大学物理实验 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 孙宇航 实验39 超声探伤实验.ppt

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1、超声探伤实验物理实验教学中心实验背景超声学是声学的一个分支，它主要研究超声的产生方法和探测技术、超声在介质中的传播规律、超声与物质的相互作用，包括在微观尺度的相互作用以及超声的众多应用。超声的用途可分为两大类，一类是利用它的能量来改变材料的某些状态，为此需要产生比较大能量的超声，这类用途的超声通常称为功率超声，如超声加湿、超声清洗、超声焊接、超声手术刀、超声马达等；另一类是利用它来采集信息。超声波测试分析包括对材料和工件进行检验和测量，由于检测的对象和目的不同，具体的技术和措施也是不同的，因而产生了名称各异的超声检测项目，如超声测厚、超声测硬度、测应力

2、、测金属材料的晶粒度及超声探伤等。实验目的了解超声波产生和发射的机理。测量水中声速或测量水层厚度。测量固体中的声速。超声定位诊断实验。测试超声实验仪器对于铝合金材料的分辨力。利用脉冲反射法进行超声无损探伤实验实验仪器实验主机线板A类超声诊断与超声特性装置实验原理超声波是指频率高于20kHz的声波，与电磁波不同，它是弹性机械波，不论材料的导电性、导磁性、导热性、导光性如何，只要是弹性材料，它都可以传播进去，并且它的传播与材料的弹性有关，如果弹性材料发生变化，超声波的传播就会受到干扰，根据这个扰动，就可了解材料的弹性或弹性变化的特征，这样超声就可以很好地检

3、测到材料特别是材料内部的信息，对某些其他辐射能量不能穿透的材料，超声更显示出了这方面的实用性。实验内容与步骤①准备工作。在有机玻璃水箱侧面装上超声波探头后注入清水，至超过探头位置1cm左右即可。由于水是良好的耦合剂，下列实验均在水中进行。探头另一端与仪器“超声探头”相接。“信号输出”通过Q9线与示波器的CH1或CH2相连。示波器调至交流信号挡，使用上升沿触发方式，并找到一适当的触发电平使波形稳定。②将任一圆柱样品固定在样品架上，把样品架搁在导轨上并微调样品架使反射信号最大。移动样品架至水箱中的不同位置，测出每个位置下超声探头与样品第一反射面间超声波的传

4、播时间，可每隔2cm测一个点，将结果作X−t/2的线性拟合，根据拟合系数求出水中的声速，与理论值比较。注意实验时有时能看到水箱壁反射引起的回波，应该分辨出来并且舍弃之。③测量样品中超声波传播的速度。将某种材料的圆柱样品固定在样品架上，把样品架搁在导轨上并微调样品架使反射信号最大。测出样品第一反射面的回波与第二反射面的回波的时间差的一半，量出样品长度d，算出速度。每种材料都有两个不同长度的样品，可分别对不同长度的样品进行多次测量并取平均值。注意事项固定样品并调整样品架之反射信号最大。测量样品中超声波传播的速度。模拟人体脏器进行超声定位诊断。分辨力测量实验

5、。用超声脉冲法探伤。整理实验仪器。思考题水箱中样品第一反射面在不同位置时在水中传播的时间跟什么有关系?超声波在样品前后表面往返传播的时间与冕玻璃的体积和面积有什么样的关系?什么是超声定位诊断?如何用半高法找到两条缝的边界之间的距离?