激光超声无损检测技术讲解

无损检测技术中的激光检测操作技巧无损检测技术是一种非破坏性的材料检测方法，广泛应用于工业生产和科学研究领域。

在无损检测技术中，激光检测是一种常见的方法。

本文将从激光检测的原理、操作技巧和注意事项等方面介绍无损检测技术中的激光检测操作技巧。

激光检测的原理主要是利用激光束的高聚光性、高定向性和低辐散性特点进行材料的探测。

当激光束照射到材料表面时，会产生反射、散射和透射等现象。

通过对激光的反射、散射和透射进行分析，可以得到材料内部的信息。

在进行激光检测时，需要注意以下几点操作技巧：1. 选择适当的激光器：在激光检测中，激光器的选择非常重要。

不同的材料对激光的散射、透射和吸收有不同的特性，因此选择适合目标材料的激光器是必要的。

同时，还需考虑激光器的功率、频率和波长等参数，确保能够获得准确的检测结果。

2. 控制激光器与待检测材料的距离：激光束的焦点位置与激光器与待检测材料的距离有关。

如果距离太近，激光束可能会损坏待检测材料的表面；而距离太远，则可能导致检测结果的失真。

因此，在进行激光检测时，需要控制好激光器与待检测材料的距离，确保激光束能够准确地照射到待检测材料表面。

3. 调整激光束的强度和大小：激光束的强度和大小对于激光检测的精度和灵敏度有重要影响。

一般来说，较大的激光束可以提高检测的覆盖范围和工作效率，但对于细小缺陷的检测可能不够敏感；而较小的激光束可以提高细小缺陷的检测精度，但对于大面积的缺陷检测可能不够高效。

因此，在进行激光检测时，需要根据具体应用场景和检测要求，适当调整激光束的强度和大小。

4. 注意激光束的安全使用：激光束具有较高的能量密度，如果操作不当可能对人眼和皮肤造成伤害。

因此，在进行激光检测时，需要注意激光束的安全使用。

操作人员应戴上适当的激光防护眼镜和手套，确保自身安全。

同时，还需确保激光束不会照射到未经保护的人员和设备上，以避免事故发生。

除了上述的操作技巧，还需要注意以下几点事项：1. 环境条件：在进行激光检测时，环境条件也对检测结果有一定影响。

超声波无损检测概述超声波无损检测（Ultrasonic Testing，UT）是一种常用的无损检测方法，广泛应用于材料、结构和设备的评价和质量控制。

它利用超声波的传播特性，通过对材料内部缺陷的检测和测量来评估材料的完整性和性能。

超声波无损检测是一种非破坏性检测方法，不会对被检测材料造成损伤。

它基于超声波在材料中的传播和反射规律进行检测，通过分析声波在材料中的传播速度和幅度的变化，可以探测出材料中的各种缺陷，例如裂纹、夹杂、气泡等。

超声波无损检测的基本原理是利用声波在介质中传播的速度和振动形态来检测材料内部的缺陷。

在超声波检测中，一台超声波探头产生高频的声波短脉冲，并将其发送到被检测材料。

声波的传播速度受材料的密度、弹性模量、导热性等因素影响，当声波遇到材料的界面或内部缺陷时，部分声波能量会反射回来，并由探头接收。

探头接收到的反射波信号经过放大和处理后，可以得到材料中的缺陷信息。

根据声波的传播速度和反射振幅的变化，可以计算出缺陷的深度、大小和位置等参数。

同时，通过对声波的幅度和频率的分析，还可以评估材料的强度、硬度、粘度等性能指标。

超声波无损检测有许多优点。

首先，它是一种无损的检测方法，不会对被测材料造成任何损伤。

其次，超声波可以穿透较厚的材料，对内部缺陷的检测能力强。

此外，超声波的传播速度和振幅变化可以提供丰富的缺陷信息，能够准确评估材料的完整性和性能。

超声波无损检测广泛应用于各个行业和领域。

在制造业中，它常用于对焊缝、铸件、锻件等工件进行质量评估和缺陷检测。

在航空航天领域，它被广泛用于飞机结构、发动机零部件等重要部位的检测。

在能源行业，超声波无损检测可以用于对核电厂设备、水电站管道等进行安全评估。

在建筑行业，它可以用于对混凝土结构、钢桥梁等进行评估和检查。

总之，超声波无损检测是一种高效、可靠的无损检测方法。

它利用超声波在材料中的传播和反射规律，通过分析声波的传播速度和振幅变化，能够检测出材料中的缺陷并评估其完整性和性能。

超声波无损检测方案及工作分解超声波无损检测（Ultrasonic Testing，简称UT）是一种利用超声波传播于被测物质中进行缺陷检测的方法。

它广泛应用于工业领域，包括航空航天、石油化工、船舶制造等各个领域。

下面将介绍超声波无损检测的方案及工作分解。

1.确定检测目标：首先需要明确待检测的目标物，包括其材质、尺寸和形状等各项参数。

这是为了选择合适的超声波探头和适当的检测方法。

2.设计检测方案：根据目标物的特点，确定适用的超声波探头和检测方法。

常用的超声波探头包括接触式探头和非接触式探头。

接触式探头适用于平面物体的检测，而非接触式探头则适用于不规则形状或曲面的物体。

检测方法包括脉冲超声波和连续超声波，选择不同的方法要根据被测物体的具体情况来定。

3.实施检测：根据设计好的方案，进行超声波无损检测。

首先需要对探头进行校准，包括延迟校准、增益校准和灵敏度校准等。

然后，将探头与被测物体接触或保持适当的距离，通过控制仪器发射超声波信号。

当超声波遇到缺陷或界面时，一部分超声波将被反射回来，通过接收器接收并转换成电信号。

最后，根据接收到的信号进行分析和判读，得出检测结果。

4.分析和判读：对接收到的信号进行分析和判读，判断是否存在缺陷。

通常采用的方法包括振幅比较法、声速比较法、多次反射法等。

对不同类型的缺陷，采用不同的判读标准。

同时，还需要根据检测结果对缺陷进行评估和分类。

5.缺陷评估和报告编写：根据检测结果，对缺陷进行评估，并编写检测报告。

评估缺陷的大小、形状和位置等，并分析缺陷对被测物体的影响。

根据需要，还可以提供修复建议和预防措施。

最终将检测结果和评估报告交给相关部门或客户。

总结起来，超声波无损检测方案及工作分解可以概括为：确定检测目标、设计检测方案、实施检测、分析和判读、缺陷评估和报告编写。

这些步骤在实际工作中是密不可分的，每一步都需要认真执行，以确保检测结果准确可靠。

无损检测技术之超声检测超波检测主要用于探测试件的内部缺陷,它的应用十分广泛.所谓超声波是指超过人耳听觉,频率大于20kHz的声波.用于检测的超声波,频率为0.4<25MHz其中用得最多的是1〜5MHz超声波探伤方法很多,通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等.目前用得最多的是脉冲反射法.超声信号显示方面,目前用得最多而且较为成熟的是A型显示.下面主要表达A型显示脉冲反射超声探伤法.1.超声检测定义、作用及特性定义：一般指超声波与工件作用,就反射、透射和衍射的波进行研究,对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用进行评价的技术.工业检测中,超声检测通常指宏观缺陷检测和材料厚度测量.作用：通过超声检测发现工件或设备中存在的缺陷,从而实现产品质量控制、节约原材料、改良工艺、提升劳动生产率、消除平安隐患.超声波的重要特性：1〕方向性好超声波是频率很高、波长很短的机械波,在超声波检测中使用的波长为毫米数量级.像光波一样具有良好的方向性,可以定向发射,从而在被检工件中发现缺陷.2〕能量高超声波的水平〔声强〕与频率的平方成正比.3〕能在界面上产生反射、折射、衍射和波形转换超声波具有几何声学的特点,在介质中直线传播,遇到界面产生反射、折射、衍射和波形转换.4〕穿透水平强超声波在大多数介质中传播时,能量损失小,传播距离大,穿透水平强,在一些金属材料中穿透水平可达数米,这是其它检测方法无法比较的.2.超声波的发生及其性质2.1超声波的发生和接收声波是一种机械波,机械波是由机械振动产生的.工业探伤用的高频超声波,是通过压电换能器产生的.压电材料可以将电振动转换成机械振动,也能将机械振动转换成电振动.通常在超声波探伤中只使用一个晶片,这个晶片既作发射又作接收.图9—1姆声波的发生W9-2超声波的纵波与横波V电报班科片2.2超声波的种类超声波有许多种类,在介质中传播有不同的方式,波型不同,其振动方式不同,传播速度也不同.声波的介质质点振动方向与传播方向一致,叫做纵波.质质点振动方向和波传播的方向垂直的波叫横波.纵波可在气、液、固体中传播.可是横波只能在固体介质中传播.止匕外,还有在固体介质的外表传播的表面波、在固体介质的外表下传播的爬波和在薄板中的传播板波.它们都可用来探伤.2.3超声波的主要物理量波长：入单位：mmm同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离.或者说：沿着波的传播方向,两个相邻的同相位质点间的距离.频率：f单位：赫兹〔Hz〕波动过程中,任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数.波速：C单位：m/s,km/s波动中,波在单位时间内所传播的距离称为波速.cn f或入=c/f波长与波速成正比,与频率成反比.当频率一定时,波速愈大,波长就愈长；当波速一定时,频率愈低,波长就愈长声速声波在介质中是以一定的速度传播的,如空气中的声速为340m/s,水中的声速为1500m/s,钢中纵波的声速为5900m/s,横波的声速为3230m/s,外表波的声速3007m/s.横波的声速大约是纵波声速的一半,而外表波声速大约是横波的0.9倍.分贝与奈培在生产和科学实验中,所遇到的声强数量级往往相差悬殊,如引起听觉的声强范围,最大值和最小值相差12个数量级.显然采用绝对量来度量是不方便的,但如果对其比值〔相对量〕取对数来比较计算那么可大大简化运算.分贝就是两个同量纲的量之比取对数后的结果.△=20lgP1/P2在超声波检测中,当超声波探伤仪的垂直线性较好时,仪器示波屏上的波高与回波声压成正比.这时有△=20lgP2/P1=20lgH2/H1〔dB〕这里声压基准P1或波高基准H1可以任意选取.当H2/H1=1时,△=0dB,说明两波高相等时,二者的分贝差为零.当H2/H1=2时,/\=6dB,说明H2为H1的两倍时,H2比H1高6dB.当H2/H1=1/2时,△=—6dB,说明H2为H1的1/2时,H2比H1低6dB.2.4超声波检测的原理超声波检测主要是基于超声波在工件中的传播特性,如在遇到声阻抗不同的两种介质的界面时会发生反射,声波通过材料时能量会损失等,以脉冲反射法为例,其原理如下：1〕超声波探伤仪〔声源〕产生高频电磁振荡信号〔脉冲波〕,采用一定的方式使超声波进入工件；2〕超声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用,其传播方向或特征被改变；3〕反射回来的超声波被超声波探头接收,进行处理和分析；4〕根据接收的超声波特征、进行评估.目前用得最多的方法是脉冲反射法.脉冲反射法在垂直探伤时用纵波,在斜入射探伤时大多用横波.把超声波射入被检物的一面,然后在同一面接收从缺陷处反射回来的回波,根据回波情况来判断缺陷的情况.纵波垂直探伤和横波倾斜入射探伤是超声波探伤中两种主要探伤方法探头图A10斜射法探伤的几何关系如斜模中的延迟w 族第的出看&折射曲X 」收解的水平即肉d 摄降的霜再距南F-顺韬反射液T 蛤液发射脉神,I.4 圣陷回波F53.试块超声探伤中是以试块作为比较的依据.试块上有各种的特征,例如特定的尺寸,规定的人工缺陷,即某一尺寸的平底孔、横通孔、凹梢等.用试块作为调节仪器、定量缺陷的参考依据,是超声探伤的一个特点.试块在超声探伤中的用途主要有三方面：①确定适宜的探伤方法.②确定探伤灵敏度和评价缺陷大小.③校验仪器和测试探头性能.4.超声波检测工艺要点A.探伤时机选择根据要到达的检测目的,选择最适当的探伤时机.B.探伤方法选择根据工件情况,选定探伤方法.例如,对焊缝,选择单斜探头接触法；对钢管,选择聚焦探头水浸法；对轴类锻件,选用单探头垂直探伤法.C.探伤方向很重要.探伤方向应以能发现缺陷为准,应根据缺陷的种类和方向来决定.D.频率的选择根据工件厚度和材料的晶粒大小,合理的选择探伤频率.E.确定探伤灵敏度用适当的标准试块的人工缺陷或试件无缺陷底面调节到一定的波高,确定探伤灵敏度.5,超声检测方法的水平范围和局限性5.1水平范围a〕能检测出原材料〔板材、复合板材、管材、锻件等〕和零部件中存在的缺陷；b〕能检测出焊接接头内存在的缺陷,面状缺陷检出率较高；c〕超声波穿透水平强,可用于大厚度〔100m做上〕原材料和焊接接头的检测；d〕能确定缺陷的位置和相对尺寸.5,2局限性a〕较难检测粗晶材料和焊接接头中存在的缺陷；b〕缺陷位置、取向和形状对检测结果有一定的影响；c〕A型显示检测不直观,检测记录信息少；d〕较难确定体积状缺陷或面状缺陷的具体性质.。

无损检测分为常规检测技术和非常规检测技术。

常规检测技术有：超声检测Ultrasonic Testing（缩写UT）、射线检测Radiographic Testing（缩写RT）、磁粉检测Magnetic particle Testing（缩写MT）、渗透检验Penetrant Testing （缩写PT）、涡流检测Eddy current Testing （缩写ET）。

非常规无损检测技术有：声发射Acoustic Emission(缩写AE)、红外检测Infrared（缩写IR）、激光全息检测Holographic Nondestructive Testing（缩写HNT）等。

超声波声检测技术：超声检测(UT）是工业上无损检测的方法之一。

超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能异常精确地测出缺陷来．并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。

二、超声波检测（UT）1、超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

2、超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。

a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超声波检测的优点：a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。

如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。

激光超声波是一种结合了超声波技术（UT）精度和光学系统灵活性的评估方法. 可运用在多种材料和环境下, 如钢管检测和复合材料检测.这种评估方法, 具有非接触性及无损伤的特点. 在激光超声波中, 激发激光的短激光脉冲在测试材料表面上被小区域范围吸收. 吸收的光能量在测试材料内触发被称为超声探测脉冲的高频声音脉冲. 同时, 被称为检测激光器的第二激光从测试材料的表面发生反射和接收. 然后由超声波探测脉冲引起的任何表面运动被记录在接收的激光中. 使用光学干涉方法, 从光信号提取表面运动, 发出与常规超声波相同的信号, 但并没有任何接触. 然后使用超声波波形分析方法来检测缺陷, 表征材料或用于尺寸测量. 激光超声波突破以往不能与常规超声波一起使用的环境限制, 扩展了超声波的应用范围.
灵活性
激光超声波可以在宽阔范围工作距离下及不同环净中（真空、粗糙、噪声）产生具有各种形状（点、环、阵列）的不同类型超声波.
准确性
激光超声波是能够轻松实现超声波高带宽的唯一方法
洞察性
激光超声波是一种可以“观察到”实时处理效应的方法, 从而更好地了解物理特征变化.。

超声波无损检测技术的使用方法超声波无损检测技术是一种非破坏性的检测方法，广泛应用于工程领域中。

它通过利用超声波的传播特性来检测材料内部的缺陷、损伤及其它物理性能的情况。

本文将详细介绍超声波无损检测技术的使用方法，包括准备工作、仪器设备、检测步骤和结果分析等方面。

在进行超声波无损检测之前，首先需要做一些准备工作。

这包括确定检测目标、确认检测区域和选择合适的检测仪器。

确定检测目标意味着明确需要检测的材料或构件，例如钢铁、铝等。

确认检测区域是指确定在材料或构件上需要进行检测的具体区域，例如焊缝、腐蚀区等。

选择合适的检测仪器是根据实际需求来确定使用的超声波无损检测设备，包括超声波发射器、接收器、探头等。

接下来是具体的检测步骤。

首先，将超声波发射器与接收器连接到检测仪器上，并将探头正确安装在被测材料上。

然后，将超声波发射器发送的超声波通过探头输入到被测材料中。

超声波将在材料内部传播，并在遇到缺陷或不同材料界面时发生反射或散射。

这些反射或散射的信号由接收器接收并通过仪器转化成可视化的数据或图像。

在检测过程中，需要注意一些技巧和要点。

首先，探头的选择很关键，不同检测需求需要选择不同频率的探头。

高频探头适用于检测细小的缺陷，而低频探头适用于检测深层的缺陷。

其次，探头的角度和位置也要正确选择，以保证超声波能够充分穿透被测材料，并有效地检测到缺陷。

另外，超声波无损检测技术还可以结合数据分析来评估材料的性能和质量。

通过对接收到的信号进行处理和分析，可以得到材料的声速、声阻抗等性能参数。

同时，通过比较不同区域的信号差异，可以判断材料内部的缺陷或损伤的性质、位置和大小。

通过这些分析结果，可以评估材料的可靠性和使用寿命，帮助工程人员进行维修、更换或改进工艺。

综上所述，超声波无损检测技术是一种非常实用的材料检测方法。

通过正确的准备工作，选择合适的仪器设备，以及注意检测步骤和数据分析，可以准确地检测材料内部的缺陷和损伤，评估材料的性能和质量。

培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。

主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。

射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。

振动的传播过程，称为波动。

波动分为机械波和电磁波两大类。

机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。

超声波就是一种机械波。

机械波主要参数有波长、频率和波速。

波长λ：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。

由上述定义可得：C=λ f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。

次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。