超声波探伤总结原理及基础知识

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1、超声波探伤总结原理及基础知识超声波探伤原理：是利用超声波反射，折射现象来探测物体内部的不均匀性。反射法是基于超声波在不同声阻抗界面时发生反射的原理工作的。正如我们所知道的，声波在从一种介质传播到另一种介质的时候在两者之间的界面会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以可以对一个物质发射出穿透力强，能直线传播的超声波，然后对反射回来的超声波进行接收并跟据这些反射回来的波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有各种介质的大小、分布情况，以及各种介质之间的对比差别程度等信息，从而判断出该被测物质是否有差异。主要特征：1.超声波在介质中传播时，在不同的质面上有反射的特性，如遇

2、到缺陷，缺陷的尺寸大于或等于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来，反之无法发现。2.超声波的方向性好，频率越高，方向性越好以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷位置。超声波的波型：1纵波：波的传播方向是与质点的运动方向相一致的，这样的波称之为纵波。纵波在介质中传播时会产生质点稠密部分和稀疏部分，故又称疏密波。2横波：各质点的运动情况与纵波相同，但由于质点的振动方向对波的传播方向来说是横向的，这种波称为横波。3瑞利波：在半无限大固体介质与气体介质的交界面上，可产生瑞利波。瑞利波在固体（钢）表面（xz平面）沿x方向传播，质点在xy平面内做椭圆振动，椭圆的长轴垂

3、直于波的传播方向，短轴平行于传播方向。超声波的波形：平面波：波阵面为平面的波称为平面波球面波：当声源是个点状球体时，波阵面是以声源为中心的球面，球面波的声强与距声源距离的平方成反比，故声压与距离成反比。在超声波检测中，特别是检查大试件时，球面波是最重要形式的波。这是因为由一般超声波振动发出的波在很远的距离外可看成是球面波柱面波：波阵面是同轴圆柱的波称为柱面波。其声源是以无限长（远大于波长）的线状直柱，柱面波的声强与距声源的距离成反比，故声压等于距离的平方根成反比。活塞波：在超声波检测的实际应用中，圆盘形声源尺寸既不能看成很大，也不能看成很小，它所发出的超声波介于球面波与平面波之间，

4、称之为活塞波超声波的特征量：介质中有超声波存在的区域称为超声场，可用声压、声强、声特性阻抗来描述声压（p）：在有声波的介质中，某一点在一瞬间所具有压强与没有声波时，该点的静压强之差称为声压。单位是帕斯卡（Pa）,声压是个变量，在实际上比较两个超声波声压时不需要对每个时间t进行比较，只需用幅度作比较，通常把声压幅度简称声压。可以证实，对于无衰减的平面余弦波来说P=ρcv(ρ是介质密度，c是介质声速，v是质点振动速度)声强：在垂直于声波传播的方向上，单位面积上在单位时间内，所通过的声能量称为声强度，用符号I表示．对简谐波，常将一周期中能流密度的平均值作为声强，声特性阻抗：由P=ρcv可知

5、，在同一声压P的情况下，ρc越大，质点振动速度v越小，反之越大。所以把ρc称为介质的声特性阻抗，以符号Z表示。4.声压和声强的分贝表示:贝耳一二个声波声强之比的常用的对数值贝耳数=LOG10*I1/I2(贝耳)在使用上,贝耳这个单位太大,取其十分之一称贝耳,用符号dB表示分贝数=10Log10*I1/I2(dＢ)=20Log10*P1/P2(dＢ)超声波的波形：波阵面是指同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联成的面；波前是指某一时刻振动所传到的距声源最远的各点所联成的面。设声源的形状为平面、球体和圆柱，则所发出波的波阵面形状可为平面、球面和柱面。超声波的波形特征：1.波的叠加，

6、当几列波同时在一个介质中传播时，如果在某些点相遇，则相遇处质点的振动是否各列波所引起的振动的合成。合成声场的声压等于每列波声压的矢量和,这就是声波的叠加原理.2.干涉一般地说，振幅频率、周期都不同的几列波在某一点叠加时，就产生了干涉。3.驻波两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反的方向彼此方向传播叠加而成的波称为驻波，它是干涉现象的特例。惠更斯原理波动起源于波源的震动,波的传播须借助于介质中质点之间的相互作用,对于连续介质来说,任何一点的震动将引起相邻质点的震动作用，所以波前在介质中达到的每一点都可以看作是新的波源{即子波源}向前发出球面子波,这就是惠更斯原理A型显示器的工作原理:同

7、步电路产生周期性脉冲信号,一方面它触出发射电路,(或经触发延迟,在时间上作适当延迟后,触发发射电路)产生一个持续时间极短的点脉冲加到探头内的压电换能器,激励晶片产生脉冲超声波,另一方面,同步脉冲经扫描延迟,在时间上适当延迟后控制扫描发生器产生线性较好的锯齿波,经X轴放大器放大后加到示波管X轴偏转板上,使光点从左到右随时间作线性地移动.超声波透过耦合剂射入试件.在试件内传播的超声波遇到界面或缺陷时,即产生反射，这种超声波回波可由已停止激振的原探头接收(单探头