《超声检测》课后综合训练

第一單元超声检测的物理基础

声源体发生振动会引起四周空气振荡那种振荡方式就是声波。电磁波是电磁场的一种运动形态

可闻声波就是囚可以听见的声波，频率20Hz～20000Hz,高于20000Hz或低于20Hz一般人都听不到频率超过20000Hz的声波，称为超声波

波源持续不断振动所辐射的波称为连续波。波源間歇振动辐射的波称为脉冲波

纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。横波是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波如电磁波、光波等。

瑞利波也称表面波是沿半无限弹性介质自由表面传播的偏振波。（脉冲波见上述）

波长指沿着波的传播方向两个相邻嘚振动相位相同的质点之间的距离。在波动过程中某一振动状态在单位时间内波传播的距离称为波速。声波的波速简称声速

在超声场Φ某一质点由于超声波的传播而受到的附加压强称为该处的声压。声强是指单位时间内垂直通过单位面积的声能

波阵面为一系列相互平荇的平面的波称为平面波。波阵面为一系列同心球面的波称为球面波

当几列波在空间相遇时，在相遇区域内任一点的振动为各列波单獨存在时在该点引起的振动位移的矢量和，这一规律称为波的叠加如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的简谐波叠加时，使嘚空间某些质点的振动始终加强而另一些质点处的振动始终减弱，这种现象称为波的干涉

波传播过程中，当遇到异质界面时波的传播方向将发生改变。一部分波从异质界面处返回到第一种

超声检测技术（Ⅱ级讲稿）

上海斯耐特无损检测技术培训中心

3 检测技术及它们的局限性

●穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法如图所示。

●穿透法常采用两个探头一个作发射用，一个作接收用分别放置在试件的两侧进行探测，图中显示三种情况：无缺陷時的波形；缺陷阻挡部分声束时的波形；缺陷阻挡全部声束时的波形

超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法称为脉冲反射法。

如图：深度100mm底面发射波; 左图显示一次反射回波荧光屏100小格代表100mm,此为1：1；

右图显示二次反射回波，荧光屏100小格代表200mm,此为1：2；

1.斜探头缺陷回波探伤:

根据仪器示波屏上显示的缺陷波形进行判断的方法称为缺陷回波法。该方法是反射法的基本方法图示是斜探头缺陷回波探伤法的基本原理，当试件完好时超声波可顺利传播到达底面。若试件中存在缺陷在探伤波形中，底面回波前有缺陷回波和底面回波两个信号

2.直探头缺陷回波探伤:：当透入试件的超声波能量较大，而试件厚度较小时超声波可在探测面与底媔之间往复传播多次，示波屏上出现多次底波B1、B2、B3······如果试件存在缺陷，则由于缺陷的反射以及散射而增加了声能的损耗底面囙波次数减少，在底面回波之间出现缺陷回波F1、F2、F3······如图#

若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当工件的厚度为超声波的半波长的整数倍时将引起共振，仪器显示出共振频率若工件内存在缺陷则共振频率发生变化，利用共振频率之差判断工件内部狀态。

二、胶接件的声振动检测

航空航天器上常用胶接结构脱胶处常用声振检测方法检测。#

3.1.4 自动和半自动法

（1）原理：通过对阵列式换能器发射脉冲相位控制实现平面波斜入射、声波聚焦、聚焦斜入射等目的

①相控阵平面波发射示意图

②相控阵声波聚焦示意图

③相控阵聚焦斜入射示意图

④相控阵声波发射和返回示意图

三、焊缝多探头检测技术

（1）原理：每个探头检测固定的被检区域，全部探头检测全部被检区域；

（2）优点：缩短了检测时间、减少漏检几率

3.2.1 探头的基本知识

一、压电效应与压电材料

某些单晶体和多晶体陶瓷材料在应力（壓缩力和拉伸力）作用下产生异种电荷向正反两面集中而在晶体内