第一章超声波检测详解PPT文档格式.ppt

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对形状复杂的工件有一定限制。

定限制。

第6章常用无损检测方法超声波参数及特性超声波参数及特性超声波超声波波波-机械振动在介质中的传播过程。

机械振动在介质中的传播过程。

声波（弹性波）声波（弹性波）-频率频率20Hz20000Hz（人耳）。

（人耳）。

次声波次声波-频率频率20Hz。

超声波超声波-频率频率20000Hz。

第6章常用无损检测方法超声波参数及特性超声波参数及特性纵波纵波-质点的振动方向与波的传播方向相同。

质点的振动方向与波的传播方向相同。

横波横波-质点的振动方向与波的传播方向垂直。

质点的振动方向与波的传播方向垂直。

板波板波-在板厚与波长相当的薄板中传播的波。

在板厚与波长相当的薄板中传播的波。

表面波表面波-沿介质表面传播的波。

沿介质表面传播的波。

o超声波分类超声波分类第6章常用无损检测方法超声波参数及特性超声波参数及特性超声场物理量超声场物理量声压声压-超声场中某一瞬间所具有的压强。

与波速、超声场中某一瞬间所具有的压强。

与波速、质点振动的速度、振幅成正比。

质点振动的速度、振幅成正比。

Pm=cAw声强声强-单位时间内单位截面上的声能。

与波速、单位时间内单位截面上的声能。

与波速、质点振动的速度振幅成正比。

质点振动的速度振幅成正比。

I=1/2c（Aw）2第6章常用无损检测方法超声波参数及特性超声波参数及特性介质的声参量介质的声参量声阻抗声阻抗-介质任一点的声压介质任一点的声压P与该点速度的振幅与该点速度的振幅V的比值。

的比值。

Z=P/V声速声速-声波在介质中传播的速度。

与波型、介质声波在介质中传播的速度。

与波型、介质特性有关。

特性有关。

c=（弹性率（弹性率/密度）密度）1/2声衰减系数声衰减系数-单位距离内声波能量的衰减值。

与单位距离内声波能量的衰减值。

与材料、距离有关。

材料、距离有关。

第6章常用无损检测方法超声波参数及特性超声波参数及特性超声波在介质中的传播特性超声波在介质中的传播特性条件条件-遇到不同界面（声阻抗差异较大）遇到不同界面（声阻抗差异较大）反射和透射反射和透射-一部分超声波在界面被反射回第一一部分超声波在界面被反射回第一介质，另一部分透过介质界面进入介质，另一部分透过介质界面进入到第二介质。

到第二介质。

第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪超声波检测原理超声波检测原理声阻抗差异声阻抗差异-超声波在不同声阻抗界面会发生反超声波在不同声阻抗界面会发生反射，反射波的能量与声阻抗差异和界面取射，反射波的能量与声阻抗差异和界面取向、大小有关。

材料内部缺陷的存在会使向、大小有关。

材料内部缺陷的存在会使均匀材料内部出现声阻抗不一致的界面。

均匀材料内部出现声阻抗不一致的界面。

波速差异波速差异-超声波在不同密实度材料中传播速度超声波在不同密实度材料中传播速度是不同的。

材质的密实度与其力学性能存是不同的。

材质的密实度与其力学性能存在一定关系。

在一定关系。

第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪超声波检测仪种类超声波检测仪种类种类穿透法（应用不广）共振测厚法（很少使用）脉冲反射法（常用）指示参量穿透能量驻波反射波幅运行时间第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪脉冲反射式超声波探伤仪脉冲反射式超声波探伤仪携带式A型主要技术指标：

主要技术指标：

扫描范围扫描范围脉冲移位脉冲移位探头零点、分辨率探头零点、分辨率垂直线性误差垂直线性误差水平线性误差水平线性误差灵敏度余量灵敏度余量动态范围动态范围第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪超声换能器超声换能器-能发射超声波（即将其他形式的能量转换能发射超声波（即将其他形式的能量转换成超声频振形式能量），又能接收超声波的元件。

包括压电成超声频振形式能量），又能接收超声波的元件。

包括压电片（广泛）、电磁声器材和激光声器件。

片（广泛）、电磁声器材和激光声器件。

第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪探头探头-超声换能器的接收器件。

与超声波仪器连接时，两超声换能器的接收器件。

与超声波仪器连接时，两者者频率频率必须匹配，且仪器、电缆、探头的必须匹配，且仪器、电缆、探头的阻抗阻抗都应当匹配。

都应当匹配。

第6章常用无损检测方法第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪压电换能器超声探头压电换能器超声探头压电片压电片-受到电信号激励产生振动发射超声波，晶片受受到电信号激励产生振动发射超声波，晶片受超声波作用受迫振动转换成电信号接收超声波。

超声波作用受迫振动转换成电信号接收超声波。

保护层保护层-保护压电片（晶片）与试件接触时损坏。

常用保护压电片（晶片）与试件接触时损坏。

常用氧化铝硬塑料膜。

氧化铝硬塑料膜。

斜斜楔楔-将压电片发出的纵波以不同倾角射向试件表将压电片发出的纵波以不同倾角射向试件表面产生斜射纵波。

常用有机玻璃。

面产生斜射纵波。

阻尼块阻尼块-使晶片的振动易于停止以形成窄脉冲。

使晶片的振动易于停止以形成窄脉冲。

第6章常用无损检测方法超声波检测仪超声波检测仪试块试块作用作用-校验仪器和探头的灵敏度，校准扫描线性。

校验仪器和探头的灵敏度，校准扫描线性。

标准试块标准试块-材质、形状、尺寸和性能等由国际组织材质、形状、尺寸和性能等由国际组织或国家权威机构讨论通过。

用于纵波检测。

或国家权威机构讨论通过。

对比试块对比试块-检测特定试件用的试块。

材质与待检工检测特定试件用的试块。

材质与待检工件声性能相同或相近。

件声性能相同或相近。

第6章常用无损检测方法超声波检测方法超声波检测方法分类分类原理原理-脉冲反射法、穿透法和共振法。

脉冲反射法、穿透法和共振法。

波形波形-纵波、横波、表面波、板波。

纵波、横波、表面波、板波。

探头数目探头数目-单探头法、双探头法、多探头法。

单探头法、双探头法、多探头法。

探头接触方式探头接触方式-接触法、液浸法。

接触法、液浸法。

第6章常用无损检测方法超声波检测方法超声波检测方法脉冲反射法脉冲反射法超声波探头反射脉冲波到被检试件内，根据反超声波探头反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。

包括射波的情况来检测试件缺陷。

包括缺陷回波法缺陷回波法、底底波高度法波高度法和和多次底波法多次底波法。

缺陷回波法缺陷回波法-根据显示的缺陷波形进行判断。

根据显示的缺陷波形进行判断。

底波高度法底波高度法-根据底面回波的高度变化判断。

根据底面回波的高度变化判断。

多次底波法多次底波法-根据底面回波的次数和高度判断。

根据底面回波的次数和高度判断。

第6章常用无损检测方法超声波是超声振动在弹性介质中传播的机械波。

与声波超声波是超声振动在弹性介质中传播的机械波。

与声波和次声波在弹性介质中的传播类同，区别在于超声波的频率和次声波在弹性介质中的传播类同，区别在于超声波的频率高于高于20kHz。

可听声波：

20-20000Hz，人耳可听到的声波范围；

，人耳可听到的声波范围；

次声波：

低于次声波：

低于20Hz；

超声波：

高于超声波：

高于20000Hz。

工业超声检测常用的工作频率为工业超声检测常用的工作频率为0.5-10MHz。

较高的频率。

较高的频率主要用于细晶材料和高灵敏度检测，较低的频率用于衰减较主要用于细晶材料和高灵敏度检测，较低的频率用于衰减较大和粗晶材料（大和粗晶材料（1MHz以下）。

以下）。

第一章第一章超声波检测超声波检测第一节第一节超声检测的基础知识超声检测的基础知识第6章常用无损检测方法超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛应用于无损检测。

使其能广泛应用于无损检测。

1、方向性好方向性好超声波具有像光波一样定向束射的特性。

超声波具有像光波一样定向束射的特性。

2、穿透能力强穿透能力强对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。

例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。

力。

3、能量高能量高超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于声波的能量。

的能量远大于声波的能量。

4、遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。

利用超声。

利用超声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。

检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。

5、对人体无害对人体无害。

第一章第一章超声波检测超声波检测一、超声波的特点一、超声波的特点第6章常用无损检测方法

（一）描述超声波的基本物理量

（一）描述超声波的基本物理量超声波的产生依赖于做高频机械振动的超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源声源”和传播机械和传播机械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基础。

振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基础。

1、声速、声速c：

单位时间内，超声波在介质中传播的距离；

：

超声波的速度就是声音的速度超声波的速度就是声音的速度,即声在空气即声在空气（15）中的速度是中的速度是340米米/秒秒,只不只不过它们的频率不同而已过它们的频率不同而已；

超声波在；

超声波在20的钢中是的钢中是5200米米/秒秒;

在铝中的传播速在铝中的传播速度为度为5100米米/秒。

秒。

2、频率、频率f：

单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完整：

单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完整波的个数；

波的个数；

3、波长、波长：

声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质点：

声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质点之间的距离；

之间的距离；

第一章第一章超声波检测超声波检测二、超声波的分类二、超声波的分类第6章常用无损检测方法4、周期、周期T：

声波向前传播一个波长距离时所需的时间；

5、角频率、角频率：

其中频率和周期是由波源决定的，声速与传声介质的特性和其中频率和周期是由波源决定的，声速与传声介质的特性和波型有关。

波型有关。

上述各量之间的关系：

第一章第一章超声波检测超声波检测第6章常用无损检测方法

（二）超声波的分类

（二）超声波的分类超声波的分类方法很多，主要有：

超声波的分类方法很多，主要有：

按介质质点的振动方向与波的传播方向之间的关系分类；

按波振面的