超声波检测的应用
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上述三种方法扫查的范围和精度各有所长，可采用多种探头 对车轴多部位进行探伤，以提高探伤的精度和准确度。
机车车轴超声探伤系统结Leabharlann Baidu图如图2所示，由5个部分组成：超声 波换能器、超声波发射、回波的接收及预处理（前端）、数字信 号处理、数据传输及采样控制、主机。系统工作时，对回波信号 进行预处理后经A/D转换后，再进行数字信号处理，处理后的数 据经由USB接口送给主机，主机利用该信号完成波形的显示、探 伤报告管理等功能。
超声波检测技术的应用
硕自103班 孙秋影
一.超声波检测在制动装置中的应用
二.机车车辆轮轴的超声波检测技术
三.超声波在汽车防雨密封性检测中的应 用
一 超声波检测在制动装置中的应用
制动装置出现的故障主要有两种， 即刹车片 与制动毂之间贴合不紧密及两者界面之间有 油污。故对制动装置刹车状态的检测， 主要 采取先判断刹车片与制动毂之间的贴合情况， 再判断界面间是否有油污的方法进行检测。
脉冲反射式超声波检测 （即A扫描） ， 是利用超声波脉冲入射到两 种不同介质交界面上发生反射的原理， 来实现其检测功能的。在脉 冲反射式超声波探伤仪中， 采用同一个超声波换能器兼作发射和接 收， 同步电路按一定频率间隔发射具有一定持续时间的触发脉冲信 号， 同时触发扫描电路和发射电路。扫描电路产生的与时间成正比 的锯齿波电压加到示波管水平偏转板上， 形成水平扫射线。与此同 时， 发射电路产生一个高频信号脉冲去激励换能器，这个发射脉冲
（2）局部探伤（小角度探伤） 针对可能发生裂纹的端部配合处，以10~15°的折射角从车轴 两端面倾斜的射入2MHz的纵波超声波进行检查，该方法也称为 纵波斜角探伤。局部探伤虽比垂直探伤精度高，但不能像垂直
探伤那样扫查车轴全体，只能检测车轴的一部分。因此，仅以 局部探伤检查车轴时，要使用多个探头。
（3）斜角探伤 斜角探伤一般使用37~45°的折射角从有曲率的车轴表面斜方 向射入2MHz的横波超声波。斜角探伤可检查出齿轮座、制动 盘座等部位的伤痕。斜角探伤比局部探伤更能检测出细小的伤 痕，但是为便于探伤必须把车轴表面打磨干净，还要采用与车 轴表面曲率相匹配的探头。
超声波探伤仪
三.超声波检测在汽车防雨密封性检 测中的应用
随着现代化科技的飞速发展，汽车检测技术也在不断进 步，评定汽车整车技术性能比较科学的方法是进行汽车综合 性能检测。汽车防雨密封性能检测是汽车综合性能检测的重 要内容。目前常用的密封性能检测方法包括射线检测法，自 动光学检测法，超声检测法和红外检测法等。在这些密封性 检测方法中占相当重要地位的是超声检测法，超声波可以穿 透电磁波 、光波无法穿过的物体，同时又能在两种物质( 声 阻抗不同的物质) 交界面上反射。
超声波是高频短波信号，其强度随着离开声源( 漏孔) 距离的增加而迅速衰减。因此，超声波被认为是一种方向性 很强的信号，用此信号判断泄漏位置相当简单。在与泄漏孔 的距离一定时，泄漏超声的声压级是随泄漏孔尺寸和系统压 力的变化而变化的。
1. 判断刹车片与制动毂之间的间隙与贴合情况
采用超声波测厚技术可判断刹车片与制动毂之间的间隙 与贴合情况。制动装置的刹车状态如图2所示：在实际运 用中， 可将单探头（即发射／接收两用探头） 直接用耦 合剂贴于制动装置的外壳上， 采用脉冲反射式检测手段， 测得制动毂与刹车片在松弛状态下的间距 （如图2b ） ， 然后再测得两者在压紧状态下的间距 （如图2a ） ， 在 统计的基础上建立上述两种状态的标准间距。在实际检 测时， 比较实测数据与标准数据之间的偏差， 即可确定 刹车装置是否可以有效制动。
在刹车片原始厚度不变的情况下， 测量制动毂内表面与刹车片附
着面间的距离， 可反映出两者间的贴合情况。图2a为制动装置 紧密贴合的状态， 反映出装置工作正常， 压紧力充足， 此时制
动毂内表面与刹车片附着面间的距离为d1； 图2b为制动装置处 于松驰状态， 说明装置未动作，此时的距离为d2； 图2c为制动 装置虽动作， 但压紧力不足， 无法可靠刹车， 此时的距离为d3。 在实际操作中， 通过分别测量d1、 d2、 d3 ， 即可判断制动装 置工作的状况。
2.判断接触面间是否有油污
对于接触面间是否有油污的判断， 可用超声波回 波鉴别的原理。当结构中有油污时， 其A扫描回波在穿 透油层时将发生相应变化， 波形与无油时应有明显区 别， 运用这个原理就可以判断接触面间是否有油。超 声波在穿越制动毂与刹车片之间的油层两边界 （即分 别与制动毂和刹车片相接触的油层两面） 时，将发生 反射， 两次反射的回波叠加之后在显示屏上的信号将 与无油污时超声波的回波信号有区别。通过鉴别回波信 号的特征， 就可以定性地判断界面间是否有油污。
二.机车车辆轮轴的超声波检测技术
❖ 车轴是机车车辆中涉及安全的重要运转部件 之一，在制造和使用过程中，会出现各种危 害性缺陷。因此在超声探伤中实现缺陷的自 动识别、自动报警和自动记录，并提供缺陷 参数和图形信息，实现探伤自动化并提高探 伤精度，研究和改进超声波探伤方法，对防 止断轴事故、确保行车安全具有十分重要的 意义。
车辆轮轴超声检测工艺
现有的超声波探伤法是将探头接触在车轴的端 面或表面上，或是没有拆卸的重要部件上，向 车轴中射入超声波，观察是否有伤痕的反射波 。主要有垂直探伤、斜角探伤和局部探伤3种 方法：
（1）垂直探伤 垂直探伤是由车轴端面垂直的射入2.5 MHz的超声波。检测 车轴在全长方向是否有损伤。垂直探伤的探伤范围最广，可 以扫查到整个车轴纵向，但由于超声波不易接触裂纹，小裂 纹难以检测出来，精度较低。
信号同时在基轴的始端形成一个幅度很大的起始脉冲信号。通过逆向 压电效应， 发射换能器将高频电振荡能， 通过机械振动转换成声能, 并耦合到被测试件中， 以超声波的形式在介质中进行传播， 遇到分 界面时,会发生反射， 反射波被同一个换能器接收， 并通过正向压电 效应， 将声能转换成电振荡能， 经放大、偏置后形成反向脉冲信号。 根据反射波的大小及在基轴上的位置， 就可判断分界面的位置和传 播媒质 （如油污） 的性质。
机车车轴超声探伤系统结Leabharlann Baidu图如图2所示，由5个部分组成：超声 波换能器、超声波发射、回波的接收及预处理（前端）、数字信 号处理、数据传输及采样控制、主机。系统工作时，对回波信号 进行预处理后经A/D转换后，再进行数字信号处理，处理后的数 据经由USB接口送给主机，主机利用该信号完成波形的显示、探 伤报告管理等功能。
超声波检测技术的应用
硕自103班 孙秋影
一.超声波检测在制动装置中的应用
二.机车车辆轮轴的超声波检测技术
三.超声波在汽车防雨密封性检测中的应 用
一 超声波检测在制动装置中的应用
制动装置出现的故障主要有两种， 即刹车片 与制动毂之间贴合不紧密及两者界面之间有 油污。故对制动装置刹车状态的检测， 主要 采取先判断刹车片与制动毂之间的贴合情况， 再判断界面间是否有油污的方法进行检测。
脉冲反射式超声波检测 （即A扫描） ， 是利用超声波脉冲入射到两 种不同介质交界面上发生反射的原理， 来实现其检测功能的。在脉 冲反射式超声波探伤仪中， 采用同一个超声波换能器兼作发射和接 收， 同步电路按一定频率间隔发射具有一定持续时间的触发脉冲信 号， 同时触发扫描电路和发射电路。扫描电路产生的与时间成正比 的锯齿波电压加到示波管水平偏转板上， 形成水平扫射线。与此同 时， 发射电路产生一个高频信号脉冲去激励换能器，这个发射脉冲
（2）局部探伤（小角度探伤） 针对可能发生裂纹的端部配合处，以10~15°的折射角从车轴 两端面倾斜的射入2MHz的纵波超声波进行检查，该方法也称为 纵波斜角探伤。局部探伤虽比垂直探伤精度高，但不能像垂直
探伤那样扫查车轴全体，只能检测车轴的一部分。因此，仅以 局部探伤检查车轴时，要使用多个探头。
（3）斜角探伤 斜角探伤一般使用37~45°的折射角从有曲率的车轴表面斜方 向射入2MHz的横波超声波。斜角探伤可检查出齿轮座、制动 盘座等部位的伤痕。斜角探伤比局部探伤更能检测出细小的伤 痕，但是为便于探伤必须把车轴表面打磨干净，还要采用与车 轴表面曲率相匹配的探头。
超声波探伤仪
三.超声波检测在汽车防雨密封性检 测中的应用
随着现代化科技的飞速发展，汽车检测技术也在不断进 步，评定汽车整车技术性能比较科学的方法是进行汽车综合 性能检测。汽车防雨密封性能检测是汽车综合性能检测的重 要内容。目前常用的密封性能检测方法包括射线检测法，自 动光学检测法，超声检测法和红外检测法等。在这些密封性 检测方法中占相当重要地位的是超声检测法，超声波可以穿 透电磁波 、光波无法穿过的物体，同时又能在两种物质( 声 阻抗不同的物质) 交界面上反射。
超声波是高频短波信号，其强度随着离开声源( 漏孔) 距离的增加而迅速衰减。因此，超声波被认为是一种方向性 很强的信号，用此信号判断泄漏位置相当简单。在与泄漏孔 的距离一定时，泄漏超声的声压级是随泄漏孔尺寸和系统压 力的变化而变化的。
1. 判断刹车片与制动毂之间的间隙与贴合情况
采用超声波测厚技术可判断刹车片与制动毂之间的间隙 与贴合情况。制动装置的刹车状态如图2所示：在实际运 用中， 可将单探头（即发射／接收两用探头） 直接用耦 合剂贴于制动装置的外壳上， 采用脉冲反射式检测手段， 测得制动毂与刹车片在松弛状态下的间距 （如图2b ） ， 然后再测得两者在压紧状态下的间距 （如图2a ） ， 在 统计的基础上建立上述两种状态的标准间距。在实际检 测时， 比较实测数据与标准数据之间的偏差， 即可确定 刹车装置是否可以有效制动。
在刹车片原始厚度不变的情况下， 测量制动毂内表面与刹车片附
着面间的距离， 可反映出两者间的贴合情况。图2a为制动装置 紧密贴合的状态， 反映出装置工作正常， 压紧力充足， 此时制
动毂内表面与刹车片附着面间的距离为d1； 图2b为制动装置处 于松驰状态， 说明装置未动作，此时的距离为d2； 图2c为制动 装置虽动作， 但压紧力不足， 无法可靠刹车， 此时的距离为d3。 在实际操作中， 通过分别测量d1、 d2、 d3 ， 即可判断制动装 置工作的状况。
2.判断接触面间是否有油污
对于接触面间是否有油污的判断， 可用超声波回 波鉴别的原理。当结构中有油污时， 其A扫描回波在穿 透油层时将发生相应变化， 波形与无油时应有明显区 别， 运用这个原理就可以判断接触面间是否有油。超 声波在穿越制动毂与刹车片之间的油层两边界 （即分 别与制动毂和刹车片相接触的油层两面） 时，将发生 反射， 两次反射的回波叠加之后在显示屏上的信号将 与无油污时超声波的回波信号有区别。通过鉴别回波信 号的特征， 就可以定性地判断界面间是否有油污。
二.机车车辆轮轴的超声波检测技术
❖ 车轴是机车车辆中涉及安全的重要运转部件 之一，在制造和使用过程中，会出现各种危 害性缺陷。因此在超声探伤中实现缺陷的自 动识别、自动报警和自动记录，并提供缺陷 参数和图形信息，实现探伤自动化并提高探 伤精度，研究和改进超声波探伤方法，对防 止断轴事故、确保行车安全具有十分重要的 意义。
车辆轮轴超声检测工艺
现有的超声波探伤法是将探头接触在车轴的端 面或表面上，或是没有拆卸的重要部件上，向 车轴中射入超声波，观察是否有伤痕的反射波 。主要有垂直探伤、斜角探伤和局部探伤3种 方法：
（1）垂直探伤 垂直探伤是由车轴端面垂直的射入2.5 MHz的超声波。检测 车轴在全长方向是否有损伤。垂直探伤的探伤范围最广，可 以扫查到整个车轴纵向，但由于超声波不易接触裂纹，小裂 纹难以检测出来，精度较低。
信号同时在基轴的始端形成一个幅度很大的起始脉冲信号。通过逆向 压电效应， 发射换能器将高频电振荡能， 通过机械振动转换成声能, 并耦合到被测试件中， 以超声波的形式在介质中进行传播， 遇到分 界面时,会发生反射， 反射波被同一个换能器接收， 并通过正向压电 效应， 将声能转换成电振荡能， 经放大、偏置后形成反向脉冲信号。 根据反射波的大小及在基轴上的位置， 就可判断分界面的位置和传 播媒质 （如油污） 的性质。