(完整版)无损检测技术及其应用
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无损检测技术的发展及其应用随着科技的不断发展,无损检测技术在各个行业中得到了广泛应用。
无损检测技术简单来说,就是通过非破坏性手段检测材料、构件、设备、产品等的内在缺陷,而不损坏被检测物。
一、无损检测技术的发展历程无损检测技术在过去的几十年中取得了长足的发展。
早期的无损检测技术主要是简单的视觉检查或使用简单的仪器来检测材料缺陷。
到了20世纪60年代,无损检测技术开始使用电磁波谱学、超声波和磁粉检查等高级技术,提高了技术的精度和效率。
直到现在,无损检测技术在各个行业中都有着广泛的应用。
二、无损检测技术的应用领域1.航空航天领域飞机的安全性至关重要,无损检测技术在航空业中得到了广泛的应用。
飞机在使用中,经常会出现一些无法被肉眼发现的问题,而通过无损检测技术可以检测到材料的缺陷,从而及时进行维修和保养。
2.石油化工领域在石油化工领域,无损检测技术可以帮助企业监测设备的可靠度和安全状态。
例如,在石化工厂中,设备变形或者裂纹将导致大量的生产中断和经济损失。
使用无损检测技术预先发现这些问题,可以大大减少生产停机时间。
3.核电站领域核电站在使用的过程中,存在着极高的危险。
无损检测技术可以检测出隐蔽的材料缺陷,提高设备的可靠度和安全性。
因此,在核电站领域中,无损检测技术被广泛应用。
4.铁路领域在铁路领域中,列车各部位零件在长期使用中面临着磨损、老化等问题,使用无损检测技术可以及时发现设备的隐患,提高列车的安全性。
三、无损检测技术存在的问题1.无损检测技术设备价格高昂无损检测技术设备价格高昂,这是该技术被普及的一大障碍。
2.无损检测技术人才短缺无损检测技术需要专业的技术人才进行操作和维护,而无损检测技术人才的培养和招聘仍然面临着困难。
3.无损检测技术标准不一无损检测技术的标准在各个行业中并不一致,缺乏标准化的规范,这使无损检测技术的应用程度受到了一定的影响。
四、未来无损检测技术的发展趋势1.开发更高级的无损检测技术未来,随着物联网、云计算和人工智能的不断发展,越来越多的高级无损检测技术将应运而生。
无损检测技术的常见应用领域无损检测技术是一种非破坏性的检测方法,它通过对材料或构件进行检测,而不会对其造成任何损伤。
这种技术能够探测物体的内部和表面缺陷,广泛应用于工业生产、航空航天、汽车制造、石油化工等领域。
本文将介绍几个无损检测技术的常见应用领域。
首先,无损检测技术在工业生产中的应用非常广泛。
例如,在金属制造业中,无损检测技术可以用于检测金属件的裂纹、疲劳损伤、腐蚀等问题,确保产品的质量和安全性。
在焊接行业中,无损检测技术可以检测焊缝的完整性和质量,避免由于焊接缺陷导致的结构失效。
此外,在电力行业中,无损检测技术可以用于检测发电设备的绝缘状况,预防电力设备的故障和事故。
其次,航空航天领域也是无损检测技术的重要应用领域之一。
在飞机制造过程中,无损检测技术可以用于检测飞机结构中的隐蔽缺陷,如裂纹、空泡和夹杂物等,以确保飞机的结构完整性和安全性。
在飞机维修中,无损检测技术可以用于检测飞机发动机、机翼和螺旋桨等部件的缺陷,及时发现并修复问题,保障飞机的正常运行。
此外,汽车制造业也广泛应用无损检测技术。
在汽车生产过程中,无损检测技术可以用于检测汽车零部件的质量,确保各个零部件的安全性和可靠性。
例如,无损检测技术可以用来检测汽车发动机的缺陷,如裂纹和磨损等,以提高发动机的性能和寿命。
此外,无损检测技术还可以用于汽车底盘和车身结构的检测,以保障汽车的安全性和乘坐舒适性。
最后,石油化工行业也是无损检测技术的重要应用领域之一。
在石油和化工设备的生产和维护过程中,无损检测技术可以用于检测管道、容器和设备的缺陷,防止因泄漏和腐蚀而引起的事故和环境污染。
通过使用无损检测技术,可以及时发现和修复问题,确保设备的正常运行和生产效率。
总之,无损检测技术在工业生产、航空航天、汽车制造和石油化工等领域的应用非常广泛。
它可以帮助企业提高产品的质量和安全性,减少因缺陷导致的事故和损失。
随着技术的不断发展和创新,无损检测技术将继续在各个领域发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多的便利和安全保障。
无损检测技术及其在果品质量安全检测中的应用无损检测技术是一种非侵入式的检测方法,通过使用一系列工具和装置对物体进行感知、检测和诊断,以实现对物质内部构造、组成和性质的分析和评估。
随着现代科技的发展,无损检测技术在农业领域得到广泛应用,其中包括果品质量安全检测。
果品质量安全检测是果品产业链中不可或缺的一环。
传统的检测方法需要取样、破坏性检测,无法满足大批量的果品质量检测需要。
而利用无损检测技术进行果品质量安全检测可以不破坏果品的完整性,实现对果实内部组织结构、化学成分、营养成分及其质量安全状况的评估,为果品加工、运输、销售提供了科学依据,保障了消费者的健康。
1.近红外光谱技术近红外光谱技术是一种依据物质在不同波长范围内反射、吸收、透射等光学特性进行检测的技术。
近年来,该技术在果品质量检测中得到广泛应用。
根据果品近红外光谱图谱,可以得到果品的水分、总糖、维生素C、酸度等指标数据,从而判定果品的成熟度和质量。
比如针对葡萄酒的生产制造,使用近红外光谱技术可以实现对葡萄酒的酒精度、酸度、残留糖分等指标的无损检测。
2.成像技术成像技术是一种无损检测技术,利用不同的传感器对果品进行成像分析。
常见的成像技术有X射线、磁共振成像技术等。
通过成像技术可以对果品的内部构造和组织结构进行清晰的展示,诊断果品有无病害或虫害,并测定其成熟度和品质。
例如,利用磁共振成像技术可以实现对苹果、梨等果品的分子成分分析和位置分布定位。
3.超声波技术超声波技术可以实现对果品内部精确的测量,同时还可以检测果品的质量变化和损伤情况。
在果品贮藏期间,通过超声波检测技术可以监测果品的硬度、水分和成分含量等指标。
此外,还可以应用超声波技术检测果汁中的悬浮物和脂肪颗粒,降低果汁沉淀率,提高果汁纯度。
综上所述,无损检测技术在果品质量安全检测中的应用有很大的潜力,可以实现快速、准确、无损的检测和评估,为果品质量安全提供保障。
未来,随着科技的不断升级和发展,无损检测技术将更加完善,为果品质量安全检测提供更加优质的服务。
无损检测技术及其在果品质量安全检测中的应用引言
随着人们对食品质量与安全的日益关注,无损检测技术在果品质量安全检测中的应用也变得愈发重要。
无损检测技术是指在不损坏被检测样品的情况下,通过对被测样品的内部结构、质量等进行全面、准确的检测与分析的一种技术手段。
在果品行业中,无损检测技术的应用可以有效地提高果品的质量与安全水平,保障消费者的健康,促进果品行业的可持续发展。
本文将从无损检测技术的概念、原理、特点以及在果品质量安全检测中的应用等方面进行探讨。
二、无损检测技术的原理
(一)声学原理
声学无损检测技术是一种利用声学原理进行材料内部缺陷检测的技术手段。
声学无损检测技术能够通过对被检测材料内部声波的传递、反射、漏泄等进行全面而准确的检测与分析。
通过对声波的传播、传播速度及反射等进行检测与分析,可以准确地判断被检测材料内部的缺陷、实际情况等,为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
三、无损检测技术的特点
(一)准确性高
无损检测技术具有较高的准确性,在对被检测样品的内部结构、质量等进行检测与分析时,能够做到全面、准确、细致,为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
(三)适用范围广
无损检测技术适用范围广,不仅可以应用于果品质量安全检测,还可以应用于其他材料、构件的检测与评估,具有较强的普适性与通用性,为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
(三)果品保存及运输过程监测
无损检测技术可以对果品保存及运输过程进行全面、准确的监测与分析,能够及时发现果品保存及运输过程中出现的问题,为果品的质量安全提供了有力的技术支持。
无损检测技术的特点及其在质量控制领域的应用无损检测技术是一种能够在不破坏被测物体的前提下对其进行检测的技术手段。
它可以通过各种物理、化学和工程技术手段,对材料、组件和结构的缺陷、性能和结构的完整性进行检测和评估。
无损检测技术在质量控制领域具备一定的特点,广泛应用于航空航天、汽车、电力、核工业、钢铁等行业,为提高产品质量、确保工程安全和保护环境做出了重要贡献。
无损检测技术的特点主要体现在以下几个方面:1. 非破坏性:无损检测技术不需要对被测物体进行破坏性试验,能够在不影响其使用性能的前提下进行准确的检测,避免了对被测物体的损伤和浪费。
2. 全面性:无损检测技术可以对被测物体的各个方面进行检测,包括材料缺陷、结构完整性、性能评估等。
不同的无损检测方法可以相互补充,提高整体检测能力。
3. 高灵敏度:无损检测技术可以非常精确地检测到微小的缺陷,如内部裂纹、组织结构变化等。
这种高灵敏度可以帮助及早发现潜在的缺陷,避免事故的发生和人员的伤害。
4. 非接触性:无损检测技术可以通过非接触性的方式进行检测,不需要与被测物体直接接触。
这样可以避免操作人员受到危险物品的伤害和污染。
无损检测技术在质量控制领域有着广泛的应用。
以下是几个重要的应用领域:1. 航空航天领域:无损检测技术在航空航天领域中起着至关重要的作用。
它可以用于对飞机、火箭等运载工具的结构和材料进行检测,以确保其安全可靠。
无损检测技术可以及早发现隐蔽的缺陷,避免事故的发生。
2. 汽车制造领域:无损检测技术在汽车制造领域中被广泛应用。
它可以对汽车零部件的质量和性能进行检测,确保其达到设计要求。
无损检测技术可以提高汽车的安全性和可靠性,降低事故的发生率。
3. 电力行业:无损检测技术在电力行业中用于对电力设备和输电线路的检测。
它可以帮助检测电力设备的缺陷和故障,及早发现潜在的安全隐患,确保电力系统的可靠运行。
4. 核工业:无损检测技术在核工业中起着重要的作用。
无损检测技术的应用与发展前景无损检测技术是一种基于先进物理学、材料学、计算机科学等科技手段,通过对物质特性进行分析和测试,达到检测物体质量、完整性和安全性的一种新型检测技术。
相较于传统检测方法,无损检测技术具有无需破坏性、整体成本低、准确度高、效率快并且特别适用于检测复杂或大型物体等优点,因此在各个领域得到了广泛的应用。
接下来我们将结合实际案例和发展趋势,探讨无损检测技术的应用与未来发展前景。
一. 应用领域1. 航空航天航空航天是利用各种先进材料、复杂结构设备、先进技术等诸多因素综合构成的高科技领域,同时也是对飞行器及其零部件功能安全性的严格要求,无损检测技术在其研发、制造和维护过程中起到了至关重要的作用。
通过各种无损检测手段,可以及时发现零部件的缺陷问题。
在航空航天领域,非破坏性检测技术已经被广泛应用在飞行器结构和材料、涡轮机叶片等方面,以确保其安全可靠的运行。
2. 汽车制造汽车制造是广泛使用各种材料和曲折复杂结构的领域。
检测其零部件和构件是否完好,保证汽车车辆的高水平安全运行,是非常重要的。
无损检测技术在汽车制造业中广泛应用,检测摩擦零件和压力部件的表面结构等,也有助于检测汽车的防腐防锈材料和零部件的质量,保证汽车零部件的良好性能。
3. 电力工业电力行业是重要的国民经济伺机领域,其高压设备以及石油管道、水电站、核电厂等重要设施需要运行在极端环境下。
无损检测技术可以对电力设备在使用过程中存在的缺陷和耐久性进行监测和修补,检测设备赔率、内部结构、安装质量等方面的问题,使生产持续稳定的运行,并且确保其具有高效率和高安全性。
4. 建筑结构建筑结构是关系到公众安全的一项非常重要的任务。
无损检测技术对建筑结构中的隐藏缺陷进行无损检测,以保证其强度和质量,以及大幅度减少建筑物的损坏、倒塌和建筑物下沉等风险。
此外,无损检测技术还可以在建筑物建造过程中监测建筑材料,发现及时进行修整、维护,确保建筑物的寿命和安全问题。
无损检测技术的发展趋势及应用随着现代科技的不断发展,无损检测技术在各个领域愈加广泛地应用。
无损检测技术指的是在不破坏被检测物体的前提下,利用物理、化学、电子等多种方法对其内部和外部的缺陷、材料疲劳、质量状态等进行检测、诊断和评估的技术。
无损检测技术在航空航天、汽车、能源、建筑、电力等多个领域均有广泛应用,具有节约成本、提高效率和保障安全等优势。
本文将重点探讨无损检测技术的发展趋势及其在各个行业中的应用。
一、无损检测技术的发展趋势1.1 高级无损检测技术的出现传统的无损检测技术已经难以满足现代工业生产、战争需求和保障人生安全的要求。
随着半导体技术、计算机技术、激光技术、纳米技术等高新技术的发展,高级无损检测技术已经逐渐出现。
例如超声波光调制技术、时间域反射技术、电子束技术、磁共振技术等技术,可以对材料进行更深入、更全面、更精确地检测、诊断和评估。
1.2 信息化发展带来无损检测技术的智能化信息化的发展引领着各种技术的转型升级,无损检测技术也不例外。
无损检测技术的智能化趋势已经显现。
随着物联网、云计算等新兴技术的应用,可以实现无损检测智能化、集成化和网络化,实现远程监控和远程管理等功能。
同时,利用机器学习、人工智能等软件技术,可将大量无损检测数据处理、分析和诊断,提高检测效率和准确性,降低人为失误带来的误判风险。
1.3 环保方向和新材料的无损检测发展随着全球环保意识不断加强,对于材料品质的要求也越来越高。
将无损检测技术应用于环保、新材料领域是未来技术发展的趋势。
相关领域的材料通常非常昂贵,且对材料的质量和完整性要求非常严格。
因此,无损检测技术可以发挥重要作用,帮助企业避免损失和提高生产质量。
二、无损检测技术的应用2.1 航空航天领域无损检测技术在航空航天领域中的应用尤为广泛,例如飞机发动机检测、飞机强度检测、飞机螺旋桨叶片检测等。
电子束、红外、超声波、涡流和X射线等方法常用于内部缺陷的检测。
2.2 汽车领域在汽车生产过程中,开发更加高效和安全的车辆已成为汽车行业的主要目标之一。
无损检测技术及应用一、绪论无损检测技术是工程技术领域中的一种重要技术,它主要用于对物体内部的缺陷、损伤及其它性能指标进行非破坏性检验。
无损检测技术的应用范围非常广,可以应用于纺织、汽车制造、钢铁冶金、化工、电力、航空航天等各个行业领域。
本文将详细介绍无损检测技术及其应用。
二、无损检测技术的类型无损检测技术主要可以分为以下几种类型:(一)涡流检测技术涡流检测技术是利用涡流的感应作用检测待测物体的内部缺陷及其它性能指标的一种方法。
这种技术可以应用于金属、非金属等材料的缺陷检查,具有灵敏度高、分辨率高等优点。
(二)超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波的传播特性检查待测物体内部缺陷的方法。
这种技术可以应用于各种材料的缺陷检测,具有探伤深度大、不易发生干涉等优点。
(三)磁粉检测技术磁粉检测技术是通过对待测物体表面施加磁场,使有缺陷的部分呈现出明显的磁性粉末集聚现象,从而检测待测物体内部缺陷的一种方法。
这种技术可以应用于金属及其合金材料的缺陷检测,具有易于实施、不受表面形状影响等优点。
(四)岛电池检测技术岛电池检测技术是通过在待测物体表面形成多个小的电容区域,利用岛电池与材料的缺陷共同形成的芝麻状小孔电容信号,来检测待测物体内部缺陷的方法。
这种技术可以应用于非导电材料的缺陷检测,具有检测能力强、不易受材料表面造型影响等优点。
三、无损检测技术的应用(一)汽车制造汽车制造是无损检测技术的重要应用领域之一。
在汽车行业中,无损检测技术主要应用于车架、发动机、变速器、轮轴、空气滤清器、刹车鼓、油箱和机械部件等重要部位的检测。
(二)航空航天在航空航天领域中,无损检测技术主要应用于发动机叶轮、机翼、涡桨、车架、螺旋桨以及钢铝合金、复合材料等部件的缺陷检测。
(三)管道输送在管道输送领域中,通过无损检测技术对输送管道及其附件进行缺陷检测,可以及时发现管道的损坏情况,并对管道进行维修和更换,从而确保管道输送的正常运行。
(四)电力领域在电力领域中,无损检测技术主要应用于电站和变电站的电气设备、输变电线路及配电线路电缆的检测,可以有效地预防发生事故,提高供电系统的可靠性。
无损检测的原理及应用1. 简介无损检测(Non-destructive testing,简称NDT)是一种用于检测材料内部或表面缺陷而无需破坏测试物理性能的方法。
它在许多行业中都有广泛应用,如航空航天、核能、造船和制造业。
2. 原理无损检测的原理是通过对材料表面或内部传播的声波、电磁波或其他形式的能量进行检测和分析。
这些能量会与缺陷或材料性质的变化相互作用,从而产生测量信号。
根据测量信号的特征,可以确定缺陷的位置、尺寸和类型。
3. 常见的无损检测方法以下是常见的无损检测方法及其应用范围的简要介绍:•超声波检测(Ultrasonic testing):通过将高频声波传播到材料中,并监测反射信号来识别缺陷位置和尺寸。
广泛应用于金属、塑料和复合材料的表面和内部缺陷检测。
•涡流检测(Eddy current testing):利用涡流感应原理,通过将交流电通过线圈引入材料,监测涡流产生的变化来检测缺陷。
常用于金属导体和管道的表面缺陷检测。
•磁粉检测(Magnetic particle testing):在材料表面施加磁场,并在缺陷处应用磁粉颗粒。
检测粒子的集聚可以显示出缺陷的位置和形状。
适用于金属表面的裂纹和疲劳破坏检测。
•X射线检测(X-ray testing):使用X射线或伽马射线透射材料,并通过测量射线的吸收或散射来检测缺陷。
常用于金属和混凝土结构的内部缺陷检测。
•磁学检测(Magnetic testing):通过测量磁场变化来检测金属表面或近表面的缺陷。
常用于金属结构的缺陷检测和磁性材料的质量控制。
4. 无损检测的应用无损检测在许多行业中都有重要应用,以下是一些常见的应用领域:•航空航天:无损检测在航空航天工业中的应用广泛。
它可以用来检测飞机结构的疲劳破坏、缺陷和裂纹,确保飞机的安全运行。
•核能:在核能行业中,无损检测用于检测核反应堆和燃料元件中的缺陷和裂纹,以确保核设施的运行安全性。
•制造业:无损检测在制造业中用于产品质量的控制。
无损检测技术及其应用一、无损检测概述无损检测 NDT (Non-destructive testing),就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手段的总称。
与破坏性检测相比,无损检测具有以下显著特点:(1) 非破坏性(2) 全面性(3) 全程性(4) 可靠性问题开展无损检测的研究与实践意义是多方面的,主要表现在以下几方面:(1) 改进生产工艺:采用无损检测方法对制造用原材料直至最终的产品进行全程检测,可以发现某些工艺环节的不足之处,为改进工艺提供指导,从而也在一定程度上保证了最终产品的质量。
(2) 提高产品质量:无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节直至最终的产成品实行全过程检测,为保证最终产品年质量奠定了基础。
(3) 降低生产成本:在产品的制造设计阶段,通过无损检测,将存有缺陷的工件及时清理出去,可免除后续无效的加工环节,减小原材料和能源的消耗节约工时,降低生产成本。
(4) 保证设备的安全运行:由于破坏性检测只能是抽样检测不可能进行100%的全面检测,所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量水平。
此外,无损检测技术在食品加工领域,如材料的选购、加工过程品质的变化、流通环节的质量变化等过程中,不仅起到保证食品质量与安全的监督作用,还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。
作为一种新兴的检测技术,其具有以下特征:无需大量试剂;不需前处理工作,试样制作简单;即使检测,在线检测;不损伤样品,无污染等等。
无损检测技术在工业上有非常广泛的应用,如航空航天、核工业、武器制造、机械工业、造船、石油化工、铁道和高速火车、汽车、锅炉和压力容器、特种设备、以及海关检查等等。
“现代工业是建立在无损检测基础之上的”并非言过其实。
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。
二、无损检测分类及简介下面对以上所说的五种常规检测技术以及几种非常规检测技术做一下简要的介绍。
1.超声检测超声检测的基本原理是:利用超声波在界面(声阻抗不同的两种介质的结合面)出的反射和折射以及超声波在介质中传播过程中的衰减,由发射探头向被检件发射超声波,由接收探头接收从界面(缺陷或本底)处反射回来超声波(反射法)或透过被检件后的透射波(透射法),以此检测备件部件是否存在缺陷,并对缺陷进行定位、定性与定量。
超声检测主要应用于对金属板材、管材和棒材,铸件、锻件和焊缝以及桥梁、房屋建筑等混凝土构建的检测。
2.射线检测射线检测的基本原理是:利用射线(X射线、γ射线和中子射线)在介质中传播时的衰减特性,当将强度均匀的射线从被检件的一面注入其中时,由于缺陷与被检件基体材料对射线的衰减特性不同,透过被检件后的射线强度将会不均匀,用胶片照相、荧光屏直接观测等方法在其对面检测透过被检件后的射线强度,即可判断被检件表面或内部是否存在缺陷(异质点)。
目前,射线检测主要一个用于机械兵器、造船、电子、航空航天、石油化工等领域中的铸件、焊缝等的检测。
3.磁粉检测磁粉检测的基本原理是:由于缺陷与基体材料的磁特性(磁阻)不同穿过基体的磁力线在缺陷处将产生弯曲并可能逸出基体表面,形成漏磁场。
若缺陷漏磁场的强度足以吸附磁性颗粒,则将在缺陷对应处形成尺寸比缺陷本身更大、对比度也更高的磁痕,从而指示缺陷的存在。
目前,磁粉检测主要应用于金属铸件、锻件和焊缝的检测。
4.渗透检测渗透检测的基本原理是:利用毛细管现象和渗透液对缺陷内壁的浸润作用,使渗透液进入缺陷中,将多余的渗透液出去后,残留缺陷内的渗透液能吸附显像剂从而形成对比度更高、尺寸放大的缺陷显像,有利于人眼的观测。
目前,渗透检测主要应用于有色金属和黑色金属材料的铸件、锻件、焊接件、粉末冶金件以及陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。
5.涡流检测涡流检测的基本原理是:将交变磁场靠近导体(被检件)时,由于电磁感应在导体中将感生出密闭的环状电流,此即涡流。
该涡流受激励磁场(电流强度、频率)、导体的电导率和磁导率、缺陷(性质、大小、位置等)等许多因素的影响,并反作用于原激发磁场,使其阻抗等特性参数发生改变,从而指示缺陷的存在与否。
目前,涡流检测主要应用于导电管材、棒材、线材的探伤和材料分选。
6.声发射检测声发射检测的基本原理是:利用材料内部因局部能量的快速释放(缺陷扩展、应力松弛、摩擦、泄露、磁畴壁运动等)而产生的弹性波,用声发射传感器级二次仪表取该弹性波,从而对试样的结构完整性进行检测。
目前,声发射检测主要应用于锅炉、压力容器、焊缝等试件中的裂纹检测;隧道、涵洞、桥梁、大坝、边坡、房屋建筑等的在役检(监)测。
7.红外检测红外检测的基本原理是:用红外点温仪、红外热像仪等设备,测取目标物体表面的红外辐射能,并将其转变为直观形象的温度场,通过观察该温度场的均匀与否,来推断目标物体表面或内部是否有缺陷。
目前,红外检测主要用应于电力设备、石化设备、机械加工过程检测、火灾检测、农作物优种、材料与构件中的缺陷无损检测。
8.激光全息检测激光全息检测是利用激光全息照相来检验物体表面和内部的缺陷。
它是将物体表面和内部的缺陷,通过外部加载的方法,使其在相应的物体表面造成局部变形,用激光全息照相来观察和比较这种变形,然后判断出物体内部的缺陷。
目前,激光全息检测主要应用于航空、航天以及军事等领域,对一些常规方法难以检测的零部件进行检测,此外,在石油化工、铁路、机械制造、电力电子等领域也获得了越来越广泛的应用。
三.无损检测系统实例——超声波传感器在无损检测中的应用1.可闻声波是人们能听到的声音, 由物体振动产生, 它的频率在20HZ~20kHZ 范围内。
于20HZ 称为次声波, 人耳虽然听不到但可与人体器官发生共振。
频率超过20KHZ 称为超声波, 检测中常用的超声波频率范围为几十kHZ 到几十MHZ 。
超声波是一种在弹性介中的机械震荡,它的传播波型主要可分为纵波、横波、表面波等三种。
超声波具有以下基本特性:传播速度与介质的密度、弹性特性和环境条件有关;通过两种不同介质时, 会产生反射和折射现象;随着在介质中传播距离的增加, 介质吸收能量, 使超声波的强度有所衰减。
超声波传感器利用晶体的压电效应和电致伸缩效应, 将电和能相互转换, 实现对各种参量的测量。
超声波传感器配上不同的电路制成各种超声波仪器和装置, 广泛应用于工业生产、医疗、家电等许多领域中。
超声波无损探伤具有应用方便、适用性强、准确率高、易自动化等许多优点。
2.超声波传感器的主要作用和结构超声波传感器是一种可逆换能器,超声波换能器又称超声波探头。
超声波换能器的工作原理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种, 在检测技术中主要采用压电式。
超声波探头的主要作用是:一个电声换能器, 并能将返回来的声波转换成电脉冲;控制超声波的传播方向和能量集中的程度, 当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时, 可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性, 提高分辨率;实现波型转换;控制工作频率;适用于不同的工作条件。
超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、空气传导探头以及其他专用探头等。
接触式直探头的结构如图1所示:超声探头与被测物体接触时,探头与被测物体表面间存在一层空气薄层, 空气将引起三个界面间强烈的杂乱反射波, 造成干扰, 并造成很大的衰减。
为此, 必须将接触面之间的空气排挤掉, 使超声波能顺利地入射到被测介质中。
在工业中,经常使用一种称为耦合剂的液体物质,使之充满在接触层中,起到传递超声波的作用。
常用的耦合剂有自来水、机油、甘油、水玻璃、胶水、化学浆糊等。
超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤技术中的一种主要检测手段。
它既可检测材料表面的缺陷, 又可检测内部几米深的缺陷, 这是x光探伤所达不到的深度。
超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高, 对人体无害等优点; 缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性;超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。
3.超声波无损探伤的方法到目前为止, 已经应用或者提议应用的利用超声波探伤进行无损检查的方法见下表:超声波探伤的方法很多, 最常用的是脉冲反射法。
一般在均匀的材料中, 缺陷的存在将造成材料的不连续, 这种不连续往往又造成声阻抗的不一致, 由反射定理可知, 超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射, 反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。
脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。
脉冲反射法根据超声波波形的不同又分为纵波探伤、横波探伤和表面波探伤。
例如管道环焊缝超声波检测装置原理如图2所示:目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A扫描方式的,所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离,纵坐标是超声波反射波的幅值。
譬如,在一个钢工件中存在一个缺陷,由于这个缺陷的存在,造成了缺陷在钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面,交界面之间的声阻抗不用,当发射的超声波遇到这个界面之后,就会发生发射,反射回来的能量又被探头接受到,在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形,横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。
这个反射波的长度和形状因不同的缺陷而不同,反应了缺陷的性质。
超声波探伤的有点是监测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害,能对缺陷进行定位和定量。
然而,超声波探伤对缺陷的显示不直观,探伤技术难度大,容易受到主、客观因素的影响,以及探伤结果不便保存等,使超声波探伤也有其局限性。
参考文献[1]王升贵,刘尹霞超声波传感器在无损探伤中的应用,科技信息 2007(13):84、93[2]孟立凡. 传感器原理及应用. 北京:国防工业出版社,2005[3]刘伟. 传感器原理及实用技术. 北京:电子工业出版社,2006。