超声波检测 ppt课件

接通电源后，同步电路产生的触发脉冲同时加 至扫描电路和发射电路。扫描电路受触发后开始工 作，产生的锯齿波电压加至示波管水平（x轴）偏 转板上，使电子束发生水平偏转，从而在示波屏上 产生一条水平扫描线（又称时间基线）。
能力知识点2 超声波探伤仪
与此同时，发射电路受触发产生高频窄脉冲 加 至探头，激励压电晶片振动而产生超声波，再 通过 探测表面的耦合剂将超声波导入工件。超声波 在工 件中传播遇到缺陷或底面时会发生反射，回波 被同 一探头或接收探头所接收并被转变为电信号， 经接
为了测量各种状态下的物理量, 应多采用纵波。
纵波、 横波及其表面波的传播速度取决于介质的弹性 常数及介质密度, 气体中声速为344 m/s, 液体中声速在 900~1900 m/s。
当纵波以某一角度入射到第二介质（固体）的界面上 时, 除有纵波的反射、 折射外, 还发生横波的反射和折射, 在 某种情况下, 还能产生表面波。
（3）晶片尺寸 圆形晶片为晶片直径；方形晶片 为晶片长度×宽度；分割探头晶片为分割前的 尺寸。
（4）探头种类 用汉语拼音缩写字母表示，直探 头也可以不标出，主要种类见表所示。
（5）探头特征 斜探头为其K值或γ，单位为°。
超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能
是产生超声频率电振荡，并以此来激励探头发 射超
面缺陷和薄工件的测厚。
能力知识点1 超声波探头
二、探头的主要参数 焊缝超声波探伤常使用斜探头。斜探头的主 要性能如下：
1．折射角γ(或探头K值) γ或K值大小决定了声束入射工作的方向和声
波传播途径，是为缺陷定位计算提供的一个有 用数
据。 2．前沿长度
声束入射点至探头前端面的距离称前沿长度，
3．声轴偏离角 探头主声速轴线与晶片中心法线之间的夹角 称 为声速轴线偏向角。 三、探头型号 探头型号由五部分组成，用一组数字和字母表 示，其排列顺序如下： （1）基本频率 单位为MHz。 （2）晶片材料 常用的晶片材料（压电材料）及
一、 超声波的波形及其转换
由于声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不 同, 声波的波型也不同。通常有:
① 纵波——质点振动方向与波的传播方向一致的波;
② 横波——质点振动方向垂直于传播方向的波;
③ 表面波——质点的振动介于横波与纵波之间， 沿着 表面传播的波。 横波只能在固体中传播，纵波能在固体、液 体和气体中传播, 表面波随深度增加衰减很快。
第二节 超声波检测设备
超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头 和试块组成。
超声波探头又称压电超声换能器，是实现 电-声能量相互转换的能量转换器件。
一、探头的种类
由于工件形状和材质、探伤目的及探伤条 件等
不同，因而将使用各种不同形式的探头。
在焊缝探伤中常用的探头有以下几种：
1．直探头
声束重直于被探工件表面入射的探头称为 直探头。它可发射和接收纵波。由压电元 件、吸收块、保护膜和壳体等组成。
能力知识点2 超声波探伤仪
2．探伤仪主要性能 仪器性能将直接影响探伤结果的正确，为此 规
定了探伤仪的各项性能。 （1）水平线性 （2）垂直线性 （3）动态范围
试块是按一定用途设计制作的具有简单几何 形
状人工反射体的试件。
1、试块的分类
根据使用目的和要求的不同，通常将试块分 成
以下两大类：标准试块和对比试块。
CSK-ⅠB
RB-2
声波。同时，它又将探头接收到的回波电信号 予以
放大、处理，并通过一定方式显示出来。
一、超声波探伤仪的分类
1．按超声波的连续性可将探伤仪分为脉冲波
、连续波和调频波探伤仪三种。
2 ．按缺陷显示方式，可将探伤仪分为A型显
3．按超声波的通道数目又可将探伤仪分为单 通道和多通道超声波探伤仪两种。前者是由一个或 一对探头单独工作；后者是由多个或多对探头交替 工作，而每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用 于自动化探伤。 二、A型脉冲反射式超声波探伤仪 1．工作原理
二、 超声波的反射和折射
声波从一种介质传播到另一种介质, 在两个介质的分界 面上一部分声波被反射， 另一部分透射过界面, 在另一种介 质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折 射, 如图10 - 2所示。
由物理学知, 当波在界面上产生反射时, 入射角α的正弦与 反射角α′的正弦之比等于波速之比。当波在界面处产生折射时, 入射角α的正弦与折射角的正弦之比, 等于入射波在第一介质中 的波速C1与折射波在第二介质中的波速C2之比,
α——衰减系数, 单位为Np/m（奈培/米）。
声波在介质中传播时, 能量的衰减决定于声波的扩散、 散射和吸收, 在理想介质中,声波的衰减仅来自于声波的扩散, 即随声波传播距离增加而引起声能的减弱。散射衰减是固体 介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波散射。吸 收衰减是由介质的导热性、粘滞性及弹性滞后造成的, 介质吸 收声能并转换为热能。
sin a c1
sin c2
三、 超声波的衰减
声波在介质中传播时, 随着传播距离的增加, 能量逐渐衰 减, 其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。 其
Px= P0e-αx Ix= I0e-2αx
（10 - 2） （10 - 3）
式中:Px、Ix ——距声源x处的声压和声强;
x——声波与声源间的距离;
第十章 超声波检测
第一节 超声波检测的物理基础
第一节 超声波检测的物理基础
振动在弹性介质内的传播称为波动, 简称波。频率 在16~2×104 Hz之间, 能为人耳所闻的机械波, 称为 声波; 低于16 Hz的机械波, 称为次声波; 高于2×104 Hz的机械波, 称为超声波。 如图10 - 1。
当超声波由一种介质入射到另一种介质时, 由于 在两种介质中传播速度不同, 在介质面上会产生反射、 折射和波形转换等现象。
2．斜探头 利用透声斜楔块使声束倾斜于工件表面射入工
件的探头称为斜探头。它可发射和接收横波。它由 探头蕊、斜楔块和壳体等部分组成。
K=tgγ=Biblioteka .0、1.5、2.0、2.5、3.0。
3．水浸聚焦探头 它是一种由超声探头和声透镜组合而成的探头。
4．双晶探头 双晶探头又称分割式TR探头，主要用探测近表