超声波检测ppt
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超声波检测—超声波探伤技术(无损检测课件)
1.4 工件对定位精度的影响
工件温度
• 当检测的工件温度 发生变化时，工件 中的声速发生变化， 探头折射角也随之 发生变化。
温度对折射 角的影响
1.5 缺陷对定位精度的影响
• 工件内缺陷方向也会 影响缺陷定位精度。
• 缺陷倾斜时，扩散波 束入射至缺陷时回波 较高，而定位时就会 误认为缺陷在轴线上， 从而导致定位不准。
• 当工件尺寸较小， 缺陷位于3N以内 时，利用底波调 灵敏度并定量， 将会使定量误差 增加。
2.5 缺陷状态对定量精度的影响
① 缺陷形状的影响
• 缺陷的形状：圆片形、球形和圆柱形 • 缺陷距离一定，缺陷波高随缺陷直径的变化：圆片形缺陷最快，长圆
柱形缺陷最慢； • 缺陷直径一定，缺陷波高随距离的变化：圆片形和球形缺陷较快，长
2.2 仪器及探头性能对定量精度的影响
④ 探头K值的影响
• 不同K值的探头的灵敏度不同。 • 当K=0.7－1.5（=35°~55°）时，回波较高。 • 当K=1.5~2.0（=55°~63°）时，回波很低，容易引起漏检。
2.3 耦合与衰减对定量精度的影响
耦合的影响
• 耦合层厚度等于半波长的整数倍时，声强 透射率与耦合剂性质无关。
时，声波在有机玻璃内反射回到 晶片，也会引起一些杂波。 • 更换探头的方法来鉴别探头杂波。
3.1 纵波探头非缺陷回波的判别
② 工件轮廓回波
• 当超声波射达工件的
台阶、螺纹等轮廓时
轮
廓
在示波屏上将引起一
回
些轮廓回波。
波
3.1 纵波探头非缺陷回波的判别
③ 幻象波 • 当重复频率过高时，在示波屏上就会产生幻象波，
2.2 穿透法
优 不存在探测盲区，判定缺陷方法简单，适用于连续的自动化 点 探测较薄的工件。
超声无损检测报告PPT课件
通过对工程结构进行超声无损检测，可以检测出结构中的疲劳损伤和应力集中区域，及时发现潜在的 安全隐患，为结构的维护和加固提供科学依据。
06 结论与展望
结论总结
1
本次超声无损检测的结果表明，被检测对象的内 部结构和性能状态正常，未发现明显的缺陷或损 伤。
2
检测过程中所采集的数据经过分析处理，得出了 准确的结论，为后续的维护和使用提供了可靠的 依据。
缺陷分布统计
对被检测物体内部的缺陷进行统计和分析， 了解缺陷的分布规律和特点，为优化工艺和 质量控制提供参考。
检测结果可靠性评估
1 2 3
重复性测试
对同一被检测物体进行多次超声波检测，评估检 测结果的重复性和一致性，确保检测结果的可靠 性。
比较测试
与其他无损检测方法进行比较，如射线检测、涡 流检测等，评估超声波检测结果的准确性和可靠 性。
检测结果的准确性和可靠性。
数据记录
03
在操作过程中，应认真记录数据，并妥善保存原始数据和相关
资料，以便后续分析和处理。
04 检测结果分析
检测结果解读
检测结果解读
根据超声波的回波信号、波形和 频谱等特征，对被检测物体的内 部结构和缺陷进行准确解读，为 后续的缺陷识别和分类提供依据。
检测结果可视化
通过图像处理技术，将超声波检 测结果以图像形式呈现，便于直 观地观察和分析被检测物体的内 部结构和缺陷。
案例二：复合材料检测
总结词
全面评估复合材料的层合结构和粘结 质量
详细描述
超声无损检测技术可以全面评估复合 材料的层合结构和粘结质量，检测各 层之间的粘结强度、脱粘、分层和气 泡等缺陷，确保复合材料在使用过程 中的安全性和可靠性。
案例三：工程结构检测
06 结论与展望
结论总结
1
本次超声无损检测的结果表明，被检测对象的内 部结构和性能状态正常，未发现明显的缺陷或损 伤。
2
检测过程中所采集的数据经过分析处理，得出了 准确的结论，为后续的维护和使用提供了可靠的 依据。
缺陷分布统计
对被检测物体内部的缺陷进行统计和分析， 了解缺陷的分布规律和特点，为优化工艺和 质量控制提供参考。
检测结果可靠性评估
1 2 3
重复性测试
对同一被检测物体进行多次超声波检测，评估检 测结果的重复性和一致性，确保检测结果的可靠 性。
比较测试
与其他无损检测方法进行比较，如射线检测、涡 流检测等，评估超声波检测结果的准确性和可靠 性。
检测结果的准确性和可靠性。
数据记录
03
在操作过程中，应认真记录数据，并妥善保存原始数据和相关
资料，以便后续分析和处理。
04 检测结果分析
检测结果解读
检测结果解读
根据超声波的回波信号、波形和 频谱等特征，对被检测物体的内 部结构和缺陷进行准确解读，为 后续的缺陷识别和分类提供依据。
检测结果可视化
通过图像处理技术，将超声波检 测结果以图像形式呈现，便于直 观地观察和分析被检测物体的内 部结构和缺陷。
案例二：复合材料检测
总结词
全面评估复合材料的层合结构和粘结 质量
详细描述
超声无损检测技术可以全面评估复合 材料的层合结构和粘结质量，检测各 层之间的粘结强度、脱粘、分层和气 泡等缺陷，确保复合材料在使用过程 中的安全性和可靠性。
案例三：工程结构检测
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。
2024/10/10
➢ 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。
2024/10/10
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）
超声波检测基本知识ppt课件
第九章、超声检测
一、超声波的性质 1、声波 次声波 超声波 声波、次声波、超声波都是机械波，有声速、频率、波长、声 压、声强等参数，在界面也会发生反射 、折射 。 我们能够听到声音是因为声波传 到了我们的耳内，声波的频 率在20HZ～20000HZ，频率低于或超过上述范围时人们无 法听到声音，频率低于20HZ的声波称为次声波，频率超过 20000HZ的声波称为超声波。
射角为第一临界角α I。
这时在第二介质中已没有纵波， 只有横波。焊缝探伤用的横波就 是，经过界面波型转换得到的。 （3）第二临界角 当纵波入射角继续增大时，在第 二介质中的横波折射角也增大， 当βS达90度时，第二介质中没有 超声波，超声波都在表面，为表 面波。
介质1 介质2
介质1 介质2
α βS
α
一、超声波的性质
3、超声波的波型与声速
（1）纵波（L）
材料
质点的振动方向与波的传播方向
相平行 。纵波在固、液、气三种介
钢
质中均能传播。
（2）横波（S）
水
质点的振动方向与传播方向相垂直 ， 有机玻
质点受到的是交变剪切应力的作用， 璃
故亦称切变波。液体和气体不能够承 铝
受剪切应力，故无横波传播。 铜
（3）表面波，在固体表面传播。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三、超声波探伤原理
把1-5兆赫（1－5MHZ）高频超声波入射到被检物中，如遇到缺陷（界面） 则一部分入射超声波被反射，并利用探头接收反射信号的性能，可不损坏 工件检出缺陷大小（尺寸）和位置，这种方法叫UT检测。 超声波检测能发现最小缺陷尺寸a≥λ/2，当a＜λ/2时，超声波会产生绕 射，超声波在介质中的 反射率：空气是100%，夹渣为46%，水为88%。
一、超声波的性质 1、声波 次声波 超声波 声波、次声波、超声波都是机械波，有声速、频率、波长、声 压、声强等参数，在界面也会发生反射 、折射 。 我们能够听到声音是因为声波传 到了我们的耳内，声波的频 率在20HZ～20000HZ，频率低于或超过上述范围时人们无 法听到声音，频率低于20HZ的声波称为次声波，频率超过 20000HZ的声波称为超声波。
射角为第一临界角α I。
这时在第二介质中已没有纵波， 只有横波。焊缝探伤用的横波就 是，经过界面波型转换得到的。 （3）第二临界角 当纵波入射角继续增大时，在第 二介质中的横波折射角也增大， 当βS达90度时，第二介质中没有 超声波，超声波都在表面，为表 面波。
介质1 介质2
介质1 介质2
α βS
α
一、超声波的性质
3、超声波的波型与声速
（1）纵波（L）
材料
质点的振动方向与波的传播方向
相平行 。纵波在固、液、气三种介
钢
质中均能传播。
（2）横波（S）
水
质点的振动方向与传播方向相垂直 ， 有机玻
质点受到的是交变剪切应力的作用， 璃
故亦称切变波。液体和气体不能够承 铝
受剪切应力，故无横波传播。 铜
（3）表面波，在固体表面传播。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三、超声波探伤原理
把1-5兆赫（1－5MHZ）高频超声波入射到被检物中，如遇到缺陷（界面） 则一部分入射超声波被反射，并利用探头接收反射信号的性能，可不损坏 工件检出缺陷大小（尺寸）和位置，这种方法叫UT检测。 超声波检测能发现最小缺陷尺寸a≥λ/2，当a＜λ/2时，超声波会产生绕 射，超声波在介质中的 反射率：空气是100%，夹渣为46%，水为88%。
超声波检测规范ppt课件
磁粉检测铁磁性材料被磁化后其内部将产生很强的磁感应强度如果材料中存在不连续性包括缺陷造成的不连续性等磁力线会发生畸变部分磁力线有可能逸出材料表面从空间穿过形成漏磁场
超声波检测规 范
实验原理
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、
（4）观察
荧光渗透液的显示痕迹在紫外线照射下呈 黄绿色，着色渗透液的显示痕迹在自然光 下呈红色。用肉眼观察就可以发现很细小
的缺陷。
2009.5
17
(三) 超声波检测
1、超声波
-----指超过人耳听觉、频率大于20KHz 的声波。用于探伤的超声波，频率为0.4～ 25MHz，其中用得最多的是 1～5MHz。
2009.5
18
超声波检测
2、超声波的发生及其性质
(1) 超声波的发生和接收 超声波的发生用的是压电换能器，又叫 压电材料，这种材料具有压电效应，可以 将电振动转换成机械振动，也能将机械振 动转换成电振动。
2009.5
19
超声波的发生和接收
2009.5
20
超声波的性质
(2) 超声波的种类
纵波---介质质点振动方向与传播方向一致。
2009.5 34
END
2009.5 35
磁轭法
2009.5
36
直探头结构
2009.5
37
斜探头结构
2009.5
38
电磁轭探伤机
2009.5
39
超声波探伤仪
2009.5
40
超声波探伤仪
2009.5
41
试块
超声波检测规 范
实验原理
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、
（4）观察
荧光渗透液的显示痕迹在紫外线照射下呈 黄绿色，着色渗透液的显示痕迹在自然光 下呈红色。用肉眼观察就可以发现很细小
的缺陷。
2009.5
17
(三) 超声波检测
1、超声波
-----指超过人耳听觉、频率大于20KHz 的声波。用于探伤的超声波，频率为0.4～ 25MHz，其中用得最多的是 1～5MHz。
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超声波检测
2、超声波的发生及其性质
(1) 超声波的发生和接收 超声波的发生用的是压电换能器，又叫 压电材料，这种材料具有压电效应，可以 将电振动转换成机械振动，也能将机械振 动转换成电振动。
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超声波的发生和接收
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20
超声波的性质
(2) 超声波的种类
纵波---介质质点振动方向与传播方向一致。
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END
2009.5 35
磁轭法
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36
直探头结构
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斜探头结构
2009.5
38
电磁轭探伤机
2009.5
39
超声波探伤仪
2009.5
40
超声波探伤仪
2009.5
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试块
超声波检测技术教学课件PPT
• 现实中常常利用声响来检测物体的的好坏，这种 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。
2021/5/16
4
• 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 传播的声音回声进行探测定位查找泰坦尼克号。2021/5/16来自201）超声波检测仪分类
(1)按超声波的连续性分
① 脉冲波检测仪 ② 连续波检测仪 ③ 调频波检测仪
2021/5/16
21
(2)按缺陷显示的方式分
可将超声波检测仪分为A型、B型和C型等三种 类型。
（b）A型 （c）B型 （d）C型
2021/5/16
22
2) A型显示检测仪
（1）A型显示检测仪组成 • A型显示检测仪是目前使用最广泛的检测仪。 • A型显示检测仪主要由同步电路、时基电路、发射
• 适用于探测晶片正下方与声 束方向垂直的缺陷。 • 检测灵敏度高； • 探测深度较大,适用范围广； • 直探头用来发射和接收纵波；
2021/5/16
37
（2）斜探头
• 适合探测探头斜下方不同角度方向的缺陷；如焊 缝中的未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。
• 探测深度较小,适用直探头难以探测的部位； • 检测灵敏度较高。 • 斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的。
2021/5/16
2
• 超声波检测一般是指使超声波与工件相互作用， 就反射、衍射、透射和散射的波进行研究，对 工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织 结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对 其特定应用性进行评估的技术。
2021/5/16
3
• 在特种设备行业中，超声波检测通常指宏观缺陷 检测和材料厚度测量。
2021/5/16
4
• 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 传播的声音回声进行探测定位查找泰坦尼克号。2021/5/16来自201）超声波检测仪分类
(1)按超声波的连续性分
① 脉冲波检测仪 ② 连续波检测仪 ③ 调频波检测仪
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(2)按缺陷显示的方式分
可将超声波检测仪分为A型、B型和C型等三种 类型。
（b）A型 （c）B型 （d）C型
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2) A型显示检测仪
（1）A型显示检测仪组成 • A型显示检测仪是目前使用最广泛的检测仪。 • A型显示检测仪主要由同步电路、时基电路、发射
• 适用于探测晶片正下方与声 束方向垂直的缺陷。 • 检测灵敏度高； • 探测深度较大,适用范围广； • 直探头用来发射和接收纵波；
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（2）斜探头
• 适合探测探头斜下方不同角度方向的缺陷；如焊 缝中的未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。
• 探测深度较小,适用直探头难以探测的部位； • 检测灵敏度较高。 • 斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的。
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2
• 超声波检测一般是指使超声波与工件相互作用， 就反射、衍射、透射和散射的波进行研究，对 工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织 结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对 其特定应用性进行评估的技术。
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3
• 在特种设备行业中，超声波检测通常指宏观缺陷 检测和材料厚度测量。
《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。
感谢您的观看
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
超声波检测专业知识PPT课件
8
2.1.2谐振动
定义：物体在 受到跟位移大 小成正比，而 方向总是指向 平衡位置的回 复力作用下的 振动，叫做 谐 振动。
特点：1、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。
2、是一种理想化的运动，振动过程中无阻力，所以振动系统机械能守恒。 3、谐振动的振幅、频率和周期保持不变，其频率为振动系统的固有频率， 是最简单、最基本的一种振动，任何复杂的振动都可视为多个谐振动的合成
超声检测通用技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
1. 超声检测的定义和作用
• 指使超声波与试件相互作用，就反射、透 射和散射的波进行研究，对试件进行宏观 缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力 学性能变化的检测和表征，并进而对其特 定应用性进行评价的技术。 在特种设备行业，通常指宏观缺陷检测和 材料厚度测量。
在起振后受到晶片背面吸收块的阻尼作用，因此又是阻
尼振动
11
机械波的产生与传播
弹性介质模型
图2.3
12
2.1.4 机械波的产生与传播
• 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。
• 机械波的产生与传播过程
如图2.3所示的固体弹性模型。质点间以弹性力联系在一起的介质称为弹性 介质。（固体、液体、气体）
• 超声探头 晶片后粘贴阻尼块
阻尼振动
10
受迫振动
• 受迫振动：物体受到周期性变化的外力作用时产生的振动。 如缝纫机上缝针的振动，汽缸中活塞的振动和扬声器中纸 膜的振动等。
• 受迫振动刚开始时情况很复杂，经过一段时间后达到稳定 状态，变为周期性的谐振动。其振动频率与策动力频率相 同，振幅保持不变。
2.1.2谐振动
定义：物体在 受到跟位移大 小成正比，而 方向总是指向 平衡位置的回 复力作用下的 振动，叫做 谐 振动。
特点：1、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。
2、是一种理想化的运动，振动过程中无阻力，所以振动系统机械能守恒。 3、谐振动的振幅、频率和周期保持不变，其频率为振动系统的固有频率， 是最简单、最基本的一种振动，任何复杂的振动都可视为多个谐振动的合成
超声检测通用技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
1. 超声检测的定义和作用
• 指使超声波与试件相互作用，就反射、透 射和散射的波进行研究，对试件进行宏观 缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力 学性能变化的检测和表征，并进而对其特 定应用性进行评价的技术。 在特种设备行业，通常指宏观缺陷检测和 材料厚度测量。
在起振后受到晶片背面吸收块的阻尼作用，因此又是阻
尼振动
11
机械波的产生与传播
弹性介质模型
图2.3
12
2.1.4 机械波的产生与传播
• 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。
• 机械波的产生与传播过程
如图2.3所示的固体弹性模型。质点间以弹性力联系在一起的介质称为弹性 介质。（固体、液体、气体）
• 超声探头 晶片后粘贴阻尼块
阻尼振动
10
受迫振动
• 受迫振动：物体受到周期性变化的外力作用时产生的振动。 如缝纫机上缝针的振动，汽缸中活塞的振动和扬声器中纸 膜的振动等。
• 受迫振动刚开始时情况很复杂，经过一段时间后达到稳定 状态，变为周期性的谐振动。其振动频率与策动力频率相 同，振幅保持不变。
超声诊断ppt课件完整版
操作后处理与报告书写
图像保存与处理
报告书写
将检查过程中的超声图像进行保存，并根据 需要进行处理，如放大、测量等。
根据检查结果，认真书写超声诊断报告，包 括患者信息、检查部位、超声表现、诊断意 见等。
结果解读与沟通
仪器维护与保养
向患者解释超声诊断结果，告知其病情及后 续治疗建议，同时与患者家属进行沟通，解 答其疑问。
弹性成像技术分类
包括静态/准静态弹性成像、声辐射力脉冲成像 (ARFI)、剪切波弹性成像(SWE)等。
临床应用
在乳腺、甲状腺、肝脏等器官的良恶性病变鉴别中有重要价值。
超声造影技术
超声造影剂
由微气泡构成，能增强血液的背向散射，提 高超声图像的对比度和分辨率。
超声造影技术分类
包括二次谐波成像、能量多普勒成像、反向 脉冲谐波成像等。
心脏血流动力学监测
通过多普勒超声技术，可以实时监测心脏内血流速度、血流量以及 血流方向等参数。
心血管疾病诊断
超声心动图对于冠心病、心肌病、心脏瓣膜病等心血管疾病的诊断具 有重要价值。
腹部脏器超声诊断
肝脏疾病诊断
超声可以检测肝脏大小、形态、 回声等异常表现，辅助诊断肝炎、
肝硬化、肝肿瘤等疾病。
胆道系统疾病诊断
临床应用
在心血管、腹部、妇产等领域有广泛应用， 如心肌灌注评估、肝肿瘤检测等。
其他新技术与新进展
超声内镜技术
将超声探头与内镜结合，可在直视下对消化道壁 及邻近脏器进行超声检查。
无线超声技术
利用无线通信技术，实现超声图像的实时传输和 远程会诊。
ABCD
血管内超声技术
使用微型超声探头置入血管内进行成像，用于评 估血管狭窄、斑块等病变。
无损检测超声波课件
铸件、锻件的超声波检测
02
铸件和锻件在制造过程中容易产生内部缺陷，如气孔、缩孔等
，超声波检测可以有效地检测出这些缺陷。
管材、棒材的超声波检测
03
对于管材和棒材，超声波可以沿其轴向或径向传播，从而检测
出内部的缺陷情况。
非金属材料的超声波检测
塑料、橡胶等高分子材料的超声波检测
利用超声波在高分子材料中的传播特性，可以检测出材料内部的裂纹、气泡等缺陷。
布情况、基体的缺陷等。
02
层压复合材料的超声波检测
层压复合材料由多层不同材料叠加而成，超声波可以检测出各层之间的
结合情况、内部缺陷等。
03
功能梯度复合材料的超声波检测
功能梯度复合材料是一种新型复合材料，其性能沿厚度方向连续变化，
超声波可以检测出材料内部的成分分布、缺陷情况等。
05
超声波检测实验与操作
03
超声波检测方法与技术
脉冲反射法
原理
利用超声波在材料中传播遇到缺陷或界面时 产生的反射现象来检测缺陷。
优点
需要耦合剂，对表面粗糙度要求较高，难以 检测复杂形状工件。
缺点
适用于各种材料，对缺陷定位准确，灵敏度 高。
应用
广泛应用于金属、非金属材料的内部缺陷检 测，如焊缝、铸件、锻件等。
穿透法
原理
磁致伸缩效应
铁磁材料在交变磁场中会发生伸缩现象，从 而产生超声波。
传播方式
超声波在介质中以纵波、横波、表面波等形 式传播。
超声波在材料中的传播特性声速超声波在材料中的传播速度与材料的密度、弹性模量 等物理性质有关。
衰减
超声波在传播过程中会因材料的吸收、散射等因素而 逐渐减弱。
反射与折射
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第6章 常用无损检测方法 6.1.2 超声场及介质的声参量简介
1.超声场的物理量
1) 声压
当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质 中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强 P1与没有超声波存在时同一点的静态压强P0之差称为该点的声 压，用P表示,即
PP1P0 (Pa)
(6-3)
图6-2 纵波
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第6章 常用无损检测方法
（2） 横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的 波叫横波，用S或T表示(见图6-3)。横波的形成是由于介质质 点受到交变切应力作用时， 产生了切变形变，所以横波又叫 做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能 够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体 和气体介质中传播。
3）能量高 超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声 波的能量远大于声波的能量。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超 声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声 检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。
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第6章 常用无损检测方法 3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质
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第6章 常用无损检测方法
对于平面余弦波， 可以证明：
P P m si ( t n c x ) c V m si ( t n c x ) c A si ( t n c x ) c
（6-4）
式中： 为介质的密度;c为介质中的声速；为介质质点的振
幅；V为介质质点振动的角频率；Vm A为质点振动速度的幅 值；t为时间；x为质点距声源的距离；PmcA为声压幅值。
质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声场中介质对质点振动 的阻碍作用。 由式(6-4)得
yAcos(tx)
x
c
（6-2）
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第6章 常用无损检测方法 3）连续波与脉冲波 连续波是介质中各质点振动时间为无穷时的波。脉冲波是
质点振动时间很短的波，超声检测中最常用的是脉冲波。对脉 冲波进行频谱分析，可知它并非单一频率，而是包括多种频率 成分。其中人们关心的频谱特征量主要有峰值频率、频带宽度 和中心频率。
（3） 表面波（瑞利波）。当超声波在固体介质中传播时， 对于有限介质而言，有一种沿介质表面传播的波即表面波(见 图6-4)。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波 又称为瑞利波， 常用R表示。
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第6章 常用无损检测方法
图6-3 横波
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第6章 常用无损检测方法
图6-4 表面波
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第6章 常用无损检测方法 （4） 板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板
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第6章 常用无损检测方法
图6-6 波线、 (a) 平面波； (b) 柱面波； (c) 球面波
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第6章 常用无损检测方法 根据波阵面的形状(波形)，可将超声波分为平面波、柱面
波和球面波等。
平面波即波阵面为平面的波，而柱面波的波阵面为同轴圆 柱面，球面波的波阵面为同心球面，如图6-6所示。当声源是一 个点时，在各向同性介质中的波阵面为以声源为中心的球面。 可以证明，球面波中质点的振动幅度与距声源的距离成反比。 当声源的尺寸远小于测量点距声源的距离时，可以把超声波看 成是球面波。 球面波的波动方程为
由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角频率成正 比，也就与频率成正比。由于超声波的频率很高，远大于声波 的频率，故超声波的声压一般也远大于声波的声压。
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第6章 常用无损检测方法 2）
介质中某一点的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之 比，称为声阻抗，常用Z表示。在同一声压下，声阻抗Z愈大，
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第6章 常用无损检测方法
图6-5 (a) 对称型； (b) 非对称型
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第6章 常用无损检测方法 2) 超声波由声源向周围传播的过程可用波阵面进行描述。
如图6-6所示，在无限大且各向同性的介质中，振动向各方向 传播， 用波线表示传播的方向；将同一时刻介质中振动相位 相同的所有质点所连成的面称为波阵面；某一时刻振动传播到 达的距声源最远的各点所连成的面称为波前。在各向同性介质 中波线垂直于波阵面。在任何时刻，波前总是距声源最远的一 个波阵面。 波前只有一个，而波阵面可以有任意多个。
点的振动方向与波的传播方向之间的关系分类，即按波型分类； 按波振面的形状分类，即按波形分；按振动的持续时间分类等。 其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论依据， 将着重讨论。
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第6章 常用无损检测方法
图 6-1 超声波的分类
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第6章 常用无损检测方法 1） 超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向
的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。 （1） 纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同
的波叫纵波，用L表示(见图6-2)。介质质点在交变拉压应力的 作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵 波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波 或疏密波。
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第6章 常用无损检测方法
中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整 个板的厚度。 薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合， 质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播(见 图6-5)。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称 型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是 非对称型运动来决定的。
第6章 常用无损检测方法
6.1 超 声 检 测
6.1.1
1.
超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机
械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基
础。 描述超声波波动特性的基本物理量有： 声速c、频率f、波 长λ、周期T 、角频率ω。其中频率和周期是由波源决定的，声 速与传声介质的特性和波型有关。 这些量之间的关系如下：
T 1 2π λ f ωc
（6-1）
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第6章 常用无损检测方法 2. 超声波的特点
超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使其 能广泛应用于无损检测。
1) 方向性好 超声波具有像光波一样定向束射的特性。
2）穿透能力强 对于大多数介质而言，它具有较强的穿透 能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。
第6章 常用无损检测方法 6.1.2 超声场及介质的声参量简介
1.超声场的物理量
1) 声压
当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质 中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强 P1与没有超声波存在时同一点的静态压强P0之差称为该点的声 压，用P表示,即
PP1P0 (Pa)
(6-3)
图6-2 纵波
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第6章 常用无损检测方法
（2） 横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的 波叫横波，用S或T表示(见图6-3)。横波的形成是由于介质质 点受到交变切应力作用时， 产生了切变形变，所以横波又叫 做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能 够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体 和气体介质中传播。
3）能量高 超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声 波的能量远大于声波的能量。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超 声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声 检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。
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第6章 常用无损检测方法 3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质
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第6章 常用无损检测方法
对于平面余弦波， 可以证明：
P P m si ( t n c x ) c V m si ( t n c x ) c A si ( t n c x ) c
（6-4）
式中： 为介质的密度;c为介质中的声速；为介质质点的振
幅；V为介质质点振动的角频率；Vm A为质点振动速度的幅 值；t为时间；x为质点距声源的距离；PmcA为声压幅值。
质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声场中介质对质点振动 的阻碍作用。 由式(6-4)得
yAcos(tx)
x
c
（6-2）
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第6章 常用无损检测方法 3）连续波与脉冲波 连续波是介质中各质点振动时间为无穷时的波。脉冲波是
质点振动时间很短的波，超声检测中最常用的是脉冲波。对脉 冲波进行频谱分析，可知它并非单一频率，而是包括多种频率 成分。其中人们关心的频谱特征量主要有峰值频率、频带宽度 和中心频率。
（3） 表面波（瑞利波）。当超声波在固体介质中传播时， 对于有限介质而言，有一种沿介质表面传播的波即表面波(见 图6-4)。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波 又称为瑞利波， 常用R表示。
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第6章 常用无损检测方法
图6-3 横波
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第6章 常用无损检测方法
图6-4 表面波
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第6章 常用无损检测方法 （4） 板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板
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第6章 常用无损检测方法
图6-6 波线、 (a) 平面波； (b) 柱面波； (c) 球面波
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第6章 常用无损检测方法 根据波阵面的形状(波形)，可将超声波分为平面波、柱面
波和球面波等。
平面波即波阵面为平面的波，而柱面波的波阵面为同轴圆 柱面，球面波的波阵面为同心球面，如图6-6所示。当声源是一 个点时，在各向同性介质中的波阵面为以声源为中心的球面。 可以证明，球面波中质点的振动幅度与距声源的距离成反比。 当声源的尺寸远小于测量点距声源的距离时，可以把超声波看 成是球面波。 球面波的波动方程为
由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角频率成正 比，也就与频率成正比。由于超声波的频率很高，远大于声波 的频率，故超声波的声压一般也远大于声波的声压。
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第6章 常用无损检测方法 2）
介质中某一点的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之 比，称为声阻抗，常用Z表示。在同一声压下，声阻抗Z愈大，
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第6章 常用无损检测方法
图6-5 (a) 对称型； (b) 非对称型
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第6章 常用无损检测方法 2) 超声波由声源向周围传播的过程可用波阵面进行描述。
如图6-6所示，在无限大且各向同性的介质中，振动向各方向 传播， 用波线表示传播的方向；将同一时刻介质中振动相位 相同的所有质点所连成的面称为波阵面；某一时刻振动传播到 达的距声源最远的各点所连成的面称为波前。在各向同性介质 中波线垂直于波阵面。在任何时刻，波前总是距声源最远的一 个波阵面。 波前只有一个，而波阵面可以有任意多个。
点的振动方向与波的传播方向之间的关系分类，即按波型分类； 按波振面的形状分类，即按波形分；按振动的持续时间分类等。 其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论依据， 将着重讨论。
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第6章 常用无损检测方法
图 6-1 超声波的分类
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第6章 常用无损检测方法 1） 超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向
的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。 （1） 纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同
的波叫纵波，用L表示(见图6-2)。介质质点在交变拉压应力的 作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵 波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波 或疏密波。
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第6章 常用无损检测方法
中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整 个板的厚度。 薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合， 质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播(见 图6-5)。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称 型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是 非对称型运动来决定的。
第6章 常用无损检测方法
6.1 超 声 检 测
6.1.1
1.
超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机
械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基
础。 描述超声波波动特性的基本物理量有： 声速c、频率f、波 长λ、周期T 、角频率ω。其中频率和周期是由波源决定的，声 速与传声介质的特性和波型有关。 这些量之间的关系如下：
T 1 2π λ f ωc
（6-1）
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第6章 常用无损检测方法 2. 超声波的特点
超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使其 能广泛应用于无损检测。
1) 方向性好 超声波具有像光波一样定向束射的特性。
2）穿透能力强 对于大多数介质而言，它具有较强的穿透 能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。