超声波探伤课件.ppt

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1、超声检测董金华IBCC160816圆盘源辐射的纵波声场圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。近场区长度N波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度，用N表示。当D»2λ，有N=(D²-λ²)/4λ=D²/4λ尽量避免在近场区探伤定量。当距波源距离X＞3N时，声压与距离间的关系接近线性

2、，近似球面波的规律。声束指向性θ表征声源辐射场特征的另一个重要特性是声束的指向性。声源向一个确定的方向集中辐射超声波束的性质就是声源的声束指向性。声束指向性反映了声场中声能的集中程度和几何边界。超声探伤要求定量定位所用的超声场必须具有良好的声束指向性。主声束的边界与声源轴线的夹角就称为半扩散角，通常用θ表示。半扩散角θ若声束半扩散角越小，则超声波的辐射能量越集中，声束指向性就越好，对缺陷的定位精度越高，对不同缺陷分辨力及检测的灵敏度也越高。直径为D的圆形晶片激发波长为的超声波时的半扩散角表示为θ=70λ/D(度)边长为a的正方晶片激发波长

3、为超声波时的半扩散角表示为θ=57λ/a(度)非扩散区b在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。非扩散区是一个圆柱形区域，其长度b=1.64N，N为近场区长度。在非扩散区（x≤b），超声波的波阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与声源的距离的变化而变化。当x>b时，超声波声束扩展；当x>3N时，超声波声束以球面波传播。超声场的扩散一、概述1、仪器的作用2、仪器的分类第三章仪器、探头和试块第一节超声波探伤仪脉冲波连续波调频波A型显示B型显示C型显示单通道多

4、通道按超声波的连续性分类按显示方式分类按通道分类A型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。二、超

5、声波探伤仪工作原理A型显示探伤仪同步电路发射电路扫描电路接收放大电路电源TBF主要组成部分及作用同步电路：扫描电路：发射电路：接收电路：显示电路：电源：同步电路产生数十至数千个脉冲，触发探伤仪扫描电路和发射电路扫描电路产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上发射电路产生几百至上千伏的电脉冲，加于发射探头，激励压电晶片振动，发射超声波接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成主要控制旋钮及功能工作方式选择发射强度衰减器增益深度范围脉冲位移(延迟)抑制数字探伤仪的特征与应用常用的A扫描数字超声仪，稳定性好，使用方便超声仪器使用要点(

6、1)开启电源(2)工件测厚(3)测入射点(4)测折射角(5)扫描比例(6)DAC曲线(7)粗探在先(8)细探在后(9)指示长度(10)平行检查(11)校准两点(12)关机清场第三节探头探头的作用、原理一、压电效应——某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应通称为压电效应。二、压电材料主要性能压电应变常数d33压电电压常数g33介电常数ε机电耦合系数K机械品质因子θm频率常数N居里温度Tcd33=——(m/V)ΔtUg33=——(V

7、m/N)Uppε=C——tAK=——————转换的能量输入的能量θm=——E贮E损N=tfo=CL/2超声波探头对晶片的要求机电耦合系数K较大，以便获得较高的转换效率；机械品质因子θm较小，以便获得较高的分辨率和较小的盲区；压电应变常数d33和压电电压常数g33较大，以便获得较高的发射、接收灵敏度；频率常数N较大，介电常数ε较小，以便获得较高的频率；居里温度Tc较高，声阻抗Z适当三、探头种类和结构直探头斜探头表面波探头双晶探头聚焦探头高温探头、电磁探头……探头种类和结构直探头用于发射和接收纵波，主要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件

8、探伤等。探头种类和结构斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横波斜探头。横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等。当斜探头的入射角大于或等