无损检测—第1章—超声波检测讲解

2、频率
单位时间内，超声波在介质中任一给定点所通过完整波的个数，称为 频率。用“ f ”表示。
3、波长
声波在传播时，同一波线上相邻两个相位相同的质点之间的距离，称 为波长。用“λ”表示。
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第1.1节 超声波检测
三、超声波的分类
（一）描述超声波的基本物理量 4、周期
声波向前传播一个波长距离时所需的时间，称为周期。用“ T ”表示。
次声波
< 20 Hz
不可闻
声波 20 Hz ~ 20000 Hz
可闻
超声波
> 20000 Hz
不可闻
利用声响来检测物体的好坏早已被人们采用。如拍西瓜，敲敲瓷碗是 否坏了，这些只能定性不能定量，以经验为主，不准确。
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第1.1节 超声波检测
二、超声波的特点
超声波是超声振动在介质中的传播，超声波是在弹性介质中传播的机 械波。与声波和次声波在弹性介质中的传播类同，区别在于超声波的频率 高于20 kHz。
一、声波的分类 二、超声波的特点 三、超声波的类型
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第1.1节 超声波检测
一、声波的分类
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第1.1节 超声波检测
一、声波的分类
次声波、声波、超声波的划分：
三者是在弹性介质中传播的机械波（机械波是机械振动 在弹性介质中的传播过程）。在同一介质中的传播速度相同， 主要区别在于频率不同
高。 超声波检测主要用于检测试件的内部面积型缺陷。
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第1.1节 超声波检测
二、超声波的特点
超声波用于无损检测是由其特性决定的：
1）超声波的方向性好；超声波具有像光波一样良好的方向性，经过专门 的设计可以定向发射，犹如手电筒的灯光可以在黑暗中帮助人的眼睛探寻 物体一样，利用超声波可在被检对象中进行有效的探测。
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第1.1节 超声波检测
二、超声波的特点
次声波的应用：
次声波频率低，波长很长，绕射能力强，传播衰减小，距离远，在大 自然的许多活动中伴随着次声波的发生，如地震，台风，火山爆发，核爆 炸，火箭起飞等。
次声波近似平面波，沿着与地球表面平行的方向传播。次声波在气象 学，海洋学，地震学和地质勘探等方面有很多应用。
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第1.1节 超声波检测
二、超声波的特点
超声波用于无损检测是由其特性决定的：
4）遇有界面时，超声波将产生反射、折射和波型的转换；人们利用超声 波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵 活性、精确度得以大幅度提高，这也是超声检测得以迅速发展的原因。 5）波长短；小的缺陷也能够较好的反射。 6）距离的分辨能力好，缺陷的分辨率高。 7）对人体无害。
固体介质可以承受拉压应力的作用，因而可以传播纵波，
液体和气体虽然不能承受拉应力，
但在压应力的作用下产生容积的变化，
因而液体和气体也可以传播纵波。
垂直探头产生
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图1-1 纵波
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第1.1节 超声波检测
（二）超声波的分类 2、横波S(T)（ Shear waves 、 transverse waves ）
无损检测
第一章 超声波检测
2020/9/23Leabharlann 1第一章 主要内容
➢ 1）超声检测的基础知识 ➢ 2）超声场及介质的声参量简介 ➢ 3）超声波在介质中的传播特性 ➢ 4）由圆形压电晶片产生的声场简介（活塞源声场） ➢ 5）超声波检测方法 ➢ 6）超声检测技术的应用
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第1.1节 超声检测的基础知识
5、角频率
用“ω”表示，定义ω = 2πf。 T = 1/f = λ/c = 2π/ω
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第1.1节 超声波检测
三、超声波的分类
（一）描述超声波的基本物理量
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第1.1节 超声波检测
三、超声波的分类
（二）超声波的分类
根据超声波波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的关 系，可将超声波分为纵波、横波、表面波、板波等。
2）超声波的穿透能力强，因其传播能量损失小，传播距离大。对于大多 数介质而言，它具有较强的穿透能力。例如在一些金属材料中，其穿透能 力可达数米。
3超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于）超声波 的能量高；声波的能量。研究表明，材料的声速、声衰减、声阻抗等特性 携带有丰富的信息，并且成为广泛应用超声波的基础。
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第1.1节 超声波检测
（二）超声波的分类
1、纵波L（Longitudinal wave）（a compressional wave）
介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫做纵波。介质质点 在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵 波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又被称为压缩波或 疏密波。
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第1.1节 超声波检测
三、超声波的分类
（一）描述超声波的基本物理量 1、声速
单位时间内，超声波在介质中传播的距离，称为声速。用“c”表示。
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第1.1节 超声波检测
三、超声波的分类
（一）描述超声波的基本物理量
1、声速
单位时间内，超声波在介质中传播的距离，称为声速。用“c”表示。
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第1.1节 超声波检测
（二）超声波的分类
图1-3 表面波
3、表面波R（Rayleigh waves、Stonely waves）
当超声波在固体介质中传播时，对于有限介质而言，有一种沿介质表 面传播的波叫做表面波。
介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波称为横波。
横波的形成是由于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变， 所以横波又叫作切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质 能够承受切变应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体 中传播。
斜探头产生
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图1-2 横波
超声波的波长短，由此决定了超声波具有一些重要的特性，使其能广 泛用于无损探伤。 • 工业超声检测常用的工作频率为0.5~10 MHz。 • 较高的频率主要用于细晶材料和高灵敏度检测，而较低的频率则常用于
衰减较大和粗晶材料的检测。 • 有些特殊要求的检测工作，往往首先对超声波的频率作出选择，如 ➢ 粗晶材料的超声检测常选用1 MHz以下的工作频率， ➢ 金属陶瓷等超细晶材料的检测，其频率选择可达10~200 MHz，甚至更