《超声检测4学时》PPT课件

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1、超声波检测技术概述一、超声波检测技术的概念超声检测是使超声波与被检工件相互作用，根据超声波的反射、透射和散射的行为，对被检工件进行缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其应用性进行评价的一种无损检测技术。二、超声波检测的优点1、无论是金属、非金属，还是复合材料都可以应用超声波进行无损检测；2、施加给工件的超声强度低，最大作用应力远低于弹性极限，不会对工件使用造成任何影响；3、对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损检测方法有综合优势；4、仅需从一侧接近被检工

2、件，便于复杂形状工件的检测；5、对人体及环境无害；6、设备轻便，可作现场检测；7、所用参数设备及有关波形均可进行存储，供以后分析调用。三、超声波检测的局限性1、对缺陷进行精确的定性、定量表征仍须深入研究；2、为使超声波以常用的压电换能器为声源进入试件，一般需用耦合剂；3、对形状复杂的工件的检测有一定限制。概述超声波的基础超声波的特性：超声波及其特性超声波：是一种质点振动频率高于20kHz的机械波。超声波的频率越高，其能量越大，探伤灵敏度也越高超声波检测常用的频率在0.5~10MHz。超声波的基础（1）超声波产

3、生机理——利用了压电材料的压电效应。超声波的产生超声波的基础（1）超声波产生机理——利用了压电材料的压电效应。（2）超声波的发射和接受发射——在压电晶片制成的探头中，对压电晶片施以超声频率的交变电压，由于逆压电效应，晶片中就会产生超声频率的机械振动——产生超声波；若此机械振动与被检测工件较好地耦合，超声波就会传入工件——这就是超声波的发射。接受——若发射出去的超声波遇到界面被反射回来，又会对探头的压电晶片产生机械振动，由于正压电效应，在晶片的上下电极之间就会产生交变的电信号。将此电信号采集、检波、放大并显示出

4、来就完成了对超声波信号的接受。可见，探头是一种声电换能元件，是一种特殊的传感器，在探伤过程中发挥重要的作用。超声波的基础超声波的分类超声波按质点振动方向与声波传播方向之间的关系按波的形状按振动持续的时间纵波横波板波表面波S型A型平面波柱面波球面波连续波脉冲波超声波的基础超声波衰减超声波的衰减：指超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加能量逐渐减弱的现象。超声场在介质中的传播1、扩散衰减超声波的扩散衰减是因为声波在介质中传播时，波的前方逐渐扩展，从而导致声波能量逐渐减弱。2、散射衰减超声波在介质中传播遇到障碍物

5、时，当障碍物的尺寸与超声波的波长相当或更小时，便会产生散射衰减。产生原因：（1）材料本身的不均匀。（2）晶粒尺寸与超声波波长相当的多晶材料造成散射衰减。超声波在金属中主要的衰减原因是散射衰减和扩散衰减；在液体中主要是吸收衰减。研究表面，超声波在金属中的衰减规律可用下面的关系式表达：3、吸收衰减超声波在介质中传播时，由于介质质点间的内摩擦和热传导引起的衰减称为吸收衰减。超声场在介质中的传播研究表明，声压p与超声波探伤仪示波屏的波高h成正比关系：实际探测时，超声波探伤仪示波屏上的波高h能够反映声波的衰减状况。超声

6、场在介质中的传播超声波界面的反射和穿透超声场在介质中的传播1、垂直入射超声波垂直入射异质界面时会发生反射、透射和绕射超声场在介质中的传播超声场在介质中的传播2、斜射时的反射、折射和波形转换所以，使纵波的折射角时的纵波的入射角的值称为第一临界角，记为，第二介质中只有横波。当增大纵波的入射角，使纵波的折射角时的纵波的入射角的值称为第二临界角，记为，第二介质中只有表面波。超声场在介质中的传播按探头数目分类一、单探头法使用一个探头兼作和接受超声波的检测方法称为单探头法。对于与波束轴线垂直的片状缺陷和立体型缺陷的检测效

7、果最好。二、双探头法使用两个探头（一个发射、一个接受）进行检测的方法称为双探头法。主要用于发现单探头法难以检出的缺陷。超声波检测方法1、并列式，两个探头并列放置，检测时两者同步同向移动。3、V型串列式，两探头相对放置在同一面上，一个探头发射的声波被缺陷反射，反射的回波刚好落在另一个探头的入射点上，主要用来发现与探测面平行的片状缺陷。2、交叉式，两个探头轴线交叉，交叉点为要探测的部位。可发现与探测面垂直的片状缺陷，在焊缝检测中，常用来发现横向缺陷。超声波检测方法4、K型串列式，两探头以相同的方向分别放置于工件的

8、上下表面，一个探头发射的声波被缺陷反射，反射的回波进入另一个探头，主要用于发现与探测面垂直的片状缺陷。超声波检测方法5、串列式，两探头一前一后，以相同方向放置在同一表面上，一个探头发射的声波被缺陷反射的回波经底面反射进入另一个探头。用来发现与探测面垂直的片状缺陷。三、多探头法使用两个以上的探头成对地组合在一起进行检测的方法，称为多探头法。多探头法的应用，主要是通过增加声束来提高检测速度或发现各种取向