探伤仪。

它是以水平基线(X轴)表示距离和时间,用垂直于基线的偏转(Y轴)表示幅度的一种信号显示方式。

对同一种均匀介质而言,由于超声波传播时间与缺陷的埋藏深度成正比,因此,可以根据缺陷回波在荧光屏水平线上的位置确定缺陷的深度,用回波幅度的高低来衡量缺陷的大小。

(二)B型显示这是一种能够显示被检工件的横截面的图像,指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信息显示方法,如图4-1 B型扫描示意图。

这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离,纵坐标代表声波传播时间(或距离),基线随探头的移动和回波时间而变化,可直观了解探头移动下方横断面的缺陷分布和离探测面的深度,获得在探头扫查方向的断面图。

图4-1 B型扫描示意图1—探头;2—试件;3—缺陷;4—表面反射;5—底面反射;6—缺陷反射;7 -示波屏4.1 常用超声波探伤仪上海目前具有420公里的投入使用线路里程,但是目前上海地铁运营公司工务分公司只负责1~4号线四条线路的探伤检测工作,共148.53公里,只占上海地铁总里程的35%,其他的线路目前都委托外单位负责探伤检测,所以目前拥有的探伤设备数量不多,但是今后新线的陆续开通,外单位负责线路的接管,地铁工务负责的探伤里程会快速增加,对于钢轨探伤工作量增加的这种预期压力,上海地铁工务放弃增加设备和人员的做法,探讨研究使用大型钢轨探伤车,改变探伤模式,在不大幅增加设备和人员的情况下,提高探伤效率,以满足将来日常的对钢轨探伤检测要求。

第4章 中航工业无损检测培训—超声检测技术

第4章  中航工业无损检测培训—超声检测技术
算出所需的焦距。
(2)焦距与晶片直径对聚焦检测效果的影响 • 焦距和晶片直径决定所形成的聚焦区域的大小。 • 频率一定的情况下,焦区长度和焦点直径均随焦距
增大而增大,随晶片直径增大而减少。
─ 焦区长度:L 4( F )2
D
─ 焦点直径: F
D
• 晶片直径一定的探头,焦距越长,焦区长度和焦点 直径越大。
影响来体现。 ─ 对缺陷定位的影响
※ 晶片尺寸大:近场长度大、指向角小、近场覆 盖范围大、远场覆盖范围可能小于小尺寸晶片。
※ 晶片尺寸小:近场长度小、声束窄。 ─ 对缺陷定量的影响。
※ 采用当量法通过缺陷幅度来评定缺陷,应尽量 使缺陷位于远场区。
※ 可以采用减小晶片尺寸来减小近场长度。
─ 对检测灵敏度的影响 ※ 近场长度决定了灵敏度随缺陷至探头距离的增 大而下降的快慢。近场越长,灵敏度下降越慢。
声波倾斜入射到裂纹面上,在检测方向上回波 幅度低,频率越高越显著。
─ 频率低 ※ 检测能力特点与上述的相反。
• 探头发射的超声脉冲频率的带宽影响 ─ 宽带探头 ※ 脉冲宽度较小,深度分辨力好,盲区小; ※ 探头阻尼大,检测灵敏度较低。 ─ 窄带探头 ※ 脉冲较宽,深度分辨力差,盲区大; ※ 检测灵敏度较高,穿透能力强。 ─ 在材料内部散射噪声较高的情况下,宽带探头比 窄带探头的信噪比好。
• 确定探头的类型后,选择探头参数: ─ 频率 ─ 晶片尺寸 ─ 斜射探头的角度 ─ 聚焦探头的焦距
1. 频率
• 超声波的频率在很大程度上决定了超声波对缺陷的 探测能力。
─ 频率高 ※ 波长短、声束窄、扩散角小、能量集中——发 现小缺陷的能力强,横向分辨力好,缺陷定位 准确 。
※ 扫查空间小——仅能发现声束轴线附近的缺陷。 ※ 裂纹等面状缺陷具有显著的反射指向性——超

《超声检测设备》

《超声检测设备》
发射电路通常分为调谐式和非调谐式两种。调谐式发出 的超声脉冲频带较窄,谐振频率通常调谐到与探头的固有 频率一致;非调谐式电路发射一短脉冲,脉冲频带较宽, 可以适应不同频带范围的探头,目前常见的超声检测仪多 采用非调谐式电路。
图4-6 发射电路 原理
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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。
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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。
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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。

超声检测设备和器材包括超声波检测仪

超声检测设备和器材包括超声波检测仪
第三章 超声波检测
第三章 超声波检测
第二节 超声检测设备
超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、 耦合剂和机械扫查装置等。超声检测仪和探头对超声检测系统 的性能起着关键性的作用,是产生超声波并对经材料中传播后 的超声波信号进行接收、处理、显示的部分。由这些设备组成 一个综合的超声检测系统,系统的总体性能不仅受到各个分设 备的影响,还在很大程度上取决于它们之间的配合。随着工业 生产自动化程度的提高,对检测的可靠性、速度提出了更高的 要求,以往的手工检测越来越多地被自动检测系统取代。
第三章 超声波检测
第二节 超声检测设备 一、超声波检测仪 (一) 超声波检测仪及其分类
1.按超声波的连续性分三种类型:
(1)脉冲波检测仪:应用最为广泛
(2)连续波检测仪:用于超声显像和测厚
(3)调频波检测仪:适用于检查与探测面平行的缺陷
第三章 超声波检测
第二节 超声检测设备 一、超声波检测仪 (一) 超声波检测仪及其分类
2.按仪器的显示主要分三种类型: 根据反射的显示方式及显示内容又可分为A显、B显、C显三 种类型; A型主要显示反射面在试件中的埋藏深度及反射信号的幅度, B型主要显示反射面在试件纵截面上的分布, C型则主要显示反射面在平面视图上的分布。
第三章 超声波检测
第三章 超声波检测
第三章 超声波检测
4.主要性能指标:
工作频率范围 衰减器 垂直线性误差 动态范围 扫描范围 最小探测距离 远场分辨率 脉冲移位范围 灵敏度余量 0.5~10MHz 80dB,(20dB×2、2dB×20) ≤5% ≥30dB 10~5000mm(钢纵波) 配用5N14窄脉冲探头≤3mm ≥30dB (2.5P20-D探头) 0~400mm(钢纵波)

第2章 超声检测设备与器材

第2章  超声检测设备与器材
➢ 非调谐式电路 ※ 发射尖脉冲、方波等不同形式的窄脉冲。 ※ 超声脉冲频带较宽,可适应不同频带范围的探头。 ※ 中心频率主要由探头中压电晶片的固有参数决定。
➢ 发射电脉冲的频率特性被传递到整个检测系统,影响检测 系统性能。
➢ 发射脉冲频带范围包含探头自身的频带范围时,使探头的 能量转换效率达到最高。
➢ 幻象波
※高重复频率使两次 脉冲间隔时间变短, 导致未充分衰减的 多次反射进入下一 周期而形成的波形。
※大多出现在低衰减 材料中。
(2) 发射电路 • 作用:产生高压电脉冲,施加到压电晶片上产生脉冲超声波。
➢ 调冲频带较窄,激发宽脉冲 。 ※ 用于高衰减材料检测。
2. A型脉冲反射式超声检测仪的电路组成与各部分功能 (1) 同步电路(同步脉冲发生器) • 作用:产生数十至数千赫兹(Hz)周期性的同步脉冲,作为
发射电路、时基电路以及其他辅助电路的触发脉冲,使各 电路在时间上协调一致工作。
• 重复频率:每秒钟内发射同步脉冲的次数。 ➢决定超声检测仪的发射脉冲重复频率。 ➢重复频率选择 ※ 自动化检测 ※ 手工检测
用于共振法测厚。
※ 共振式测厚仪
➢ 指示脉冲反射声波的幅度和传播时间 ※ 脉冲反射式检测仪:仪器周期性地发射持续时间很短 的电脉冲,激励探头发射脉冲超声波,并接收从工件 中反射回来的脉冲波信号,通过检测信号的返回时间 和幅度判断是否存在缺陷及缺陷大小。
• 其他分类 ➢ 信号显示方式:A型显示(A扫描)、B型显示(B扫 描)、C型显示(C扫描)。 ➢ 信号处理技术:模拟式和数字式仪器。 ➢ 用途:便携式检测仪、非金属检测仪、超声测厚仪等。
➢ 视频放大器:将视频信号放大,送至显示器垂直偏转板。
• 接收电路的频带宽度 ➢ 影响接收的信号的放大和显示的失真度,频带宽度应与 探头的频带相匹配。

【超声二级取证】声学检测技术第四章4-4

【超声二级取证】声学检测技术第四章4-4

第4章 超声波通用探伤技术
缺陷迟到波 经侧壁发生波型,由缺陷发射的回 波
第4章 超声波通用探伤技术
61度反射 入射角 反射角 如果 90 有 sin cos 由反射定律得
cl sin sin tg cs sin cos
b x61 xl xs a cl a btg L cs
第4章 超声波通用探伤技术
4.缺陷 缺陷形状 方位 指向性 缺陷表面状态 缺陷性质 缺陷位置
第4章 超声波通用探伤技术
4.8 缺陷性质分析 一.根据加工工艺分析 焊接件可能存在的缺陷 气孔 夹渣 未焊透 未融合 裂纹
第4章 超声波通用探伤技术
密集气孔
夹渣缺陷
第4章 超声波通用探伤技术
纵裂纹
横裂纹
第4章 超声波通用探伤技术
未焊透缺陷
线状夹渣缺陷
第4章 超声波通用探伤技术
铸造件可能存在的缺陷 气孔
夹渣
疏松
第4章 超声波通用探伤技术
锻件可能存在的缺陷 白点
折叠
裂纹
第4章 超声波通用探伤技术
二.根据缺陷特征分析 缺陷的形状、大小和密集程度 1.平面缺陷 裂纹 夹层 折叠 2.点状缺陷 气孔 小夹渣 3.密集形缺陷 白点 疏松 密集气孔
第4章 超声波通用探伤技术
三.根据缺陷波形分析 静态波形 动态波形 四.根据底波分析 底波消失-大面积缺陷 底波降低-点状或小缺陷 底波和缺陷波均无-疏松或倾斜 缺陷
第4章 超声波通用探伤技术
4.9 非缺陷波的判定 迟到回波 来自同一反射体,因所经过的路径 不同或发生波型转换延迟返回的波。 底面迟到波

纵波

横波 L

超声检测技术(Ⅱ级PPT讲稿)

超声检测技术(Ⅱ级PPT讲稿)

全国无损检测学会人员资格认证培训超声检测技术(1、2级)屠耀元上海斯耐特无损检测技术培训中心2002.5--2007.12第一章概论1.1 无损检测概论一、无损检测的定义:不破坏材料的外形和性能的情况下,检测该材料的内部结构(组织与不连续)和性能,该技术称为无损检测。

英文全称:Non Destructive Testing (NDT)二、常用无损检测方法(1)射线检测:Radiographic Testing (RT)检测对象类型:金属;非金属。

焊缝;铸件。

检测缺陷类型:裂纹;气孔;未焊透;未融合;夹渣;疏松;冷隔等。

(2)超声检测:Ultrasonic Testing (UT)超声波的本质:机械波,它是由于机械振动在弹性介质中引起的波动过程,例如水波、声波、超声波等超声波的类型:纵波和横波表面波(瑞利波)、板波超声波的产生:仪器、探头超声波与工件的接触:耦合剂超声检测:原理超声波检测原理:探头发射的超声波通过耦合剂在工件中传播,遇到缺陷时反射回来被探头接收。

根据反射回波在荧屏上的位置和波辐高低判断缺陷的大小和位置。

检测对象类型:金属;非金属。

焊缝;板件;管件;锻件;铸件。

检测缺陷类型:面缺陷;体缺陷。

定性困难。

射线检测与超声检测比较:A. 射线检测优点是缺陷显示直观;定量、定位准确;可以定性;检测结果可以长期保留。

缺点是检测周期长;成本高;大厚度工件检测比较困难。

B. 超声检测优点是检测周期短;成本低;大厚度工件检测方便;缺点是不能显示缺陷形状;不能精确定量,不能定性。

(3)磁粉检测: Magnetic Testing (MT)漏磁场:铁磁材料磁化时磁力线由于折射而迤出到材料表面所形成的磁场称为漏磁场剩磁:铁磁材料磁化时所具有的磁性在磁化电流取消后继续存在的性质称为剩磁铁磁材料在磁场中被磁化后,缺陷处产生的漏磁场吸附磁粉而形成磁痕。

磁痕的长度、位置、形状反映了缺陷的状态。

磁粉检测技术的特点:检测表面和近表面缺陷;铁磁材料;常用检测方法:剩磁法;连续法。

超声检测-基本原理

超声检测-基本原理

超声波物理基础
传播规律
① 异质界面的垂直入射:当声波从一种介质 (A)进入另一种介质(B)时,传播特性产生变化。 声波在两种不同介质的结合面(界面)上可分为反 射声波与透射声波两种。反射和透射声波的比例, 与组成界面的两种介质声阻抗有关。
超声波物理基础
当入射介质(A)的声阻抗等于或近似另一介质 (B)的声阻抗时,不产生或基本不产生反射波,所 以当超声波垂直入射到两种声阻抗差很小的介质组 成的界面时,几乎全透射,无反射。因此在焊缝探 伤中,若母材与焊缝金属结合面没有任何缺陷,是 不会产生界面回波,这是直探头探伤的原理。
超声波是由压电晶片的逆压电效应产生的。 探伤使用的超声波频率一般为0.5~10MHz,
其中以2~5MHz最为常用。
超声波物理基础
超声波的性质
1、超声波具有良好的指向性; 2、超声波能在弹性介质中传播,不能在
真空中传播; 3、异质界面上的透射、反射、折射和波形
转换 ; 4、具有可穿透物质和在物质中有衰减的
钢结构焊缝超声检测 基本原理
目录
第一章 超声波物理基础 第二章 检测设备与器材 第三章 探伤方法 第四章 检测技术 第五章 超声波检测的优点与局限性
第一章 超声波物理基础
超声波物理基础
什么是超声波
超声波是声波的一种,是机械振动在弹 性介质中传播而形成的波动,通常以其波动 频率 f 和人的可闻频率加以区分超声波与其 它声波种类:
第二章 检测设备与器材
检测设备及器材 超声波探伤仪
检测设备及器材
超声波探伤仪有多种分类方式:
按超声波的连续性可分为脉冲波探伤仪、连续 波探伤仪、调频波探伤仪;按仪器的信号处理方式 可分为模拟型探伤仪和数字型探伤仪;按缺陷显示 方式分为A型显示、B型显示、C型显示和3D型显示 超声波探伤仪,按超声波的通道数目分为单通道和 多通道探伤仪两种。

第4章超声检测技术分类与特点

第4章超声检测技术分类与特点

第4章超声检测技术的分类与特点超声检测技术分类的方式有多种,较常用的有以下几种:1.按原理分类:脉冲反射法、穿透法、共振法、衍射时差法等;2.按显示方式分类:A型显示、B型显示、C型显示;3.按声束入射方向分类:直射声束法、斜射声束法(横波法、斜射纵波法、瑞利波法、兰姆波法);4.按探头数目分类:单探头法、双探头法、多探头法;5.按耦合方式分类:接触法、液浸法;6.按人工干预的程度分类:手工检测、自动检测。

每一个具体的超声检测技术都是上述不同分类方式的一种组合,如最常用的单探头纵波垂直入射脉冲反射接触法(A型显示)。

在日常工作中,人们常说的纵波探伤往往就是指这种技术。

每一种检测技术都有其特点与局限性,针对每一检测对象所采用的不同的检测技术,是根据检测的目的及被检件的形状、尺寸、材质等特征来进行选择的。

4.1 按检测原理分类按检测原理分类,超声检测可分为脉冲反射法、穿透法和衍射时差法(TOFD)、共振法等。

4.1.1脉冲反射法脉冲反射法是由超声波探头发射脉冲波到工件内部,通过观察来自工件的缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进行检测的方法。

脉冲反射法又分为缺陷回波法、底波高度法、多次底波法等。

一.缺陷回波法缺陷回波法就是根据缺陷的反射回波情况来判断缺陷的检测方法。

该方法以回波的传播时间来确定缺陷的位置,以回波的幅度来确定缺陷的大小,是脉冲反射法的基本方法。

1.方法简介:如图4-1所示,当工件中不存在缺陷时,A型显示的波形中仅有始脉冲(T)和底面回波(B)两个信号。

而当工件中存在缺陷时,在始脉冲与底面回波之间将出现来自缺陷的回波(F)。

缺陷回波的高度与缺陷的反射面大小、取向、形状、缺陷性质及其距探头的距离有关,通过观察缺陷回波(F)的高度可对缺陷的大小进行评估,通过观察缺陷回波(F)在时基线上的位置,可得到缺陷的埋藏深度。

图4-1 缺陷回波法2.缺陷回波法的优缺点:(1)缺陷回波法的主要优点:①当材质条件较好且选用探头适当时,脉冲回波法可观察到非常小的缺陷回波,达到很高的检测灵敏度。

超声检测设备与器材

超声检测设备与器材
A型显示的缺点:难以判断缺 陷的几何形状,缺乏直观性。
A型显示具有检波和非检波两 种形式。
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A型显示
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B型显示
B型显示显示的是试件纵断面的一个二维截面图,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。
第四章 超声检测设备和器材
超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、 耦合剂和机械扫查装置等。
仪器和探头对超声检测系统的能力起关键性作用。了解其 原理、构造和作用及其主要性能,是正确选择检测设备与 并进行有效检测的保证。
4.1 超声检测仪 是超声检测的主体设备,作用是产生电振荡并施加于换能
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4.1.5 超声波测厚仪
2. 脉冲反射式测厚仪 通过测量超声波在工件上下底面之间往返一次传播的时间来求得
工件的厚度: 1 ct
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测量往返时间t的两种方法: (1)测量发射脉冲T与第一次底波B1之间的时间。
示器实现逐行逐点扫描;模拟式仪器是由单行扫描线经幅度调节 显示波形。 • 数字式仪器没有同步电路,电路的同步控制由微处理器通过程序 来协调。
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4.1.3 数字式超声检测仪
(2) 仪器的功能
• 数字式仪器可提供模拟式仪器具有的全部功能,但控制 方式是不同的。
• 数字式仪器通过人机对话,用按键或菜单的方式,将控 制数据输入给微处理器,由微处理器发出信号控制各电 路;模拟式仪器由操作者直接拨动开关对仪器的电路进 行调整。
• 数字式仪器的控制参数可以存贮和调用,方便检测过程 的重复再现;可提供检测波形记录与存贮等附加功能。
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A型显示具有检波和非检波两种形式。
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(2)B型显示
B扫描所显示的是与声束传播方向平行且与工件的测量表面垂直的 侧视二维截面图。 可以显示任一纵截面上缺陷的位置、取向与分布。
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(3) C型显示
一.超声检测仪器分类
1.按超声波的通道分 1)单通道检测仪。 2.按信号类型分类 1)模拟信号检测仪。 3.按指示参量分类 2)数字信号检测仪。 2)多通道检测仪。
1)穿透式检测仪。
2)调频式检测仪。 3)脉冲波检测仪。
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穿透法示意图
特点:发射频率不变的连续波; 接收到的是超声波能量值; 避免盲区;但灵敏度低,不能对缺陷定位。
超声检测仪

超声检测仪器分类
A型脉冲反射式超声波检测仪的工作原理
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超声检测仪的作用:
1.产生电振荡并加于换能器(探头)上,激励探头发射超声波。
2.将探头接收回的电信号进行放大,通过一定的方式显示出来。
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2.压电电压常数
压电电压常数是衡量压电材料接收性能的重要参数。
g 33 UP

V / m N
3.介电常数
C
t A
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4.机电耦合系数
对于正压电效应: K
转换的电能 输入的机械能
转换的机械能 对于逆压电效应: K 输入的电能
5.机电品质因子
E储 m E损
cL N t df0 2
6.频率常数
常数
7.居里温度:使电压材料的压电效应消失的温度称为压电材料
的居里温度,用Tc表示。
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三.探头的结构及分类
1.探头的结构
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2.仪器的电路方框图及工作过程
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4.2 超声波探头
电材料的性能参数 压电效应压
电输入或输出端
探头的结构及分类 探头型号
压电陶瓷片
铝外壳
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一、压电效应
1.压电效应
压电材料当承受外力(压力或张力)作用发生形变时,在 晶体表面会出现了极化电荷,晶体内部产生了电场,这种效 应叫做正压电效应;反之,当晶体承受外电场作用时,就会 发生形变而产生机械振动,这种效应称为逆压电效应。正、 逆压电效应统称为压电效应。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(5) B、C、D扫描显示
D扫描所显示的是与声束平面及测量表面都垂直的剖面二维截面图。 假设焊缝中有一长条未焊透缺陷,各扫描成像方式如图所示。
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二.A型脉冲反射式超声波检测仪的工作原理
1.检测原理图
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第4章 超声检测设备与器材
主讲教师:王秋萍
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主要内容
4.1 超声波探伤仪 4.2 探头 4.3 耦合剂 4.4 试块
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4.1
主要参数:频率、晶片 尺寸和声入射角,角度 的标称方式有三种 探头上直接表明在斜楔 上形成的入射角 以纵波入射角标称:在 称:有40 、 45 、 50 、 60 、 70 等。 以钢中的横波折射角标 以钢中的横波折射角的 正切值K标称:有 1.0, 1.5 , 2, 2.5等。
2.各部分的作用 1)压电晶片:发射和接收超声波,实现电声能转换。 2)阻尼块:对晶片的振动起阻尼作用,提高分辨率;吸收晶 片向其背面发射的超声波;对晶片起支撑作用。 3)保护膜:保护压电晶片不致磨损或损坏。 4)电缆线:链接探头与仪器,屏蔽电磁波。 5)斜楔:以特定的角度产生相应的波型(实现波型转换)。 6)外壳:将各部分组合起来,并起保护作用。
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3)双晶探头
L 1 双晶纵波探头: 分类 1 L 2 双晶纵横探头:
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3.探头的分类 1)接触式纵波直探头(主要参数:频率和晶片尺寸) 2)接触式斜探头
L 1 , 产生小角度纵波(穿透 力强) 纵波斜探头: 横波斜探头: 1 L 2,产生纯横波 L 2,产生表面波检测表面 或近表面缺陷 表面波斜探头: 兰姆波斜探头:检测薄 板中的缺陷 范围为: 0 ~70 可变角斜探头:可变角
C扫描所显示的是与工件检测表面平行的某一深度的横断面,是 工件的一个视二维截面图 可以显示任一横截面上缺陷的形状与分布,但不能显示其深度。
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(4) A型、B型、C 型显示举例
A型显示
B型显示
C型显示
组合三维图
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4. A型显示、B型显示、C型显示 、D型显示 (1) A型显示
A 型显示是一种波形显示,屏 幕的横坐标代表声波的传播时间(或 距离),纵坐标代表反射波的声压幅 度。 A型显示的缺点:难以判断缺 陷的几何形状,缺乏直观性。
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2.超声波的发射和接收
超声波的发射:把电能超声能(逆压电效应) 超声波的接收:把超声能电能的过程(正压电效应)
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二.压电材料的性能参数
1.压电应变常数 压电应变常数是衡量压电材料发射性能的重要参数。
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