超声波探伤仪器试块分析PPT课件

3.3超声波探伤用仪器、探头和试块
3.3.1超声波探伤仪 ultruasonic flaw detector
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主动型超声波检测仪器
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被动型超声波检测仪器
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3.3.1.1仪器的种类
1.按缺陷的显示方式 分类
1） A型显示(A-scope)
软保护膜：零点几毫米厚的可更换塑料， 用于表面粗糙的工件。
斜楔：波型转换，使被探工件中只存在折 射横波。一般用有机玻璃做成。斜楔的纵波 速度必须小于工件中的纵波速度。
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3）阻尼块(damping block)
使共振的晶片尽快停下来，利 于形成窄脉冲，提高分辨力，并吸 收晶片背面发出的杂波，另外还起 到支撑晶片的作用。
IIW试块是 国际焊接学 会标准试块， 也称荷兰试 块和船形试 块。尺寸如 图所示。
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用途
1.调整纵波探测范围和扫描速度； 2.测仪器的水平线形、垂直线形和动态范围； 3.厕直探头和仪器的分辨力； 4.测直探头和仪器组合后的穿透能力； 5.测直探头和仪器的盲区； 6.测斜探头的入射点； 7.测斜探头的入射角； 8.测斜探头和仪器的灵敏度余量； 9.调整横波探测范围和扫描速度。
如2.5B20Z,5P6*6K3,5T20FG10Z
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3.3.2试块（test block）
按一定作用设计制作的具有简单几何形状人 工反射体的试样，称为试块。
试块按来历分： 标准试块和参考试块；
按试块上人工反射体分： 平底孔试块 横孔试块 槽形试块
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3.3.2.1 IIW试块
示波屏上纵坐 标代表反射波的波 幅，横坐标代表超 声波传播的距离或 时间，根据缺陷波 的波高和水平刻度 来进行缺陷的定量 和定位。
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2）B型显示(B-scope)
示波屏上横坐 标代表探头移 动距离，纵坐 标代表超声波 传播距离或时 间。整个示波 屏上可显示入 射平面内的缺 陷断面形状。
压电晶片的振动频率即为探头的工作频率， 晶片在共振条件下工作：
t＝λ/2 t为晶片厚度。
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压电材料：
Crystal
单晶材料、多 晶材料(压电 陶瓷)
居里温度。
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2）保护膜、斜楔(protective cover, wedge)
硬保护膜：由氧化铝、蓝宝石或碳化硼制 成，用于表面较平滑的试件。
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3.3.2.2 CSK-ⅠA试块
CSK-ⅠA试块是我 国锅炉和钢制压 力容器对接焊缝 超声波探伤 JB1152－81标准 规定的标准和试 块，是在IIW试块 基础上改进后得 到的。
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利用CSK-IA试块进行仪器和探头性能的测试
1.仪器水平线性 (linearity of time base) 仪器水平线性是指仪器示波屏上时基线
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3.3.2.2半圆试块
半圆试块是目前 广泛应用的一种 试块，其结构如 图所示。
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用途
1.调整横波探测范围和扫描速度； 2.调整纵波探测范围和扫描速度； 3.测仪器的水平线形、垂直线形和动态范围； 4.测斜探头的入射点； 5.调整灵敏度；
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显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的 程度，或者是示波屏上多次底波等距离的程 度。
仪器水平线性的好坏影响缺陷定位。
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2.探头种类
1)纵波直探头(normal probe) 主要用于探测与探测面
（test surface）平行的 平面型或立体型缺陷，如 板材、锻件等。
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2）斜探头（angle probe）
斜探头按入射角可分为 纵波斜探头（longitudinal wave probe） 横波斜探头（shear wave probe） 表面波斜探头（surface wave probe）
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4）聚焦探头（focusing type prob）
聚焦探头有直探头和声 透镜组成，分为点聚焦 和线聚焦。点聚焦声透 镜为球面，线聚焦则为 柱面。焦距F与声透镜 曲率半径r之间存在以 下关系： F＝c1r/(c1－c2)
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3.探头的型号 频率 晶片材料 晶片尺寸 探头种类 特征
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3）C型显示(C-scope)
示波屏显示工 件中缺陷的水 平投影情况， 不能显示缺陷 的深度位置。 用于定性测试。
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2.按声波特征分
1）脉冲波 周期性的发射和接受超声脉冲信号。
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2）连续波
连续的发射和 接收频率和振 幅都不变的超 声信号。
2020/11/151）单通道 由一个或一对探头单独工作
（2）多通道 由多个或多对探头交替工作
目前实际超声波探伤常用的是 A型脉冲式单通道超声波探伤仪。
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3.3.1.2 A型脉冲超声波探伤仪器工作原理
同步电路 发射电路 接受放大电路 时基电路（扫描电路） 显示电路 电源电路
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3.3.1.3.超声波探头(probe, transducer)
1.探头的基本结构 和各部分的作 用
超声探头是 由压电晶片、 楔块、阻尼块、 接头等组成。
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1)压电晶片(crystal)
当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压 电效应，将电能转化为声能，发射超声波；当 探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能 转化为电能。正压电效应和逆压电效应统称压 电效应(piezoelectric effect) 。探头也被称为换 能器。
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横波斜探头 主要用于探测与探 测面垂直或成一定 角度的缺陷，如焊 缝探伤、气轮机叶 轮探伤等。 直探头和斜楔组成。
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3）双晶探头
双晶探头有两块压电晶 片。根据入射角不同， 又可分为双晶纵波探头 和双晶横波探头。双晶 探头的优点： 1.灵敏度高； 2.杂波少盲区小； 3.近场区长度小； 4.探测范围可调。 主陷要。用于探伤近表面缺