(精选)超声波检测基本知识

超声波检测基础知识简介超声波检测通常是指通过声波的反射、散射等物理现象对实物进行检测和分析的一种非破坏性检测技术。

超声波具有频率高、穿透力强、灵敏度高、特性稳定等优点，被广泛应用于工业、医学、环保等领域中。

超声波的基本原理超声波是指频率大于20kHz的声波。

超声波在物质中传播的速度受到物质密度、弹性模量和泊松比等因素的影响。

当超声波遇到物体表面或内部结构发生反射或散射时，会在探头中产生电信号，通过信号处理和分析，就可以获得物体的内部结构信息。

超声波探测技术超声波探测系统主要包含以下三个部分：超声发生器、超声探头和信号分析仪。

超声发生器负责产生超声波信号，超声探头负责将超声波信号传递到被测物体中，信号分析仪负责对超声波信号进行处理和分析。

超声波探测技术可以分为接触式和非接触式两种方式。

接触式超声波探测需要将超声探头直接贴附于被测物体表面，适用于对表面缺陷进行检测。

非接触式超声波探测通过传播空气中的超声波来检测物体内部结构，适用于一些特殊要求的场合。

超声波检测应用领域超声波检测技术被广泛应用于工业、医学、环保等领域。

在工业领域中，超声波检测技术可以用于检测金属、非金属材料的缺陷、变形等情况，被广泛应用于航空、汽车、管道等领域。

在医学领域中，超声波检测技术可以用于对人体内部组织器官进行检测和诊断，被广泛应用于心脏、腹部、肝脏等区域。

在环保领域中，超声波检测技术可以用于对大气、水等环境因素进行监测和分析。

超声波检测的优缺点超声波检测技术具有频率高、分辨率高、不破坏被测物体等优点。

同时，超声波检测技术也存在检测深度限制、检测结果易受表面状态影响等缺点。

因此，在选择超声波检测技术时，需要综合考虑其优缺点和适用场合。

超声波检测技术是一种非破坏性检测技术，具有广泛的应用领域和优点。

未来，随着科技的不断发展，超声波检测技术将会发挥更加重要的作用，为人们的生产生活带来更多的便利和贡献。

《超声波检测技术基础知识概述》一、基本概念超声波检测技术是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷、测量材料厚度、确定材料性质等的无损检测方法。

超声波是指频率高于 20kHz 的机械波，其在不同材料中的传播速度、衰减程度和反射特性各不相同，这些特性为超声波检测提供了基础。

超声波检测主要涉及到超声波的发射、传播和接收。

通常使用超声波探头作为发射和接收超声波的装置。

探头中的压电晶体在电信号的激励下产生超声波，并将接收到的超声波信号转换为电信号，以供后续分析处理。

二、核心理论1. 超声波的传播特性- 超声波在均匀介质中沿直线传播，其传播速度取决于介质的弹性模量和密度。

不同材料中的传播速度差异较大，例如在钢中的传播速度约为 5900m/s，在水中的传播速度约为 1480m/s。

- 超声波在传播过程中会发生衰减，衰减的原因主要包括散射、吸收和扩散等。

散射是由于材料中的不均匀性引起的，吸收是由于材料对超声波能量的吸收，扩散则是由于超声波在传播过程中的扩散效应。

- 当超声波遇到不同介质的界面时，会发生反射、折射和透射等现象。

反射波的强度取决于界面两侧介质的声阻抗差异，声阻抗差异越大，反射波越强。

2. 超声波检测原理- 脉冲反射法：通过发射短脉冲超声波，当超声波遇到缺陷或界面时，会产生反射波。

根据反射波的到达时间、幅度和波形等信息，可以确定缺陷的位置、大小和性质。

- 穿透法：将超声波发射探头和接收探头分别放置在被检测材料的两侧，通过检测透射超声波的强度和波形变化，来判断材料内部是否存在缺陷。

- 共振法：利用超声波在被检测材料中产生共振的原理，通过测量共振频率和共振幅度等参数，来确定材料的厚度、弹性模量等性质。

三、发展历程超声波检测技术的发展可以追溯到 19 世纪末期。

当时，人们开始研究超声波的特性和应用。

20 世纪初期，超声波检测技术开始应用于工业领域，主要用于检测金属材料的内部缺陷。

在第二次世界大战期间，超声波检测技术得到了快速发展，被广泛应用于军事工业中，如检测飞机、舰艇等装备的零部件。

超声波检测基础知识一、超声波的发生及其性质1、超声波探伤：利用超声波探测材料内部缺陷的无损检验法。

2、超声波探伤示意图二、超声波检测的原理：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

三、试块四、焊缝超声波检测工艺要点1. 适用范围⑴、用A型脉冲反射式超声探伤仪器，以单斜探头接触法为主的检测方法。

⑵、适用于焊接件对接处厚度8～400mm的全熔化焊承压设备对接焊缝的超声波检测。

承压设备壁厚大于或等于4mm，外径为32mm～159mm或者壁厚为4～6mm，外径大于或者等于159mm的管子2、检测人员资格：⑴、检测人员必须经过培训，经理论和实际考试合格，取得相应等级资格证书的人员担任。

⑵、检测由II级以上人员进行，I级人员仅作检测的辅助工作。

3、检测设备、器材和材料⑴、使用的超声波仪器满足① JB/T9214-1999 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法② JB/T10061-1999 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件⑵、仪器、探头和系统性能a.在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB.b.仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于10%.c.仪器和直探头组合的始脉冲宽度(在基准灵敏度下)：对于频率为5HZ的探头，宽度不大于10 mm，对于频率为10HZ的探头，宽度不大于15 mm。

d.直探头的远场分辨力应不小于30dB. 斜探头的远场分辨力应不小于6dB。

e.探头①、晶片面积一般不应大于500mm2,且任一边长原则上不应大于25mm②、单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。

（3）试块a试块应采用与被检工件相同或近似声学性能的材料制成，该材料用直探头检测时，不得有大于ф2mm平底孔当量直径的缺陷。

超声波的基本知识1 超声波基本原理1.1 振动与波动机械振动：物体在平衡位置附近往复运动。

质量弹簧系统的运动；钟摆的摆动；水上浮标的浮动；担物行走时扁担的颤动；在微风中树梢的摇摆；振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是机械振动。

质量弹簧体系受力分析：虎克定律F=-k•x1.受力方向指向平衡位置2. 受力大小与质点偏离平衡位置的距离成正比单摆体系受力分析机械振动的三个特点：物体，平衡位置，回复力1. 物体：宏观的物体或细观的质点2. 平衡位置：通常是运动过程的中心（静止）位置3. 回复力：偏离平衡位置后，受到指向平衡位置的力确定性振动：可以用确定性的函数描述其运动规律最为简单的是简谐振动有限个简谐振动的叠加无限个简谐振动的叠加随机振动：不能预先确定的振动。

无法用确定性函数描述须用概率统计方法定量描述平稳随机振动：运动随机，概率统计参量稳定非平稳随机振动：运动随机，概率统计参量不稳定产生机械振动的根本原因：1. 偏离平衡位置2. 有与偏离平衡位置位移相关的回复力：指向平衡位置的力，使物体回到平衡位置振动能够持续的原因：1. 物体偏离平衡位置对应克服回复力时集聚的势能 2. 物体在回复力的作用下势能与动能的转换在回复力的作用下，物体回到平衡位置时，回复力减小到零，势能完全转化为动能，此时惯性使其偏离到平衡位置的另一边，克服新产生的回复力，直至达到最大偏离位置，动能完全转化为势能。

循环往复。

质点（细观）振动细观意义上，构成物体的各个部分构成相互作用体系，通常相互之间处于虎克定律意义下的平衡状态，物体某一部分如果相对于其他部分的发生位移，将导致其他部分对其产生“回复力”，促其回到其平衡位置，产生振动。

质点（细观）振动时质点的相互作用1. 前述的质量弹簧体系和单摆体系都有一个固定的支点，刚度无穷大，物体的运动对支点无影响。

2. 质点体系相互之间是等价的，此时自然会引出一个问题，一个质点运动时对其他质点有什么影响呢？①. 关注点在一个质点时，看到的是质点在振动。

超声波检测基础知识第⼀章超声波检测超声波检测定义：使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。

超声检测的优点：（1）适⽤于⾦属、⾮⾦属和复合材料等多种制件的⽆损检测；（2）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；（3）缺陷定位较准确；（4）对⾯积型缺陷的检出率较⾼；（5）灵敏度⾼，可检测试件内部尺⼨很⼩的缺陷；（6）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。

超声检测的局限性：（1）对试件中的缺陷进⾏精确的定性、定量仍须作深⼊研究；(2)对具有复杂形状或不规则外形的试件进⾏超声检测有困难；(3)缺陷的位置、取向和形状对检测结果有⼀定影响；(4)材质、晶粒度等对检测有较⼤影响；(5)以常⽤的⼿⼯A型脉冲反射法检测时结果显⽰不直观，且检测结果⽆直接见证记录。

超声波检测的适⽤范围：从检测对象的材料来说，可⽤于⾦属、⾮⾦属和复合材料；从检测对象的制造⼯艺来说，可⽤于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；从检测对象的形状来说，可⽤于板材、棒材、管材等；从检测对象的尺⼨来说，厚度可⼩⾄1mm，也可⼤⾄⼏⽶；从缺陷部位来说，既可以是表⾯缺陷，也可以是内部缺陷。

1.1超声波检测的基础知识1.1.1 超声波声波：频率在20～20KHz之间；次声波：频率低于20Hz；不容易衰减,不易被⽔和空⽓吸收.⽽次声波的波长往往很长,因此能绕开某些⼤型障碍物发⽣衍射.某些次声波能绕地球2⾄3周.某些频率的次声波由于和⼈体器官的振动频率相近,容易和⼈体器官产⽣共振,对⼈体有很强的伤害性,危险时可致⼈死亡超声波：频率⼤于20KHz。

⽅向性好,穿透能⼒强,易于获得较集中的声能,在⽔中传播距离远,可⽤于测距、测速、清洗、焊接、碎⽯、杀菌消毒等。