超声波探伤课件
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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。
《超声波探伤》课件
确保被检测工件表面清洁、干 燥、无油污和锈蚀
检测过程中的操作步骤
准备超声波探伤仪和相关配件
启动超声波探伤仪进行检测
确定检测区域和检测参数
观察检测结果并记录
调整探头位置和角度
完成检测后清理现场和设备
检测后的数据处理和结果判定
数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，包括滤波、降噪、增强等
结果判定：根据处理后的数据，判断是否存在缺陷，如裂纹、气孔等
特点：具有高精度、高分辨率、高灵敏度等优点
应用：广泛应用于无损检测、医学成像等领域 发展趋势：随着技术的不断进步，相控阵技术在超声波探伤领域的应用将 越来越广泛。
Part Five
超声波探伤操作流 程
检测前的准备工作
检查超声波探伤仪是否正常工 作
确保探头、电缆、电源线等配 件齐全
准备足够的耦合剂和试块
超声波探伤PPT课件大 纲
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汇报人：PPT
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 超 声 波 探 伤 设 备 05 超 声 波 探 伤 操 作 流 程 07 案 例 分 析
02 超 声 波 探 伤 概 述 04 超 声 波 探 伤 技 术 06 超 声 波 探 伤 的 质 量 控 制
接收器：接收反射回来的超声波信 号
添加标题
添加标题
探头：发射和接收超声波的装置
添加标题
添加标题
信号处理：对接收到的超声波信号 进行处理和分析，判断缺陷位置和 性质
超声波探伤的应用范围
工业领域：检 测金属、非金 属材料中的缺
陷和损伤
医疗领域：检 测人体组织中 的病变和损伤
《超声波探伤》课件
用于检测平面或曲率较小的表面，常用于检测金属材料。
能够将声束聚焦成点、线或面，适用于不同检测需求。
直探头
斜探头
双晶探头
聚焦探头
定期清洁仪器表面，保持清洁干燥。
检查连接线是否松动或破损，及时更换损坏的部件。
定期校准仪器，确保检测结果的准确性。
根据使用情况，及时更换消耗品，如探头、电池等。
超声波探伤技术与方法
超声波探伤基于超声波在介质中传播的物理特性，通过发射超声波到被检测物体，接收反射回的声波，并分析声波的传播时间、振幅等信息，从而判断物体的内部结构和缺陷。
超声波探伤不会对被检测物体造成损伤，可以在不破坏物体的情况下进行检测。
超声波探伤可以检测出微小的缺陷和内部结构变化，具有很高的检测精度。
超声波探伤适用于各种材料和形状的物体，如金属、玻璃、陶瓷等。
03
总结词
基础、简单、直观
详细描述
A型超声波探伤技术是最基本的超声波探伤方法，通过显示波形反映回声情况，操作简单直观，广泛应用于金属材料的探伤。
二维成像、结构清晰
总结词
B型超声波探伤技术通过显示物体的二维图像，能够更清晰地反映物体的内部结构和缺陷，对于复杂形状和不规则物体的探伤具有优势。
详细描述
总结词
智能超声波探伤技术是未来发展的另一个重要趋势，通过人工智能和机器学习等技术提高检测效率和准确性。
详细描述
智能超声波探伤技术结合了人工智能、机器学习等先进技术，能够自动识别和分类缺陷，提高检测效率和准确性。这种技术通过大量的数据训练和学习，逐渐优化和改进检测算法，使得检测结果更加准确可靠。智能超声波探伤技术的应用范围广泛，可以为医疗、工业、航空航天等领域提供更加高效、准确的检测手段。
《超声波探伤》PPT课件
能够将声束聚焦成点、线或面，适用于不同检测需求。
直探头
斜探头
双晶探头
聚焦探头
定期清洁仪器表面，保持清洁干燥。
检查连接线是否松动或破损，及时更换损坏的部件。
定期校准仪器，确保检测结果的准确性。
根据使用情况，及时更换消耗品，如探头、电池等。
超声波探伤技术与方法
超声波探伤基于超声波在介质中传播的物理特性，通过发射超声波到被检测物体，接收反射回的声波，并分析声波的传播时间、振幅等信息，从而判断物体的内部结构和缺陷。
超声波探伤不会对被检测物体造成损伤，可以在不破坏物体的情况下进行检测。
超声波探伤可以检测出微小的缺陷和内部结构变化，具有很高的检测精度。
超声波探伤适用于各种材料和形状的物体，如金属、玻璃、陶瓷等。
03
总结词
基础、简单、直观
详细描述
A型超声波探伤技术是最基本的超声波探伤方法，通过显示波形反映回声情况，操作简单直观，广泛应用于金属材料的探伤。
二维成像、结构清晰
总结词
B型超声波探伤技术通过显示物体的二维图像，能够更清晰地反映物体的内部结构和缺陷，对于复杂形状和不规则物体的探伤具有优势。
详细描述
总结词
智能超声波探伤技术是未来发展的另一个重要趋势，通过人工智能和机器学习等技术提高检测效率和准确性。
详细描述
智能超声波探伤技术结合了人工智能、机器学习等先进技术，能够自动识别和分类缺陷，提高检测效率和准确性。这种技术通过大量的数据训练和学习，逐渐优化和改进检测算法，使得检测结果更加准确可靠。智能超声波探伤技术的应用范围广泛，可以为医疗、工业、航空航天等领域提供更加高效、准确的检测手段。
《超声波探伤》PPT课件
超声探伤检测实验.ppt
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5. 扫描
2024/10/10
（1）扫查方式：全面扫查和局部扫查两种 方式；
（2）扫查速度：扫查速度应当适当，在目 视观察时应能保证缺陷回波被有把握地 看清，在自动记录时，则要保证记录装 置能有明确的记录。
（3）扫查间距：扫查间距通常根据探头的 最小声束宽度，保证两次扫查之间有一 定比例的覆盖。
2.工件底波调节法
利用工件底波调节灵敏度是根据工件底波与同深度（或不同深度）的 特定人工缺陷回波高度的分贝差为定值，由以下公式推出，
X-探测面据底面距离； Φ-要求检测的最小平底孔当量尺寸。 检测时将探头对准工件底面，仪器保留足够的衰减余量，一般 （ Δ+5~10dB）,调节增益使底波最高达50%（或80%）基准高，然后用“ 衰减器”增益ΔdB(即衰减量减少ΔdB)，这时探伤灵敏度就调好了。
“扫描水平和垂直位置”旋钮，并使起始 波的前沿对准标准尺零点；
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（4）清理试件表面，涂上耦合剂； （5）调节“深度”旋钮，把“微调”控制
旋钮调到零位；把“粗调”控制旋钮调 到和试件厚度范围相当的档数；适当调 节“微调”旋钮，以便测读荧光屏上底 （6）用标波的位置；准试块校验仪器的时
常用的灵敏度调节方法有1.试块调节法 2.工件底波 调节法
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（2）检测灵敏度的调整
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1.试块调节法
如探伤厚度为200mm锻件，探伤灵敏度200/ Φ 2.灵敏度调节方法先加工 一块材质、声程与工件相同的Φ2的平底孔试块，将探头对准试块上的 Φ 2平底孔。调节仪器使Φ 2的最高回波达50%（或80%）基准高即可。 若试块与工件耦合不好，还应考虑耦合补偿。
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5. 扫描
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（1）扫查方式：全面扫查和局部扫查两种 方式；
（2）扫查速度：扫查速度应当适当，在目 视观察时应能保证缺陷回波被有把握地 看清，在自动记录时，则要保证记录装 置能有明确的记录。
（3）扫查间距：扫查间距通常根据探头的 最小声束宽度，保证两次扫查之间有一 定比例的覆盖。
2.工件底波调节法
利用工件底波调节灵敏度是根据工件底波与同深度（或不同深度）的 特定人工缺陷回波高度的分贝差为定值，由以下公式推出，
X-探测面据底面距离； Φ-要求检测的最小平底孔当量尺寸。 检测时将探头对准工件底面，仪器保留足够的衰减余量，一般 （ Δ+5~10dB）,调节增益使底波最高达50%（或80%）基准高，然后用“ 衰减器”增益ΔdB(即衰减量减少ΔdB)，这时探伤灵敏度就调好了。
“扫描水平和垂直位置”旋钮，并使起始 波的前沿对准标准尺零点；
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（4）清理试件表面，涂上耦合剂； （5）调节“深度”旋钮，把“微调”控制
旋钮调到零位；把“粗调”控制旋钮调 到和试件厚度范围相当的档数；适当调 节“微调”旋钮，以便测读荧光屏上底 （6）用标波的位置；准试块校验仪器的时
常用的灵敏度调节方法有1.试块调节法 2.工件底波 调节法
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（2）检测灵敏度的调整
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1.试块调节法
如探伤厚度为200mm锻件，探伤灵敏度200/ Φ 2.灵敏度调节方法先加工 一块材质、声程与工件相同的Φ2的平底孔试块，将探头对准试块上的 Φ 2平底孔。调节仪器使Φ 2的最高回波达50%（或80%）基准高即可。 若试块与工件耦合不好，还应考虑耦合补偿。
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超声波探伤原理.pptx
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爬波探头
探头的外观
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探头标牌 探头的信息标注于标牌上，包括型号（如PR50）、
类型 （如爬波探头）、探头序列号。例如：
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探头型号列表
型号 适用瓷件 接触面弧度直径（mm）
PR50
普
PR60
通
PR70
PR80
瓷
Φ100mm以下 Φ101--120mm Φ121—140mm Φ141--160mm
通过这条曲线，可以判定被检测到的缺陷相 对于这条曲线的当量。
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1.2 陶瓷绝缘子的超声波探伤
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1.2.1 适用对象
材料：瓷质 产品：支柱绝缘子、瓷套
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1.2.2 支柱绝缘子断裂事故分布特点
1）2000年、2001年偏多，有逐年上升趋势 2）北方多于南方，东北（寒冷地区)偏多 3）运行年限分布均匀，不足2年的占6.4％，不足
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1.1.12 相同位置、不同大小的缺陷
缺陷位置相同的情况下，面积大的反射的回 波幅度高
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1.1.13 相同大小、不同位置的缺陷
缺陷大小相同，位置不同的情况下，反射回 波的幅度构成DAC曲线
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1.1.14 DAC曲线
DAC曲线：
距离波幅曲线，表示某一大小的缺陷在不同 的声程位置上波幅的变化曲线（在试块上 制作）。
钢纵波5900m/s、瓷的 纵波声速5300～ 6900m/s）
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1.1.10 缺陷的位置（斜声束）
C：声速 （需要知道波型：横波、纵波、表面波等） 钢 ： 纵 波 5 9 0 0 m / s第12横页/共波323页2 3 0 m / s
超声波探伤教学课件
整理课件
2、细长棒中的纵波声速CLb 在细长棒中(棒径d≤λ)轴向传播的纵
波声速与无限大介质中纵波声速不同，细 长棒中的纵波声速为：。
整理课件
3、声速与温度、应力、均匀性的关系 1）一般固体中的声速随介质温度升高而降低。
2）固体介质的应力状况对声速有一定的影响， 一般应力增加，声速增加，但增加缓慢。
应用
质点振
动方向 固、液、 钢板、
平行于 气体介 锻件探
波传播 质
方向
伤等
质点振 动方向 垂直于 波传播
方向
固体介 质
焊缝、 钢管探
伤等
质点作 椭圆运 动，椭 圆长轴 垂直波 传播方 向，短 轴平行 于波传
固体介 钢管探 质 伤等
整理课件
第三节 超声波的传播速度
一、固体介质中的纵波、横波与表面波声速 1、固体介质不仅能传播纵波，而且可
整理课件
2、谐振动 1）定义：最简单最基本的直线振动称为谐振动。 2）特点： （1）回复力大小与位移成正比，方向总指向平衡位置。 （2）振幅不变，为自由振动，其频率为固有频率。 （3）物体做谐振动时，只有弹性力或重力做功，其它 力不做功，符合机械能守恒的条件，因此谐振物体的能 量遵守机械能守恒。在平衡位置时动能最大势能为零， 在位移最大位置时势能最大动能为零，其总能量保持不 变。
3）固体材料组织均匀性对声速的影响在铸铁 中表现较为突出。铸铁表面与中心，由于冷却速 度不同而具有不同的组织，表面冷却快，晶粒细， 声速大；中心冷却慢，晶粒粗，声速小。此外， 铸铁中石墨含量和尺寸对声速也有影响，石墨含 量和尺寸增加，声速减少。
整理课件
二、板波声速 1、由于板波传播时受到上下板面的影响，因此板波声速与
4、实际探伤中，若是频率单一的连续波，那么板波声速就 是相速度；若是脉冲波，那么板波声速就是群速度。
2、细长棒中的纵波声速CLb 在细长棒中(棒径d≤λ)轴向传播的纵
波声速与无限大介质中纵波声速不同，细 长棒中的纵波声速为：。
整理课件
3、声速与温度、应力、均匀性的关系 1）一般固体中的声速随介质温度升高而降低。
2）固体介质的应力状况对声速有一定的影响， 一般应力增加，声速增加，但增加缓慢。
应用
质点振
动方向 固、液、 钢板、
平行于 气体介 锻件探
波传播 质
方向
伤等
质点振 动方向 垂直于 波传播
方向
固体介 质
焊缝、 钢管探
伤等
质点作 椭圆运 动，椭 圆长轴 垂直波 传播方 向，短 轴平行 于波传
固体介 钢管探 质 伤等
整理课件
第三节 超声波的传播速度
一、固体介质中的纵波、横波与表面波声速 1、固体介质不仅能传播纵波，而且可
整理课件
2、谐振动 1）定义：最简单最基本的直线振动称为谐振动。 2）特点： （1）回复力大小与位移成正比，方向总指向平衡位置。 （2）振幅不变，为自由振动，其频率为固有频率。 （3）物体做谐振动时，只有弹性力或重力做功，其它 力不做功，符合机械能守恒的条件，因此谐振物体的能 量遵守机械能守恒。在平衡位置时动能最大势能为零， 在位移最大位置时势能最大动能为零，其总能量保持不 变。
3）固体材料组织均匀性对声速的影响在铸铁 中表现较为突出。铸铁表面与中心，由于冷却速 度不同而具有不同的组织，表面冷却快，晶粒细， 声速大；中心冷却慢，晶粒粗，声速小。此外， 铸铁中石墨含量和尺寸对声速也有影响，石墨含 量和尺寸增加，声速减少。
整理课件
二、板波声速 1、由于板波传播时受到上下板面的影响，因此板波声速与
4、实际探伤中，若是频率单一的连续波，那么板波声速就 是相速度；若是脉冲波，那么板波声速就是群速度。
超声波探伤教学课件
缺陷检测
通过观察超声波图像中的缺陷信 号，判断缺陷的位置和大小。
材料结构
超声波图像可以显示材料的内部 结构特征，如晶粒结构和组织。
厚度测量
通过测量超声波信号的传播时间， 确定材料的厚度。
超声波探伤实验操作
1 样品准备
准备被测件，并确保表面平整干净。
2 超声波仪器设置
调整超声波探伤仪器的参数和探头，以适应 实验需求。
超声波探伤教学课件
欢迎来到超声波探伤教学课件！在本课程中，我们将深入探讨超声波探伤的 原理、分类和在工业检测中的应用，以及超声波探伤方法、图像解读和实验 操作的相关内容。
超声波探伤的原理
通过超声波的传播和反射来检测材料内部的缺陷和结构特征。超声波的频率 和波速可以提供对材料性质的详细信息。
超声波探伤的分类
管道和容器检测
通过超声波探测管道和容器 的内部缺陷，有效预防泄漏 和事故。
超声波探伤方法的讲解
1
直接法
将探测器直接接触在被测件上，适用于厚度测量和缺陷检测。
2
浸泡法
将被测件浸泡在液体中，通过液体传播超声波，适用于复杂形状的工件。
3
干扫法
探测器离开被测件表面一定距离，适用于大型工件和高温环境。
超声波探伤号峰值的大小来判断缺陷。
2 波形分析
通过分析超声波信号的波形形状来识别缺陷。
3 声能谱分析
通过分析超声波信号的频谱特征来检测材料缺陷。
超声波探伤在工业检测中的应用
金属材料检测
超声波探伤广泛应用于金属 材料的缺陷检测，如焊接、 铸造和锻造。
混凝土结构评估
超声波探伤可用于评估混凝 土结构的质量和健康状况， 如桥梁和建筑物。
3 探测信号分析
钢轨焊缝超声波探伤讲稿PPT课件
建立完善的质控体系
通过建立完善的质控体系，对探伤过程和结果进行监控和记录，及时 发现并纠正问题，确保探伤结果的准确性。
06
总结与展望
钢轨焊缝超声波探伤的总结
超声波探伤技术原理
超声波探伤技术利用超声波在物质中的传播和反射特性，检测材料内部是否存在缺陷或异 常。在钢轨焊缝的检测中，超声波探伤技术具有无损、高效、准确的优点。
采用最先进的超声波探伤仪，结合高速移动 检测技术。
探伤过程
在列车运行期间，对钢轨焊缝进行实时检测， 记录并分析异常回波。
检测结果
成功发现一处潜在的裂纹并及时进行了处理， 确保了高速铁路的安全运营。
05
钢轨焊缝超声波探伤的 挑战与解决方案
探伤过程中的干扰因素
噪声干扰
由于探伤过程中存在各种噪声，如机械振动、电磁干扰等，这些 噪声可能会掩盖或混淆缺陷信号，影响探伤结果的准确性。
供更加可靠的保障。
02
钢轨焊缝超声波探伤原 理
超声波的产生与传播
超声波的产生
通过高频电场和磁场交替作用，在压电晶体上产生机械振动，从而产生超声波。
超声波的传播
超声波在固体、液体和气体中传播时，会因介质的特性而发生折射、反射和散 射。
超声波的反射与折射
反射
当超声波遇到不同介质界面时，部分声波能量会反射回原介 质，其余声波能量继续传播。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性 ，能够快速准确地检测出钢轨焊缝内 部的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，为保 障铁路运输安全提供有力支持。
超声波探伤的重要性
01
确保钢轨焊缝质量
超声波探伤能够检测出焊缝内部的缺陷，及时发现并处理，有效保证钢
轨焊缝的质量，防止因焊缝质量问题导致的安全事故。
通过建立完善的质控体系，对探伤过程和结果进行监控和记录，及时 发现并纠正问题，确保探伤结果的准确性。
06
总结与展望
钢轨焊缝超声波探伤的总结
超声波探伤技术原理
超声波探伤技术利用超声波在物质中的传播和反射特性，检测材料内部是否存在缺陷或异 常。在钢轨焊缝的检测中，超声波探伤技术具有无损、高效、准确的优点。
采用最先进的超声波探伤仪，结合高速移动 检测技术。
探伤过程
在列车运行期间，对钢轨焊缝进行实时检测， 记录并分析异常回波。
检测结果
成功发现一处潜在的裂纹并及时进行了处理， 确保了高速铁路的安全运营。
05
钢轨焊缝超声波探伤的 挑战与解决方案
探伤过程中的干扰因素
噪声干扰
由于探伤过程中存在各种噪声，如机械振动、电磁干扰等，这些 噪声可能会掩盖或混淆缺陷信号，影响探伤结果的准确性。
供更加可靠的保障。
02
钢轨焊缝超声波探伤原 理
超声波的产生与传播
超声波的产生
通过高频电场和磁场交替作用，在压电晶体上产生机械振动，从而产生超声波。
超声波的传播
超声波在固体、液体和气体中传播时，会因介质的特性而发生折射、反射和散 射。
超声波的反射与折射
反射
当超声波遇到不同介质界面时，部分声波能量会反射回原介 质，其余声波能量继续传播。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性 ，能够快速准确地检测出钢轨焊缝内 部的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，为保 障铁路运输安全提供有力支持。
超声波探伤的重要性
01
确保钢轨焊缝质量
超声波探伤能够检测出焊缝内部的缺陷，及时发现并处理，有效保证钢
轨焊缝的质量，防止因焊缝质量问题导致的安全事故。
超声波探伤ppt课件
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三、探头种类 和结构
直探头 斜探头 表面波探头 双晶探头 聚焦探头 高温探头 、电磁探头……
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探头种类 和结构
直探头用于发射和接收纵波，主 要用于探测与探测面平行的缺陷， 如板材、锻件探伤等。
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探头种类 和结构
斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横 波斜探头。
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分 的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。
A、B、C不能分开时 F=(91-85)a/(a-b)=6a/(a-b)
A、B、C能分开时 F=(91-85)c/a=6c/a
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仪器和探头的综合性能及其测试 4. 信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪 声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信 噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行 探伤。
CSK-ⅡA、 CSK-ⅢA、CSK-ⅣA
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对比试块
对比试块是用于检测校准的试块； 对比试块的外形尺寸应能代表被检工
件的特征，试块厚度应与被检工件的 厚度相对应。如果涉及到两种或两种 以上不同厚度部件焊接接头进行检测 时，试块的厚度由其最大厚度来确定。
42
第五节 仪器和探头的性能及其测试
84测长法测长法相对灵敏度测长法相对灵敏度测长法绝对灵敏度测长法绝对灵敏度测长法85影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素仪器仪器水平线性水平线性水平刻度精度水平刻度精度探头探头声束偏离声束偏离探头双峰探头双峰斜楔磨损斜楔磨损探头指向性探头指向性86影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素工件工件工件表面粗糙度工件表面粗糙度耦合耦合工件材质工件材质与试块声速不同工件内有与试块声速不同工件内有较大应力较大应力工件表面形状工件表面形状探测曲面工件探测曲面工件工件边界工件边界侧壁反射波产生干扰侧壁反射波产生干扰工件温度工件温度影响声速度影响声速度工件内缺陷方向工件内缺陷方向87kk88kk89影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素耦合与衰减耦合与衰减耦合剂声阻抗和耦合层厚度耦合剂声阻抗和耦合层厚度工件介质衰减工件介质衰减工件几何形状和尺寸工件几何形状和尺寸凹面与凸面工件凹面与凸面工件工件底面与探测面的平行度及底面光洁度工件底面与探测面的平行度及底面光洁度侧壁干扰侧壁干扰工件尺寸小时工件尺寸小时3n3n内缺陷内缺陷90影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素缺陷的影响缺陷的影响缺陷形状缺陷形状缺陷方向缺陷方向缺陷波的指向性缺陷波的指向性缺陷表面粗糙度缺陷表面粗糙度缺陷性质缺陷性质缺陷位置缺陷位置3n3n内内91迟到波迟到波x076dx076d93616100反射反射94三角反射三角反射x113dx113dx2167dx2167d95其他非缺陷回波其他非缺陷回波探头杂波探头杂波工件轮廓回波工件轮廓回波耦合剂反射波耦合剂反射波幻象波幻象波草状回波草状回波其他变型波其他变型波9641141197常见缺陷常见缺陷气孔缩孔夹杂裂纹气孔缩孔夹杂裂纹98声耦合查声耦合查干扰杂波多干扰杂波多99探头探头探测表面与耦合剂探测表面与耦合剂透声性测试透声性测试铸钢件内外层划分铸钢件内外层划分100灵敏度灵敏度质量级别的评定质量级别的评定101102103104105
三、探头种类 和结构
直探头 斜探头 表面波探头 双晶探头 聚焦探头 高温探头 、电磁探头……
27
探头种类 和结构
直探头用于发射和接收纵波，主 要用于探测与探测面平行的缺陷， 如板材、锻件探伤等。
28
探头种类 和结构
斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横 波斜探头。
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分 的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。
A、B、C不能分开时 F=(91-85)a/(a-b)=6a/(a-b)
A、B、C能分开时 F=(91-85)c/a=6c/a
51
仪器和探头的综合性能及其测试 4. 信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪 声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信 噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行 探伤。
CSK-ⅡA、 CSK-ⅢA、CSK-ⅣA
37
38
39
40
41
对比试块
对比试块是用于检测校准的试块； 对比试块的外形尺寸应能代表被检工
件的特征，试块厚度应与被检工件的 厚度相对应。如果涉及到两种或两种 以上不同厚度部件焊接接头进行检测 时，试块的厚度由其最大厚度来确定。
42
第五节 仪器和探头的性能及其测试
84测长法测长法相对灵敏度测长法相对灵敏度测长法绝对灵敏度测长法绝对灵敏度测长法85影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素仪器仪器水平线性水平线性水平刻度精度水平刻度精度探头探头声束偏离声束偏离探头双峰探头双峰斜楔磨损斜楔磨损探头指向性探头指向性86影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素工件工件工件表面粗糙度工件表面粗糙度耦合耦合工件材质工件材质与试块声速不同工件内有与试块声速不同工件内有较大应力较大应力工件表面形状工件表面形状探测曲面工件探测曲面工件工件边界工件边界侧壁反射波产生干扰侧壁反射波产生干扰工件温度工件温度影响声速度影响声速度工件内缺陷方向工件内缺陷方向87kk88kk89影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素耦合与衰减耦合与衰减耦合剂声阻抗和耦合层厚度耦合剂声阻抗和耦合层厚度工件介质衰减工件介质衰减工件几何形状和尺寸工件几何形状和尺寸凹面与凸面工件凹面与凸面工件工件底面与探测面的平行度及底面光洁度工件底面与探测面的平行度及底面光洁度侧壁干扰侧壁干扰工件尺寸小时工件尺寸小时3n3n内缺陷内缺陷90影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素缺陷的影响缺陷的影响缺陷形状缺陷形状缺陷方向缺陷方向缺陷波的指向性缺陷波的指向性缺陷表面粗糙度缺陷表面粗糙度缺陷性质缺陷性质缺陷位置缺陷位置3n3n内内91迟到波迟到波x076dx076d93616100反射反射94三角反射三角反射x113dx113dx2167dx2167d95其他非缺陷回波其他非缺陷回波探头杂波探头杂波工件轮廓回波工件轮廓回波耦合剂反射波耦合剂反射波幻象波幻象波草状回波草状回波其他变型波其他变型波9641141197常见缺陷常见缺陷气孔缩孔夹杂裂纹气孔缩孔夹杂裂纹98声耦合查声耦合查干扰杂波多干扰杂波多99探头探头探测表面与耦合剂探测表面与耦合剂透声性测试透声性测试铸钢件内外层划分铸钢件内外层划分100灵敏度灵敏度质量级别的评定质量级别的评定101102103104105
超声波探伤教学课件
国家标准
国家标准定义
国家标准是由国家权威机构（如国家质量监督检验检疫总局）发布， 对全国范围内通用的技术要求和规范。
主要内容
涉及超声波探伤的原理、设备要求、操作流程、结果解读等方面， 是制定其他标准的基础。
重要性
为行业提供统一的技术指导，确保探伤结果的准确性和可靠性。
行业标准
行业标准定义
行业标准是由相关行业协会或组织制定，适用于特定 行业的标准。
案例二：复合材料超声波探伤
01
总结词
复合材料超声波探伤是近年来 发展迅速的领域之一，主要检 测复合材料内部的缺陷和损伤 。
02
详细描述
复合材料超声波探伤通常采用 脉冲反射法和透射法，通过发 射超声波到复合材料中，当遇 到缺陷或损伤时，超声波会反 射回来或透射出去，从而检测 出缺陷或损伤的位置和大小。
耦合剂
耦合剂是用于在探头和被检测物 体之间传递超声波信号的介质， 其作用是减少声能损失和提高回
波信号的清晰度。
耦合剂的种类和特性应根据被检 测物体的材质、表面状态以及探
头的类型等因素进行选择。
在使用耦合剂时，应注意其清洁 度和保存方式，避免对探伤结果
产生不良影响。
03
超声波探伤技术
纵波探伤
总结词
利用超声波在介质中传播时遇到界面或缺陷 会发生反射和散射的原理，通过接收和分析 这些反射和散射信号来判断材料内部的缺陷 和异常。
超声波探伤应用
广泛应用于各种材料的检测，如金属、陶瓷 、玻璃、复合材料等，尤其在工业生产和质 量控制中具有重要的应用价值。
超声波探伤的原理
超声波的传播速度
01
在同一种介质中，超声波的传播速度是恒定的，不同介质中声
超声波探伤ppt课件
c =f λ
表3－1 几中材料的声学特性
材料 钢 CL (m/s) 58805950 Cs (m/s) 1.25MHz 3230 4.7 λL (mm) 2.5MHz 2.36 5MHz 1.18
铝
有机玻 璃 空气
6260
2720 344
3080
1460
5.0
2.18
2.53
1.09
1.26
0.55
3.15 CSK-IB试块
其主要用途： 1）利用R100圆弧面测定斜探头入射点和前 沿长度，利用Φ50孔的反射波测定斜探头折 射角值。 2)校验探伤仪水平线性和垂直线性 3)利用Φ1.5横孔的反射波调整探伤灵敏度 利用R100圆弧面调整探测范围
L 介质
γL
γs
L2 S2
3.7有耦合剂的反、折射
② 横波入射到钢/空气界面将 会产生反射纵横波
L 有机玻璃 α3m S 钢 L 空气 3.8 α3m示意图
α3m＝33.2o
⑶ 聚焦
五、超声波的衰减
随着声程的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象
1 衰减的原因
⑴散射引起的衰减 超声波遇到尺寸与波长可比的障碍物，并因此而产生球 面波的现象称为超声波的散射。
所谓衰减系数是因散射和吸收而导致的平面波声 能损耗程度的常数 在金属材料的超声波探伤中，主要考虑散射引起 的衰减，其规律为：
px=poe-αx
px－－离压电晶片表面为X处的声压。 po－－超声波原始声压 e—自然对数的底 α－金属材料的（散射）衰减系数
x –超声波在材料中传播的距离
研究指出：散射衰减系数α根据晶粒大小（d） 与波长（λ）之比分为三种：
3.6超声波纵波倾斜入射时的反射与折射（Z1＜Z2）
超声波探伤检测技术课题课件
1 2
根据检测需求选择合适的设备
例如，对于大型工件，需要选择具有大探测面积 的设备；对于高精度要求，需要选择高分辨率和 高灵敏度的设备。
熟悉设备操作
使用前应仔细阅读说明书，了解设备的各项功能 、操作方法和注意事项。
3
定期维护和校准
保证设备的稳定性和准确性，提高检测结果的可 靠性。
超声波探伤检测工具的种类与使用方法
可靠性。
A
B
C
D
记录与报告
将检测结果进行记录和整理，编写相应的 检测报告，提供给相关人员或客户使用。
结果分析与评估
对获取的回波信号进行分析与处理，辨认 并判断缺陷和损伤的类型、位置、大小等 信息，进行质量评估和控制。
超声波探伤检测技术的质量评估与控制
检测标准的制定
根据相关标准和规范，制定合适特定 行业的超声波探伤检测标准，确保检 测结果的准确性和可靠性。
超声波探伤检测技术课题课 件
• 超声波探伤检测技术概述 • 超声波探伤检测设备与工具 • 超声波探伤检测技术的方法与流程
• 超声波探伤检测技术在实践中的应 用案例
• 超声波探伤检测技术的发展趋势与 展望
• 结论
01
超声波探伤检测技术概述
超声波探伤检测技术的定义与原理
定义
超声波探伤检测技术是一种利用超声波在物质中的传播特性来检测材料内部缺陷 的无损检测方法。
连续波探伤法
利用连续波信号对被检测物体进行扫描，通过分析接收到的信号判 断物体内部的缺陷和损伤。
超声波探伤检测技术的操作流程
准备工作
耦合处理
确定被检测物体的材质、规格、形状 等参数，选择合适的探头和仪器，制 定检测方案。
将探头与被检测物体表面进行耦合， 可以采用适当的耦合剂实现良好的耦 合效果。
《超声探伤方法讲义》课件
《超声探伤方法讲义 》ppt课件
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。
目 录
• 超声探伤基础 • 超声探伤设备与技术 • 超声探伤标准与规范 • 超声探伤案例分析 • 超声探伤的未来发展
01
超声探伤基础
超声波的特性
超声波的频率
超声波的波形
高于20kHz，是一种人耳无法听到的 声波。
有多种波形，如纵波、横波、表面波 等。
超声波的传播速度
超声探伤设备
超声波探头
用于产生和接收超声波，是超声探伤系统的核心部件。
超声波信号处理系统
用于处理和放大超声波信号，提取有用的信息。
显示和记录设备
用于显示和记录检测结果，便于分析和存档。
超声探伤技术
脉冲反射法
通过发射脉冲信号并检测反射回 来的信号，分析回波时间、幅度 等信息，判断缺陷的存在和大小
。
国外标准与规范
国际上，如美国、欧洲等国家和地区也制定了相应的超声探 伤标准和规范，如美国的ASTM系列标准和欧洲的EN系列标 准。这些标准和规范在国际上具有较高的认可度和影响力。
标准与规范的应用
实际操作中的应用
超声探伤的标准和规范在实际操作中具有重要的指导意义。检测人员需遵循相 关标准和规范，正确选用仪器、探头，设置合理的参数，以确保检测结果的准 确性和可靠性。
无损检测
在不影响材料性能的前提 下，对材料进行全面或局 部的检测，确保材料的质 量和可靠性。
03
超声探伤标准与规范
国内外标准与规范
国内标准与规范
我国在超声探伤领域制定了一系列的标准和规范，如《金属 材料超声探伤方法》、《压力容器无损检测》等。这些标准 和规范为国内的超声探伤工作提供了指导和依据。
国际交流与合作
加强国际交流与合作，借鉴国外先进的标准和规范，也是促进我国超声探伤领域 发展的重要途径。通过参与国际标准的制定和修订，可以提高我国在该领域的国 际地位和影响力。
超声波探伤法ppt
本 节 内 容
• • • • • •
超声波探伤的定义 超声波探伤的原理 超声波探伤常用波型及应用 超声波探伤的优缺点 探伤方法的分类 超声波探伤仪
一、超声波探伤的定义
超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学 性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透 时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损 检测方法。
二、超声波探伤的原理
超声波探伤是利用超声能透入金属或非 金属材料的深处，并由一截面进入另一截面 时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件 缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由 探头通至材料内部，遇到缺陷与零件底面时 就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波 形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大 小。
超声波检测原理图
三、超声波探伤的优缺点
4.超声波探伤仪的应用及应用前景
（1）超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤 仪器，可以疾速、方便、无伤害、正确地进行工件 外部多种缺陷（裂纹、蓬松、气孔、搀杂等）检测、 定位、评价和诊断。 （2）它可以用于试验室，也能够广泛地应用在 制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要 缺陷检测和质量控制的领域，还广泛应用于航空航 天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检 查与寿命评估。它是无损检测行业的必备设备。
五、探伤方法的分类
1.按原理分类可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。 2.按波形分类，可分为纵波法、横波法、表面波法、 板波法、爬波法等。
3.按探头数目分类，可分为单探头法，双探头法，多 探头法。 4.按探头接触方式分类，可分为直接接触法，液浸法。
1.原理：超声波在被检测材料中传播时,材料的声学 特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的 影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解 材料性能和结构变化。 2.分类：按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪分为 三种，A型，B型，C型。 3.作用： 超声波探伤仪的作用是产生电振荡并加于 换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时将 探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出 来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和 大小等信息。
• • • • • •
超声波探伤的定义 超声波探伤的原理 超声波探伤常用波型及应用 超声波探伤的优缺点 探伤方法的分类 超声波探伤仪
一、超声波探伤的定义
超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学 性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透 时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损 检测方法。
二、超声波探伤的原理
超声波探伤是利用超声能透入金属或非 金属材料的深处，并由一截面进入另一截面 时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件 缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由 探头通至材料内部，遇到缺陷与零件底面时 就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波 形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大 小。
超声波检测原理图
三、超声波探伤的优缺点
4.超声波探伤仪的应用及应用前景
（1）超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤 仪器，可以疾速、方便、无伤害、正确地进行工件 外部多种缺陷（裂纹、蓬松、气孔、搀杂等）检测、 定位、评价和诊断。 （2）它可以用于试验室，也能够广泛地应用在 制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要 缺陷检测和质量控制的领域，还广泛应用于航空航 天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检 查与寿命评估。它是无损检测行业的必备设备。
五、探伤方法的分类
1.按原理分类可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。 2.按波形分类，可分为纵波法、横波法、表面波法、 板波法、爬波法等。
3.按探头数目分类，可分为单探头法，双探头法，多 探头法。 4.按探头接触方式分类，可分为直接接触法，液浸法。
1.原理：超声波在被检测材料中传播时,材料的声学 特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的 影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解 材料性能和结构变化。 2.分类：按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪分为 三种，A型，B型，C型。 3.作用： 超声波探伤仪的作用是产生电振荡并加于 换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时将 探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出 来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和 大小等信息。
超声波探伤知识课件
超声波探伤原理
• 超声波探伤是依据
• 定向辐射超声波束在缺陷界面上产 生反射或使透过声能下降等原理， 通过测量回波信息和透过声波强度 变化来指示伤损的一种方法。
• （也就是反射法和穿透法伤原 理）
声波的分类 • 人们把能引起听觉的机械振动称为 声波，频率大致在20Hz～20kHz（即
20 000Hz，1kHz＝1000Hz）。
无损检测 （NDT）
• 无损检测（Non-destructive Testing，简称NDT） • 是一门综合性的应用科学技术，它 是在不改变或不影响被检对象使用 性能的前提下，借助于物理手段， 对材料或构件进行宏观与微观缺陷 检测，几何特性度量，化学成分、
射线探伤（RT）
• 基本原理：射线在穿过物质的过程中，会 受到物质的散射和吸收作用，依物体材料、 缺陷和穿透距离的不同，射线强度将产生 不同程度的衰减，这样，当把强度均匀的 射线照射到物体的一侧，使透过的射线在 物体另一侧的胶片上感光，把胶片显影后， 得到与材料内部结构和缺陷相对应的黑度 不同的图像，即射线底片。通过对图像的 观察分析，最终确定物体缺陷的种类、大
质点受到的是交变剪切应力的作用，故亦 称切变波。 液体和气体不能够承受剪切应力，故无横 波传播。
超声波的波型
（ 3 ）表面波 （ Surface Wave ） ： 是指超声
波沿介质表面传递，而传声介质的质点沿 椭 圆 形 轨 迹 振 动 的 瑞 利 波 （ Rayleigh Wave ，简称 R 波 ），瑞利波在介质上的有 效透入深度只有一个波长的范围，因此只 能用于检查介质表面的缺陷，不能像纵波 与横波那样深入介质内部传播，从而可以 检查介质内部的缺陷。
• 频率低于20Hz的机械波称为次声波 • 频率高于20kHz的机械波称为超声 波
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• 声源向一个确定的方向集中辐射超声波束的性质 就是声源的声束指向性。声束指向性反映了声场 中声能的集中程度和几何边界。超声探伤要求定 量定位所用的超声场必须具有良好的声束指向性。
• 主声束的边界与声源轴线的夹角就称为半扩散角， 通常用θ表示。
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4
半扩散角θ
• 若声束半扩散角越小，则超声波的辐射能量越集 中，声束指向性就越好，对缺陷的定位精度越高， 对不同缺陷分辨力及检测的灵敏度也越高。
第一节 超声波探伤仪
一、概述 1、仪器的作用 2、仪器的分类
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8
• 脉冲波
按超声波的连续性分类 • 连续波
• 调频波
按显示方式分类
• A型显示 • B型显示 • C型显示
按通道分类
• 单通道 • 多通道
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9
A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的
传播距离，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，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。
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2
近场区长度N
• 波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称 为近场区长度，用N表示。
• 当D»2λ，有N=(D²-λ²)/4λ=D²/4λ • 尽量避免在近场区探伤定量。 • 当距波源距离X＞3N时，声压与距离间的关系接近
线性，近似球面波的规律。
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3
声束指向性θ
• 表征声源辐射场特征的另一个重要特性是声束的 指向性。
PPT学习交流
10
B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，
纵坐标代表声波的传播距离，因而可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。
PPT学习交流
11
C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在
工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工 件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示 缺陷的深度。
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12
二、超声波探伤仪工作原理
• A型显示探伤仪
同步电路
扫描电路
T
B
F
发射电路
接收 放大电路
电源
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13
• 主要组成部分及作用 • 同步电路： • 扫描电路： • 发射电路： • 接收电路： • 显示电路： • 电源：
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14
同步电路 产生数十至数千个脉冲， 触发探伤仪扫描电路和发射电路
小的盲区； • 压电应变常数d33和压电电压常数g33较大，以便获
得较高的发射、接收灵敏度； • 频率常数N较大，介电常数ε较小，以便获得较高的
频率； • 居里温度Tc较高，声阻抗Z适当
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25
三、探头种类 和结构
• 直探头 • 斜探头 • 表面波探头 • 双晶探头 • 聚焦探头 • 高温探头 、电磁探头……
• 非扩散区是一个圆柱形区域，其长度b=1.64N，N 为近场区长度。在非扩散区（x≤b），超声波的波 阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与声 源的距离的变化而变化。
• 当x>b球面波传播。
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6
超声场的扩散
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7
第三章 仪器、探头和试块
PPT学习交流
21
第三节 探头
• 探头的作用、原理
一、压电效应——某些晶体材料在交变 拉压应力作用下，产生交变电场的效应 称为正压电效应。反之，当晶体材料在 交变电场作用下，产生伸缩变形的效应 称为逆压电效应。正、逆压电效应通称 为压电效应。
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22
PPT学习交流
23
二、压电材料主要性能 • 压电应变常数d33 • 压电电压常数g33 • 介电常数ε • 机电耦合系数K • 机械品质因子θm • 频率常数N • 居里温度Tc
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26
探头种类 和结构
直探头用于发射和接收纵波，主 要用于探测与探测面平行的缺陷， 如板材、锻件探伤等。
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27
探头种类 和结构
• 斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横 波斜探头。
• 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、 汽轮机叶轮等。
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扫描电路 产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上
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16
发射电路
产生几百至上千伏的电脉冲，加于发 射探头，激励压电晶片振动，发射超声波
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接收电路
由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器 等组成
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• 主要控制旋钮及功能
增益
发射强度 工作方式选择
超声检测
IBCC 160816
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圆盘源辐射的纵波声场
• 圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由 于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起 声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小 值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正 确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。
衰减器
深度范围 脉冲位移(延迟)
抑制
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• 数字探伤仪的特征与应用
常用的A扫描数字超声仪，稳定性好， 使用方便
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超声仪器使用要点
• (1) 开启电源 • (3) 测入射点 • (5) 扫描比例 • (7) 粗探在先 • (9) 指示长度 • (11)校准两点
(2) 工件测厚 (4) 测折射角 (6) DAC曲线 (8) 细探在后 (10) 平行检查 (12) 关机清场
• 直径为D的圆形晶片激发波长为的超声波时的半扩 散角表示为θ=70λ/D(度)
• 边长为a的正方晶片激发波长为超声波时的半扩散 角表示为 θ=57λ/a(度)
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非扩散区b
• 在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩 展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距 离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。
• 当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波， 表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。
d33= —ΔUt—(m/V) g33= —Upp—(Vm/N) εKθm==C=——转 输———换 入AEE—t —贮 损的 的—能 能—量 量— N=tfo=CL/2
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超声波探头对晶片的要求 • 机电耦合系数K较大，以便获得较高的转换效率； • 机械品质因子θm较小，以便获得较高的分辨率和较
• 主声束的边界与声源轴线的夹角就称为半扩散角， 通常用θ表示。
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半扩散角θ
• 若声束半扩散角越小，则超声波的辐射能量越集 中，声束指向性就越好，对缺陷的定位精度越高， 对不同缺陷分辨力及检测的灵敏度也越高。
第一节 超声波探伤仪
一、概述 1、仪器的作用 2、仪器的分类
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• 脉冲波
按超声波的连续性分类 • 连续波
• 调频波
按显示方式分类
• A型显示 • B型显示 • C型显示
按通道分类
• 单通道 • 多通道
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A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的
传播距离，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，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。
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近场区长度N
• 波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称 为近场区长度，用N表示。
• 当D»2λ，有N=(D²-λ²)/4λ=D²/4λ • 尽量避免在近场区探伤定量。 • 当距波源距离X＞3N时，声压与距离间的关系接近
线性，近似球面波的规律。
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声束指向性θ
• 表征声源辐射场特征的另一个重要特性是声束的 指向性。
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B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，
纵坐标代表声波的传播距离，因而可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。
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C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在
工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工 件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示 缺陷的深度。
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二、超声波探伤仪工作原理
• A型显示探伤仪
同步电路
扫描电路
T
B
F
发射电路
接收 放大电路
电源
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• 主要组成部分及作用 • 同步电路： • 扫描电路： • 发射电路： • 接收电路： • 显示电路： • 电源：
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同步电路 产生数十至数千个脉冲， 触发探伤仪扫描电路和发射电路
小的盲区； • 压电应变常数d33和压电电压常数g33较大，以便获
得较高的发射、接收灵敏度； • 频率常数N较大，介电常数ε较小，以便获得较高的
频率； • 居里温度Tc较高，声阻抗Z适当
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三、探头种类 和结构
• 直探头 • 斜探头 • 表面波探头 • 双晶探头 • 聚焦探头 • 高温探头 、电磁探头……
• 非扩散区是一个圆柱形区域，其长度b=1.64N，N 为近场区长度。在非扩散区（x≤b），超声波的波 阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与声 源的距离的变化而变化。
• 当x>b球面波传播。
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超声场的扩散
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第三章 仪器、探头和试块
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第三节 探头
• 探头的作用、原理
一、压电效应——某些晶体材料在交变 拉压应力作用下，产生交变电场的效应 称为正压电效应。反之，当晶体材料在 交变电场作用下，产生伸缩变形的效应 称为逆压电效应。正、逆压电效应通称 为压电效应。
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二、压电材料主要性能 • 压电应变常数d33 • 压电电压常数g33 • 介电常数ε • 机电耦合系数K • 机械品质因子θm • 频率常数N • 居里温度Tc
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探头种类 和结构
直探头用于发射和接收纵波，主 要用于探测与探测面平行的缺陷， 如板材、锻件探伤等。
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探头种类 和结构
• 斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横 波斜探头。
• 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、 汽轮机叶轮等。
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扫描电路 产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上
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发射电路
产生几百至上千伏的电脉冲，加于发 射探头，激励压电晶片振动，发射超声波
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接收电路
由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器 等组成
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• 主要控制旋钮及功能
增益
发射强度 工作方式选择
超声检测
IBCC 160816
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圆盘源辐射的纵波声场
• 圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由 于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起 声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小 值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正 确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。
衰减器
深度范围 脉冲位移(延迟)
抑制
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• 数字探伤仪的特征与应用
常用的A扫描数字超声仪，稳定性好， 使用方便
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超声仪器使用要点
• (1) 开启电源 • (3) 测入射点 • (5) 扫描比例 • (7) 粗探在先 • (9) 指示长度 • (11)校准两点
(2) 工件测厚 (4) 测折射角 (6) DAC曲线 (8) 细探在后 (10) 平行检查 (12) 关机清场
• 直径为D的圆形晶片激发波长为的超声波时的半扩 散角表示为θ=70λ/D(度)
• 边长为a的正方晶片激发波长为超声波时的半扩散 角表示为 θ=57λ/a(度)
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非扩散区b
• 在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩 展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距 离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。
• 当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波， 表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。
d33= —ΔUt—(m/V) g33= —Upp—(Vm/N) εKθm==C=——转 输———换 入AEE—t —贮 损的 的—能 能—量 量— N=tfo=CL/2
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超声波探头对晶片的要求 • 机电耦合系数K较大，以便获得较高的转换效率； • 机械品质因子θm较小，以便获得较高的分辨率和较