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无损检测技术衍射时差法超声TOFD检测基本原理无损检测（Nondestructive Testing，简称NDT）技术是一种应用于工程领域的检测方法，其目的是在不损伤被测物体的情况下获得其内部和表面的缺陷信息，以判断材料的质量和可靠性。
衍射时差法超声TOFD（Time of Flight Diffraction）是无损检测中一种常用的超声检测技术，它通过分析超声波在被测物体内部的衍射图样和所传播时间的差异来确定缺陷的位置和尺寸。
衍射时差法超声TOFD检测的基本原理如下：1.超声波传播：超声波在被检测材料内部的传播速度是已知的，传播路径是直线传播的。
超声波发射器发射出短脉冲的超声波信号，经过材料中的声阻抗不一致表面发生反射；然后通过被检材料内部传播，当超声波遇到缺陷时，会部分反射、散射和透射；最后，超声波信号达到接收器并被记录。
2.衍射现象：当超声波遇到边界或缺陷时，会发生衍射现象。
衍射现象是指波通过开口或缝隙时，从波的前向运动方向上的边界或缝隙中发射出去一部分。
3.TOFD测量：TOFD测量的关键在于将两个特征回波的衍射声波进行时间差测量。
超声波发射器和接收器之间有一对平行排列的接收器，其中一个接收器用于接收来自发射器产生的超声波的第一个回波，另一个接收器用于接收来自发射器产生的超声波的第二个回波。
4.TOFD信号分析：通过同时接收两个回波，并测量二者之间的时间差，可以确定缺陷的位置和尺寸。
当超声波传播到缺陷区域时，由于缺陷的存在，衍射声波将被传播到两个接收器之间。
通过测量两个回波的时间差，可以计算出衍射声波的传播路径，从而确定缺陷的位置。
5.结果分析：将TOFD信号进行处理和分析，可以得到缺陷的尺寸、位置和形态。
同时，根据TOFD原理的高度灵敏度特点，可以检测到非常小的缺陷。
衍射时差法超声TOFD检测技术具有以下优点：1.高敏感性：TOFD检测技术可以检测到相对较小的缺陷，对大多数工程材料和结构缺陷的检测效果非常好。
无损检测技术中的常见仪器设备及其特点无损检测技术是一种非破坏性测试方法，用于检测材料内部或表面的缺陷或性能问题，而无需对被测试样品产生任何损伤。
这种技术被广泛应用于航空航天、制造业、建筑工程、能源行业等领域。
在无损检测技术中，各种仪器设备被用于检测、记录和分析数据，以提供关于被测样品的详细信息。
本文将介绍几种常见的无损检测仪器设备及其特点。
1. 超声波检测仪器超声波检测是一种基于声波传播原理的无损检测方法。
超声波检测仪器通常由发射器、接收器和显示屏组成。
它们通过发射超声波脉冲并接收反射信号，从而检测材料内部的缺陷或结构变化。
超声波检测仪器具有高分辨率、广泛适用性和实时性的特点，可以检测到不同材料和不同尺寸的缺陷。
2. 磁粉检测仪器磁粉检测是一种利用磁场和磁性粉末的方法来检测材料表面和近表面的裂纹、缺陷或变形的无损检测方法。
磁粉检测仪器通常由电磁铁、粉末喷枪和显微镜组成。
仪器通过在被检测材料表面产生磁场，并喷洒磁性粉末，通过观察粉末在缺陷处的聚集，可以检测出微小的裂纹或变形。
磁粉检测仪器适用于检测各种金属材料的表面和近表面缺陷。
3. 射线检测仪器射线检测是无损检测中常用的方法，主要包括X射线和γ射线检测。
射线检测仪器通常由射线发生器、检测器和显示屏组成。
这些仪器通过产生射线并测量其透射或散射，来检测材料内部的缺陷或变化。
射线检测仪器具有高穿透能力，可以检测到材料内部的细小缺陷，并能够提供灵活和多角度的检测。
4. 热成像仪器热成像仪器利用红外辐射原理，通过测量物体表面发出的红外辐射来检测温度分布和潜在的缺陷。
热成像仪器通常由红外传感器、图像处理系统和显示屏组成。
它们可以实时捕捉温度图像，并对温度变化进行分析和研究。
热成像仪器适用于检测建筑物、电气设备、机械零部件等各种应用场景中的温度异常问题。
总结起来，无损检测技术中的常见仪器设备包括超声波检测仪器、磁粉检测仪器、射线检测仪器和热成像仪器。
每种仪器设备都具有自己独特的特点和应用范围。
无损检测技术分类以下是 8 条关于无损检测技术分类的内容：1. 射线检测呀，就好比给物体拍个 X 光片！你想想看，医院里用 X 光看我们身体内部，这射线检测就是用类似的方法来看产品内部有没有缺陷呢！比如检测焊接的管道，能清楚发现有没有裂缝啥的。
2. 超声波检测呢，就像是给物体做个“B 超”！这不就跟医生用超声检查我们身体一样嘛。
它能在不损伤物体的情况下探测到内部的情况。
像检查金属板材，能精准找到那些看不见的小问题哦。
3. 磁粉检测呀，简直就是个神奇的“磁力侦探”！它能把铁磁性材料表面和近表面的缺陷给揪出来。
就好像你能看到那磁力线在乖乖给我们指示哪里有问题，多厉害呀！比如检测火车轨道，保障安全嘞。
4. 渗透检测可有意思啦，就如同让缺陷自己“现行”！把特殊的液体涂上去，有缺陷的地方就会显现出来，这感觉就像抓住了那些隐藏的小坏蛋！像检测一些小零件的表面裂缝，一抓一个准儿！5. 涡流检测就像是个敏锐的“电磁感应专家”！它能通过电磁感应来发现金属材料的问题。
就仿佛它有一双火眼金睛能看穿一切呢！检测金属管材的时候就特别好用。
6. 目视检测虽然简单，但也超重要哒！就像我们平时用眼睛观察周围一样，直接去看物体表面有没有明显的缺陷。
这多直观呀！检查个外观啥的，那是一目了然！7. 声发射检测呢，就像是物体在“说话”！它能捕捉到材料变形、断裂时发出的声音。
这不是很神奇吗？就好比物体在告诉你它哪里不舒服呢！例如桥梁的检测，能及时发现危险信号哟。
8. 红外热成像检测呀，如同有了一双“热能眼睛”！它可以看到物体表面的温度分布，一下子就能找出异常的地方。
这不就是给物体进行了一次特别的“体温检测”嘛！像检测电气设备，能快速发现过热的地方呢。
我觉得无损检测技术真的太神奇、太重要啦！它们各自有着独特的本领，共同为保障各种产品的质量和安全发挥着巨大的作用！。
无损检测技术入门指南无损检测技术（Non-destructive testing，简称NDT）是一种在不破坏被测物品的情况下，通过对材料或构件进行检测和评估其性能、质量以及可能存在的缺陷或损伤的技术。
本文将为您介绍无损检测技术的基本原理、常用的检测方法以及其在各个领域的应用。
首先，无损检测技术的基本原理是利用物理原理或者现象对被测物品进行检测和评估的方法。
与传统的破坏性检测方法相比，无损检测技术具有非接触、不破坏被检测物品、高效、可靠、经济等优点。
因此，在诸如空中航天、核工程、汽车制造、建筑工程、石油化工等行业中，无损检测技术被广泛应用于产品质量控制、设备的安全评估以及故障分析等领域。
目前，常用的无损检测方法主要包括视觉检测、超声波检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测和红外热像检测等。
下面将逐一介绍这些方法的基本原理和应用场景。
视觉检测是最直观的无损检测方法之一，它通过人眼对被检测物体的外观、形状、颜色等进行观察和判断，以寻找可能存在的缺陷。
这种方法广泛应用于金属、塑料、陶瓷和玻璃等材料的表面缺陷检测，例如划痕、凹陷、裂纹等。
超声波检测是利用超声波传播在被测物体内部的一种技术。
超声波在材料中的传播速度和被测物体的物理性质相关，当超声波遇到缺陷或界面时，会发生反射或散射，由此可以检测出缺陷的存在以及其尺寸、形状、位置等信息。
超声波检测主要应用于金属、陶瓷、复合材料等各种材料的内部缺陷检测，例如气孔、夹杂物、裂纹等。
磁粉检测是利用磁场和磁性材料的相互作用来检测表面和近表面的缺陷的方法。
通过在被检测物件表面施加一个磁场，再向其表面撒放一层磁粉，当磁粉遇到表面缺陷处的磁场异常时，会发生沿着缺陷线的堆积现象，从而可以通过观察和分析磁粉的分布来判断缺陷的性质和位置。
磁粉检测主要适用于对金属材料进行表面裂纹、腐蚀等缺陷检测。
涡流检测是利用交变磁场在导体中感生涡流，从而形成一个和原磁场方向相反的磁场，通过对这个反向磁场的观测可以判断被测导体内部的缺陷。
常用无损检测国家标准1. GB/T 33232019《金属材料熔化焊焊接接头射线照相检测》该标准规定了金属材料熔化焊焊接接头射线照相检测的基本要求、技术要求和检测方法。
适用于碳素钢、低合金钢、不锈钢、钛合金、镍基合金等金属材料的焊接接头射线照相检测。
2. GB/T 15002018《金属覆盖层厚度测量方法》该标准规定了金属覆盖层厚度测量的基本要求、技术要求和测量方法。
适用于电镀、热浸镀、喷镀等金属覆盖层的厚度测量。
3. GB/T 234552009《无损检测超声检测通用技术条件及等级分类》该标准规定了超声检测的基本要求、技术要求和等级分类。
适用于金属材料、非金属材料、复合材料等超声检测。
4. GB/T 77052008《无损检测渗透检测》该标准规定了渗透检测的基本要求、技术要求和操作方法。
适用于金属材料、非金属材料、复合材料等渗透检测。
5. GB/T 6417.12005《无损检测磁粉检测》该标准规定了磁粉检测的基本要求、技术要求和操作方法。
适用于金属材料、非金属材料、复合材料等磁粉检测。
6. GB/T 16825.12011《无损检测术语》该标准规定了无损检测领域的术语及其定义。
适用于无损检测技术、设备、方法、标准等方面的术语统一。
7. GB/T 113452013《无损检测渗透检测技术条件》该标准规定了渗透检测技术的基本要求、技术要求和检测方法。
适用于金属材料、非金属材料、复合材料等渗透检测。
8. GB/T 12604.12010《无损检测术语》该标准规定了无损检测领域的术语及其定义。
适用于无损检测技术、设备、方法、标准等方面的术语统一。
9. GB/T 126062010《无损检测磁粉检测技术条件》该标准详细规定了磁粉检测技术的基本要求、技术要求和操作方法。
适用于铁磁性材料如碳钢、合金钢、铸铁等的表面和近表面缺陷的检测。
10. GB/T 50972018《无损检测超声波探伤》该标准适用于金属材料和部分非金属材料的超声波探伤，规定了超声波探伤的基本要求、技术要求和操作方法。
随着科学的进步，以及技术的发展，仅仅依靠旧的工艺已经不能满足人们的需求了，这种现象在无损检测上表现得尤为突出。
无损检测也在不断地探索，出现了许多之前没有的新技术，那么，无损检测有哪些呢？1、激光全息无损检测激光全息无损检测是在全息照相技术的基础上发展起来的一种检测技术。
激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的，因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形，这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷作用下，物体表面的变形程度是不相同的。
激光全息照相是将物体表面和内部的缺陷，通过外界加载的方法，使其在相应的物体表面造成局部的变形，用全息照相来观察和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况，进行观察和分析，然后判断物体内部是否存在缺陷。
激光全息检测对被检对象没有特殊要求，可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测。
这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结构便于保存等特点。
但如果物体内部的缺陷过深或过于微小，激光全息检测这种方法就无能为力了。
2、声振检测声振检测是激励被测件产生机械振动，通过测量被测件振动的特征来判定其质量的一种无损检测技术。
3、微波无损检测微波能够贯穿介电材料，能够穿透声衰很大的非金属材料，所以微波检测技术在大多数非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非金属测量等方面获得了广泛的应用。
4、声发射检测技术声发射是一种物理现象，大多数金属材料塑性变形和断裂是有声发射产生，但其信号的强度很弱，需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。
各种材料的声发射频率范围很宽，从次声频、声频到超声频。
利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。
声发射检测需有外部条件的作用，使材料或构件发声，使材料内部结构发生变化。
因此声发射检测是一种动态无损检测方法，即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。
5、红外无损检测红外无损检测是利用红外物理理论，把红外辐射特性的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。
热处理过程中的无损检测技术探
索
热处理过程中的无损检测技术探索
热处理是一种常用的工艺，用于改变材料的性质和结构。
在热处理过程中，无损检测技术是一种重要的工具，用于检测材料是否存在缺陷或异常。
首先，热处理过程中最常用的无损检测技术之一是超声波检测。
超声波检测利用声波在材料中传播的原理，通过检测声波的传播速度和衰减情况来判断材料中是否存在缺陷。
在热处理过程中，超声波检测可以用于检测材料的内部结构是否发生变化，例如晶粒尺寸的改变、相变的发生等。
其次，磁粉检测也是热处理过程中常用的无损检测技术之一。
磁粉检测利用磁场的作用，通过在材料表面涂覆磁粉，并施加磁场，以检测材料表面或近表面的缺陷。
在热处理过程中，磁粉检测可以用于检测材料的表面是否存在裂纹、裂纹的深度和长度等。
另外，涡流检测也是一种常用的无损检测技术。
涡流检测利用导体中的涡流效应，通过在材料表面施加交变磁场，检测材料中的缺陷。
在热处理过程中，涡流检测可以用于检测材料中的细小裂纹、气孔等缺陷。
最后，X射线检测也是常用的无损检测技术之一。
X射线检测利用X射线的穿透能力，通过照射材料并
检测透射或散射的X射线来判断材料中的缺陷。
在热处理过程中，X射线检测可以用于检测材料的密度变化、晶体结构的改变等。
综上所述，热处理过程中的无损检测技术是一种非常重要的工具，可以用于检测材料中的缺陷和异常。
超声波检测、磁粉检测、涡流检测和X射线检测是常用的无损检测技术，它们各有优势和适用范围。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的无损检测技术，以确保热处理过程的质量和安全。
无损检测技术中的成像技术与图像处理方法无损检测技术在工业领域中扮演着重要角色，它可以用于检测材料、零件或产品的内部缺陷，而不会对其造成任何损伤。
其中，成像技术和图像处理方法是实现无损检测的关键。
本文将介绍无损检测中常用的成像技术和图像处理方法，并探讨其应用和优势。
一、成像技术1. X射线成像技术X射线成像技术是无损检测中最常用的成像技术之一。
它通过使用X射线机或X射线探测器来获取材料或零件的内部结构信息。
X射线能够穿透物体并被不同材料的密度差异所吸收，因此可以用来检测材料内部的缺陷或异物。
X射线成像技术在医学、航空航天和工业领域被广泛应用，具有成像速度快、检测精度高的优点。
2. 超声成像技术超声成像技术是利用超声波在物体内部的传播和反射原理来获取材料或零件的图像信息。
它通过将超声波束发送至被测试物体，并接收反射的超声波来创建一个图像。
超声成像技术可以检测材料的密度差异、缺陷、裂纹等。
它在医学诊断、材料分析等领域具有广泛应用，并且无辐射、无污染、成本低廉。
3. 红外热像仪成像技术红外热像仪成像技术是利用物体自身的红外辐射来获取图像信息。
不同材料和物体的温度差异会产生不同的红外辐射，红外热像仪可以将这些辐射转换成对应的图像。
红外热像仪成像技术可以用于检测材料的热分布、热失效点以及热传导性能等。
它在火灾预防、电力设备维护等领域具有重要应用价值。
二、图像处理方法1. 噪声去除在无损检测中，图像中可能存在各种形式的噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等，这些噪声会影响到图像的质量和准确性。
图像处理方法可以采用滤波器等技术来去除噪声，提高图像的清晰度和可读性。
2. 图像增强图像增强是指通过增加图像的对比度、亮度或者增强图像的细节来改善图像质量。
在无损检测中，图像增强可以帮助检测人员更容易地观察到材料或零件的缺陷。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、灰度拉伸等。
3. 特征提取和分类在无损检测中，需要对图像进行特征提取和分类，以便快速准确地识别出缺陷或异常。
第三篇常用无损检测技术
第15章射线照相检测技术
15.1射线照相检测技术概述（Ⅱ级人员仅要求本节内容）
射线是具有可穿透不透明物体能力的辐射，包括电磁辐射（X射线和γ射线）和粒子辐射。
在
射线穿过物体的过程中，射线将与物质相互作用，部分射线被吸收，部分射线发生散射。
不同物质
对射线的吸收和散射不同，导致透射射线强度的降低也不同。
检测透射射线强度的分布情况，可实
现对工件中存在缺陷的检验。
这就是射线检测技术的基本原理。
射线照相检测技术，利用射线对胶
片可以产生感光作用的原理，采用胶片记录透射射线强度，在底片上形成不同黑度的图像，完成检
验。
图15—1显示了射线照相检测技术的基本原理。
射线照相检测的基本过程为准备、透照、暗室处理、评片，从底片上给出的图像，判断缺陷性
质、分布、尺寸，完成对工件的检验。
图15-1 射线照相检测技术基本原理图15-2 光电效应示意图
射线照相检验技术可应用于各种材料（金属材料、非金属材料和复合材料）、各种产品缺陷的检验。
检验技术对被检工件的表面和结构没有特殊要求。
检验原理决定了，这种技术最适宜检验体积
性缺陷，对延伸方向垂直于射线束透照方向（或成较大角度）的薄面状缺陷难于发现。
射线照相检
验技术特别适合于铸造缺陷和熔化焊缺陷的检验，不适合锻造、轧制等工艺缺陷检验。
现在它广泛
应用于航空、航天、船舶、电子、兵器、核能等工业领域。
射线照相检测技术直接获得检测图像，给出缺陷形貌和分布直观显示，容易判定缺陷性质和尺
寸。
检测图像还可同时评定检测技术质量，自我监控工作质量。
这些为评定检测结果可靠性提供了
客观依据。
射线照相检测技术应用中必须考虑的一个特殊问题是辐射安全防护问题。
必须按照国家、地方、行业的有关法规、条例作好辐射安全防护工作，防止发生辐射事故。
15.2射线照相检测技术基础
15.2.1 射线与物质的相互作用
射线按其特点分为二类：电磁辐射和粒子辐射，以下仅讨论Ｘ射线与γ射线（电磁辐射）。
Ｘ射线、γ射线与物质的相互作用是光量子和物质的相互作用。
包括光量子与原子、原子核、
原子的电子及自由电子的相互作用。
主要的作用是：光电效应、康普顿效应、电子对效应和瑞利散
射。
图15—2、图15—3、图15—4是光电效应、康普顿效应、电子对效应作用示意图。
158
在光电效应中，入射光量子与原子的轨道电子相互作用，把全部能量传递给这个轨道电子，获
得能量的电子克服原子核的束缚成为自由电子。
光电效应是一个吸收过程，将伴随发射特征Ｘ射线
的荧光辐射。
图15-3康普顿效应示意图图15-4 电子对效应示意图图15-5射线穿透物体时的衰减
在康普顿效应（康普顿散射）中，入射光量子与原子外层轨道电子发生的相互作用，光子的一
部分能量传递给电子，使电子从轨道飞出，这种电子称为反冲电子，同时，入射光量子的能量减少，
成为散射光量子，并偏离了入射光量子的传播方向。
康普顿效应是一个既有吸收又有散射的过程。
从能量守恒定律，电子对效应只能发生在入射光量子的能量不小于 1.02 MeV时。
光量子与原子核发生相互作用，转化为一对正、负电子在不同方向飞出。
电子对效应中，入射光量子消失，它
是一个吸收过程。
简单说，瑞利散射是入射光量子与原子的弹性碰撞散射过程。
在这个过程中，入射光量子的能
量不改变，但传播方向发生改变。
15.2.2 射线衰减规律
1）衰减概念
在射线与物质的上面相互作用中，入射光量子的能量一部分转移到能量或方向改变了的光量子
那里，一部分通过电子损失在物体之中。
前面的过程称为散射，后面的过程称为吸收。
因此，入射
到物体的射线，一部分能量被吸收、一部分能量被散射。
这导致从物体透射的射线强度低于入射射
线强度，这称为射线强度发生了衰减。
2）单色窄束射线衰减规律
单色射线是指波长(能量)单一的射线。
如果到达胶片的射线只有从射线源沿直线穿过物体透射
的射线（一次射线）,称为窄束射线。
如果到达胶片的射线还包括散射线等，则称为宽束射线。
简单
地说，宽束射线和窄束射线就是是否考虑散射线。
对单色窄束射线，实验表明，在厚度非常小的均匀媒质中，强度的衰减量正比于入射射线强度
和穿透物体的厚度。
按照图15—5所示的符号，这种关系可以写为
I=I0e-μＴ（15—1）式中：I0—入射射线强度；
I—为透射射线强度；
T—为吸收体厚度；
μ—射线的线衰减系数。
这就是单色窄束射线的衰减规律，也称为射线衰减的基本规律。
这个公式指出，射线穿过物
体时的衰减程度与射线本身的能量、所穿透的物体厚度相关。
理论上有由
μ=ρμm（15—2）
μm≈KZ3λ3（15—3）
159
160 μm 称为质量衰减系数，ρ是吸收体的密度，是射线的波长，Z 是吸收体物质的元素的原子序数，k 为一常系数。
它们具体说明了线衰减系数与射线能量、吸收体性质的关系。
在实际应用中，常引入半值层（厚度）描述吸收体对一定能量射线的衰减。
半值层是指使射线
的强度减弱为入射射线强度值的 1/2的物体厚度，常记为T 1/2。
容易得到
T 1/2 =0.693/μ (15
—4) 利用半值层概念，上面的射线衰减规律可以写成概念清晰的关系式
2/1/021T T I I （15—5）
利用此式可从概念上进行简单计算。
3）宽束连续谱射线衰减规律
实际射线探伤中，一般都是宽束连续谱射线情况。
这时，当射线穿过物体时，连续谱的不同波
长部分，衰减情况不同，这导致了连续谱射线的“硬化”现象——随穿过物体厚度增加，连续谱保留更多的是波长短的部分。
另外，到达胶片总会含有散射线。
因此，必须采用宽束连续谱射线衰减规律时，处理实际问题。
15.2.3工业射线胶片的感光特性
1）底片黑度概念
胶片经过曝光和暗室处理后称为底片，
底片的黑度定义为入射光亮度L 0与透射光亮度L 之比的常用对数之值，即
D =lg （L 0/L ）
（15—6）2）工业射线胶片的感光特性与特性曲线
胶片的主要感光特性是：感光度、梯度、灰雾度和宽容度等。
胶片感光特性曲线给出了底片黑
度与曝光量常用对数关系的曲线，集中显示了胶片的主要感光特性。
典型的工业射线胶片的感光特性曲线如图15—6所示。
感光度表示胶片对射线（光）的敏感程度，也称为感光速度，表示胶片感光的快慢。
得到同样
黑度所需曝光量少的胶片感光度高，或说感光速度快。
梯度是胶片特性曲线上任一点的切线的斜率，显然，特性曲线上不同点的梯度不同。
灰雾度表示胶片不经曝光在显影后得到的黑度。
宽容度定义
为特性曲线上直线部分对应的曝光量对数之差，在这个范围内，黑度与曝光量对数近似成正比关系。
VV 图15-6 工业射线胶片的感光特性曲线图15-7 影像质量基本因素
对正常曝光部分，胶片感光特性曲线的函数关系。
