超声波检测的基本问题

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1、超声波检测的基本问题超声检测方法脉冲反射法（1）脉冲反射法的工作原理脉冲反射法是利用超声波探头脉冲在试件内传播的过程中，遇有声阻抗相差较大的两种介质的界面时，将发生反射的原理进行检测的方法。采用一个探头兼做发射和接收器件，接收信号在探伤仪的荧光屏上显示，并根据缺陷及底面反射波的有无、大小及其在时基轴上的位置来判断缺陷的有无、大小及方位。脉冲反射法定义：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。⑴缺陷回波法：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。接触

2、法单探头直射声束脉冲反射法(a)无缺陷；接触法单探头直射声束脉冲反射法(b)有缺陷⑵底波高度法：依据底面回波的高度变化判断试件缺陷情况的探伤方法，称为底波高度法。⑶多次底波法：依据底面回波次数，而判断试件有无缺陷的方法，即为多次底波法。脉冲反射法的优点：①检测灵敏度高，能发现较小的缺陷；②检测精度较高；③适用范围广；④操作简单方便。脉冲反射法的缺点：①单探头检测，易出现盲区；②由于探头的近场效应，不适用于薄壁件和近表面缺陷的检测；③缺陷波的大小与被检缺陷的取向关系密切，易漏检；④因声波往返传播，故不适用于衰减大

3、的材料。直接接触式脉冲反射法探头与试件直接接触，中间可涂少量的耦合剂。穿透法（透射法）穿透法通常采用两个探头，分别放置在试件两侧，一个将脉冲波发射到试件中，另一个接收穿透试件后的脉冲信号，依据脉冲波穿透试件后幅值的变化来判断内部缺陷的情况。直射声束穿透法(a)无缺陷；直射声束穿透法(b)有缺陷透射法检测的优点：①在试件中声波单向传播，适合检测高衰减的材料；②对发射和接收探头的相对位置要求严格，须专门的探头支架。特别适用于单一产品大批量加工过程中的自动化检测；③检测时几乎不存在盲区。透射法检测的缺点：①一对探头单发单收

4、，只能判断缺陷的大小和有无，不能确定缺陷的方位；②当缺陷尺寸较小探头波束较宽时，该方法的探测灵敏度低。共振法应用共振现象对试件进行检测的方法叫共振法。当试件的厚度为声波半波长的整数倍时，发生共振。在测得超声波的频率和共振次数后，可计算试件的厚度：当试件中有较大的缺陷或厚度改变时，共振点偏移甚至共振现象消失，因此共振法常用于壁厚的测量。按波型分类：纵波法：使直探头发射纵波，进行探伤的方法，称为纵波法。横波法：将纵波通过楔块、水、油等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。表面波法：使用

5、表面波进行探伤的方法，称为表面波法。板波法：使用板波进行探伤的方法，称为板波法。纵波法此法波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法，简称垂直法。垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。常用的是单晶探头反射法。纵波法的优点：a.垂直入射，对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。b.对于同一介质，纵波传播速度大于其它波型的速度，对相同频率而言波长最长，因而穿透能力强，可探测工件的厚度是所有波型中最大的；晶界反射或散射的敏感性相对较差，可用于粗晶材料的探伤。c.纵波法探伤时，波型和传播

6、方向不变，所以缺陷定位比较方便。纵波法的缺点：a.难于发现垂直于或接近垂直于探测面的缺陷。b.由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤。横波法将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。由于透入试件的横波束与探测面成锐角，又称斜射法。横波法的优点：a.倾斜入射，能探测垂直于或接近垂直于探测面的缺陷。b.同一介质中同一频率的超声波波长较短，灵敏度相对较高。横波法的缺点：a.正因为波长较短，

7、在介质中的衰减较大，探测距离较短。b.倾斜入射，缺陷定位相对较复杂。此方法主要用于管材、焊缝的探伤。其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直探伤法不易发现的缺陷。表面波法使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。这种方法主要用于表面光滑的试件。表面波波长比横波波长还短，因此衰减也大于横波。同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。按探头数目分类：单探头法：使用一个探头兼作发射和接收

8、超声波的探伤方法。双探头法：使用两个探头（一个发射，一个接收）进行探伤的方法。多探头法：使用两个以上的探头成对的组合在一起进行探伤的方法。按探头接触方式分类：直接接触法：探头与试件探测面之间，涂有很薄的偶合剂层的探伤方法。液浸法：将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法。液浸法-1液浸法是在探头与试件之间填充一定厚度的液体介质作耦合剂