超声波检测技术
超声波检测基础知识
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。
超声波检测技术原理
超声波检测技术原理
1.【问题】超声波检测技术原理
【答案】超声波检测技术原理整理如下，供大家学习参考。
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，在荧光屏上形成脉冲波形，可以通过这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
超声波检测按照其原理可分为缺陷回波法、穿透法、共振法。
按波形分可分为纵波、横波、表面波和板波等。
纵波是用来探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的缺陷；横波是探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；板波可探测薄板中的缺陷。
《无损检测》超声波课件
环境控制
保持检测环境的清洁和干 燥，避免灰尘、潮湿等因 素对设备的影响。
04 超声波检测技术在实际应 用中的案例分析
金属材料的超声波检测
总结词
高效、准确、无损
详细描述
超声波检测技术广泛应用于金属材料的检测，如钢、铝、铜等。通过高频声波 的反射和传播特性，可以快速准确地检测出金属材料内部的缺陷、夹杂物和晶 界结构，为产品质量控制和安全性评估提供有力支持。
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超声波的接收与处理
超声波的接收
通过超声探头将超声波转换为电信号，便于后续的信号处理 。
信号处理技术
对接收到的电信号进行放大、滤波、检波等处理，提取出有 用的信息。
超声波检测的信号处理技术
信号预处理
对原始信号进行去噪、增益调 整等处理，以提高信号质量。
信号特征提取
提取出反映被测物体特性的信 号特征，如幅度、频率、相位 等。
超声波检测技术的挑战与机遇
技术创新
不断推动超声波检测技术的理论研究和应用创新， 提高检测精度和可靠性，拓展应用领域。
人才培养
加强超声波检测技术的人才培养和队伍建设，提 高技术人员的专业素质和技术水平。
市场拓展
加强市场推广和宣传，提高超声波检测技术的社 会认知度和市场占有率，促进产业发展。
THANKS FOR WATCHING
件等。
表面波探头
适用于检测材料表面和 近表面的细微缺陷，如
玻璃、陶瓷等。
兰姆波探头
适用于检测复合材料、 胶接结构等特殊材料的
缺陷。
超声波检测仪器的性能指标
频率
超声波的频率决定了检测的分辨率和 穿透能力，应根据不同的检测需求选 择合适的频率。
动态范围
第三章 超声波检测技术
4）高频型
第三节 超声波换能器的接口电路
一、超声波换能器的驱动电路
二、超声波换能器的接收电路
三、超声波换能器接收发送两用电路
第四节 超声无损检测
A型显示脉冲反射式超声探伤仪
A型显示脉冲反射式超声探伤仪采用按一定频率间隔发射的具 有一定持续时间的超声脉冲波，其探测结果以荧光屏显示，具有 灵敏度高、缺陷定位精度高、适应范围广的优点。
4．时基电路 时基电路即扫描电路，由延时、扫描两部分组成。同步脉冲信号 经延迟后，再去触发扫描电路，产生锯齿波电压，加在显象管的偏 转板上，使使电子束匀速移动进行扫描，扫描光点的移动速度与锯 齿波电压幅度变化成正比，只要控制锯齿波电压的斜率，就可以改 变扫描速度，使之与超声波在介质中的传播时间相一致，从而调整 探测范围。通过延迟一段时间后再进行扫描，可以把需要仔细观测 的某一区域展现在荧光屏上，便于对缺陷波观察。
(2)抗阻塞性。使用单探头探伤时．发射和接收电路将连在一起，因 此将有几百伏的发射信号加到放大器输入端，这使放大器在发射信 号过后的—段时间内不能正常工作．此现象称为阻塞。放大器因阻 塞不能正常放大的时间称为阻塞时间或阻塞区。如果在阻塞时间内 出现缺陷波，则缺陷波将得不到正常放大，这在实际探伤中是不允 计的。因此，在设计和检验放大器性能时，抗阻塞是—个很重要的 指标，必须把阻塞时间减小到探伤允许的范围内。
二、超声波的类型
超声波在介质中传播的波型取决于介质本身的固有特性和边界 条件、对于流体介质(空气、水等)，当超声波传播时，在介质 中只有拉伸形变而没有切变形变发生，所以只存在超声纵波； 在固态介质中，由于切变变形产生，故还存在超声横波。 1．纵波
当介质中的质点振动方向和超卢波传播方向相同时，此种超 声波为纵波波型，以L表示。任何介质，当其体积发生交替变 化时均产生纵波。由于纵波的产生和接收都较容易，所以纵波 在超声波检测中得到了广泛价用。
超声波检测技术
超声波检测技术摘要本文主要阐述了超声波的性质与特点，简单说明了超声波的波型与声速，以及超声波的折射、反射等。
详细地论述了超声波的发射与接受、压电换能器的工作原理。
讲述了超声波无损探伤及其工作原理，并论述了超声波探伤仪的使用方法及影响探伤结果的因素。
关键词：超声波、探伤仪、压电换能器1引言19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制应用方便。
超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远，因而经常用于距离的测量。
它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等，利用超声波检测往往比较迅速、方便，且计算简单、易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。
2超声波概述2.1超声波在工业领域的应用超声波在工业领域主要用于探伤、距离和厚度测量、流量和密度测量、超声清洗、超声焊接等。
图1 超声波测厚2.2超声波的性质机械波分为：声波、次声波、超声波。
声波的频率在20HZ～20000HZ,频率低于20 HZ的声波称为次声波，频率超过20000HZ的声波称为超声波。
工业探伤上常用的超声波范围是：0.5～20MHz ;其中金属探伤最常用的频率是：1～5MHz；探水泥构建用的频率是：小于0.5MHz,如100KHz、200KHz; 探测玻璃陶瓷中μm级小缺陷用的频率是100MHz～200MHz,甚至更高。
图2声波的频率界限2.3 超声波的特点1、超声波具有良好的指向性。
2、超声波的能量高，由于超声波的能量（声强）与频率的平方成正比，故超声波的能量远大于声波的能量。
3、能像光线一样呈直线传播，并在界面上产生反射、折射和波型转换，在传播过程中还有干涉、叠加、绕射现象，故可以充分利用这些几何、物理特征进行探伤。
超声波检测技术
2)零部件的形状(管、棒、板、饼及各种复杂的形状) 3)零部件中可能产生的缺陷的形态(体积型、面积型、 连续型、分散型) 4)缺陷在零部件中可能存在的部位(表面、近表面或 内部)。 缺陷在工件内部存在的型式可以分为体积型和 面积型两大类，表1-2中列出不同体积型缺陷及其可 采用的无损检测方法，表1-3中列出不同面积型缺陷 及其可采用的无损检测方法。一般来说，射线检测 对体积型缺陷敏感，超声波检测对面状缺陷比较敏 感，磁粉检测只能用于铁磁性材料的检测，渗透检 测则用于表面开口缺陷的检测，而涡流检测对开口
同的检测方法。在所有这些无损检测方法中，可以 说都是很重要的，且往往又是不能完全相互替代的。 或者说在诸多的无损检测方法中，没有哪一种方法Байду номын сангаас是万能的。
根据检测目的或被检对象的重要性，需要用来 描述材料和构件中缺陷状态的数据相应地有多有少， 且任何一种检测方法都不可能给出所需要的全部信 息。因此，从发展的角度来看，有必要使用两种或 多种无损检测方法，并使之形成一个检测系统，才 能比较满意地达到检测目的，对大型复杂设备的检 测就更是如此。 关于各种检测方法的适用范围，前面已做了说 明，各种加工工艺和材料中常见的缺陷见表1-1。
或近表面缺陷，磁性和非磁性的导电材料都具有很 好的适用性。
表1-2 不同的体积型缺陷及其可采用的检测方法
缺陷类型 可采用的检测方法 夹杂、夹渣、夹钨、疏松、 目视检测(表面)，渗透检测(表面) 缩孔、气孔、腐蚀坑 磁粉检测，涡流检测(表面及近表面) 超声波检测，射线检测，红外检测 微波检测，中子照相，光全息检测
(4)由单纯的检测和评价向生产工艺和产品设计相结合的方 向发展，这就是使检测的目的不仅仅在于挑出废品，提高产品 的成品率。
超声波检测频谱-概述说明以及解释
超声波检测频谱-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：超声波检测是一种非常重要的无损检测技朏，它利用超声波在物质内传播的方式来探测材料内部的缺陷和异物。
超声波检测具有高灵敏度、高分辨率、无损伤、快速准确等特点，被广泛应用于工业生产、医学诊断、建筑结构检测等领域。
本文将详细介绍超声波检测的原理、应用和技术发展，并对其未来发展进行展望。
通过深入了解超声波检测技术，读者将更好地认识到其在现代科技领域的重要性和潜力。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行阐述，分别为引言、正文和结论。
在引言部分，将对超声波检测频谱的概念进行介绍，以及文章的结构和目的进行说明。
正文部分将分为超声波检测原理、超声波检测应用和超声波检测技术发展三个小节来详细阐述超声波检测频谱的相关内容。
在结论部分，将对整篇文章进行总结，展望超声波检测频谱未来的发展方向，并给出具体的结论。
通过这样清晰的文章结构，读者可以逐步了解超声波检测频谱的相关知识，从而更好地理解和掌握这一领域的技术。
1.3 目的本文的目的是探讨超声波检测在不同领域中的应用和发展，介绍超声波检测的原理及其在工业、医疗、环境等领域的具体应用情况。
通过深入分析超声波检测技术的发展趋势，探讨其在未来的应用前景和可能面临的挑战，为读者提供关于超声波检测技术的全面了解，并为相关领域的研究和实践提供参考和指导。
2.正文2.1 超声波检测原理超声波是一种高频声波，其频率通常超过人类听觉的上限(20kHz)，因此无法被人耳所感知。
超声波在物体中传播时，会遇到不同的介质或界面，导致部分能量被反射、折射或散射。
利用超声波的这些特性，可以实现对物体内部结构和性质的检测。
超声波检测原理主要包括超声波发射、传播、接收和信号处理四个方面。
首先，超声波由发射器产生并传播到被测物体表面，然后部分能量被表面反射或穿透物体进入内部。
当超声波遇到不同密度、声速或结构的界面时，部分能量会被反射或传播，形成回波。
超声波检测报告
超声波检测报告导言：超声波检测是一项利用声音的特性来检测物体中的缺陷或异常情况的技术。
该技术在多个领域被广泛应用，包括医学、工业、环境等。
本文将对超声波检测进行简要介绍，并重点讨论其在医学领域中的应用。
一、超声波的原理和特性超声波是指频率超过20kHz的声波，其波长较短且能够在固体、液体和气体等不同介质中传播。
超声波的能量相较于可见光和X射线较低，因此对物体的破坏性较小。
同时，超声波的传播速度和被介质吸收的程度与介质的密度和弹性有关，因此可以利用超声波的特性来对物体进行检测和分析。
二、超声波检测在医学中的应用1. 超声波成像超声波成像技术是目前医学中最常用的诊断技术之一。
利用超声波的特性，医生可以将其引入人体内部，通过回波信号的形成来获取图像。
超声波成像具有无损伤、无辐射、实时性和可重复性强等优点，因此在妇产科、心脏科、肝脏病学等领域得到广泛应用。
2. 超声波心血管检测超声波心血管检测是一种无创的诊断技术，可以用来评估心脏结构和功能。
通过超声波的成像和多普勒效应，医生可以获取心脏的结构、血流速度和方向等信息，从而帮助判断心脏是否存在异常。
这对于心脏病的早期诊断和治疗至关重要。
3. 超声波检测妊娠超声波检测在妇产科领域中也有广泛应用。
通过超声波成像，医生可以观察胎儿的发育情况、位置和异常情况。
超声波技术不仅可以帮助确定胎儿的健康状况，还可以用于指导产前和产后的治疗和护理。
4. 超声波检测乳腺癌在乳腺癌的早期诊断中，超声波检测起到了重要的作用。
相较于其他检测方法，超声波检测可以清晰地显示乳腺组织的形态和结构，帮助医生识别异常肿块和病变。
此外，超声波检测还可以辅助穿刺活检，提高诊断准确率。
结论：超声波检测作为一项无创、无辐射的检测技术，在医学领域中发挥着重要作用。
通过超声波成像技术，医生可以观察人体内部器官的结构和功能，实现病症的早期诊断和治疗。
超声波检测在乳腺癌、心脏病、妊娠等方面的应用也取得了显著成效。
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超声工业测量技术
在非电量电测技术中，许多非电量可以通过电学方法加以测定，同样，许多非声量也可通过声学方法来加以测定，这就是所谓超声工业测量技术。
非电量的电测主要是通过一些元件的电阻、电容或电感等量来进行的。
在超声工业测量技术中，非声量的测定也往往是通过某些媒质声学特性(主要是声速、声衰减和声阻抗率等)的测量来进行的。
超声工业测量技术中应用最广的是媒质的声速这一物理量。
第一，媒质的声速与媒质
的许多特性有直接或间接的关系。
有些关系非常简单直接，已有精确的理论公式，例如，在测定声速和密度后，就可求出媒质的弹性模量。
有些关系比较间接而且复杂，但在特定的条件下，仍可以建立一些半理论或纯经验的关系式，例如，媒质的成分，混合物的比例，溶液的浓度，聚合物的转化率，某些液体产品的比重，某些材料的强度等等，都可与声速建立一定的关系，利用这些关系，就熊通过测量声速来测定这些媒质的非声特性。
上述原则是声速分析仪的基本原理。
第二，媒质的声速与媒质所处的状态也有相互关系。
例如，媒质的温度、压强和流速等状态参量的变化都会引起相应的声速的变化。
如声学温度计、超声波风速仪和超声流量计就是用这一类关系来测量温度或流量的。
第三，其他应用，例如在声速c已经测知的媒质中，可以利用声波传播距离L和传播时间t 的关系L=ct，或利用波长λ和频率f(或周期T)之间的关系c=fλ=λ/T，进行超声测距的应用。
如超声液位计和超声测厚计就是这一方面的典型应用技术。
声阻抗率方法也是一种较常用于媒质特性分析的技术。
在这种技术中，所测定的声学
量是换能器对媒质的辐射阻抗率。
如果换能器在媒质中所激起的是平面纵波行波，则辐射阻抗率就是声阻率ρc。
当两种媒质的声速c几乎相同，但密度ρ有很大不同时，往往就可根据ρc的测量来加以区别。
在同时测得声速的情况下，也可用这种方法来测量液体的密
度p或弹性模量ρc2等。
如果换能器在液体媒质中激起的是切变行波，其声阻抗率将与
成正比，η是液体的粘性，这就是超声粘度计的原理。
如果换能器是在流体中作弯曲振动的，则其辐射声抗率将与流体的密度p有关，因而使换能器的共振频率随p而变化，这也是一种可以精确测定液体密度的原理。
遇到需要采用声学方法来测定一个非声量的情况时，在声速、衰减和阻抗这三种技术途径中，应按什么准则来决定取舍呢?第一是看要测的非声量究竟与那一个声学量的关系比较明显。
这就是说，相应于同样大小的非声量的变化，如果某一声学量能够有最大的变化，这一声学量就比较值得考虑。
第二，应该考虑到声速、衰减和声阻抗率都是随很多因素变化的，除待测的那种非声量外，其他媒质特性或媒质状态的变化往往也会引起声学量的变化，对于须测的非声量来说，这些其他因素引起的变化就是一种干扰。
因此，选用某种声学量的途径时，应注意干扰因素要尽可能少，干扰影响要尽可能小，或可采用切实可行的补偿措施来避免这些干扰。
第三，挑选技术途径时必须注意满足现场的使用、安装和维护等条件并应达到要求的精度，在这一前提下还应力求稳定耐久和方便可靠，才能有较高的实用价值。
上述准则只是一些原则性的意见，还应根据具体情况作具体的考虑。
声发射检测技术
材料或结构受外力或内力作用产生形变或断裂 ,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。
各种材料声发射的弹性波的频率范围很宽 ,从次声频、声频到超声频 ,因此 ,
声发射也称为应力波发射。
如果声发射释放的应变能足够大 ,可以产生听得见的声音。
但大多数材料或结构的声发射信号强度很弱 ,必须使用灵敏的声发射检测仪器才能检测出来。
用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号来评估和推断声发射源(材料内的应变或裂纹)特性技术称为声发射法。
声发射检测是声无损检测中一种重要的方法。
它与超声、 X射线、涡流等其他无损检测方法的根本区别在于声发射是一种动态无损检测方法 ,是在材料或试件内部结构、缺陷或潜在缺陷处于运动变化过程中来实现无损检测。
这些裂纹等缺陷是主动参与检测过程。
如果这些缺陷没有变化或发展 ,就没有声发射 ,也就不能实现声发射检测。
另外 ,由于声发射信号来自于缺陷本身 ,而且直接与缺陷的变化有关 ,因此 ,声发射检测还能用来判断缺陷的严重性。
除极少数材料外 ,大多数金属和非金属材料在一定条件下都有声发射产生 ,所以 ,声发射检测几乎不受材料的限制。
此外 ,利用多通道声发射装置 ,可以对声发射源进行定位 ,这对于大型结构如锅炉等检测特别有利。
然而 ,由于材料变形、裂纹扩展等的不可逆性 ,声发射也具有不可逆性。
因此要进行声发射检测 ,必须了解材料受力的历史 ,或在构件第一次加载时进行检测。
声发射检测技术作为一种无损检测，在电力设备中运用包括水轮机组空化、噪声监测，变压器内部局放监测，多点监测还可以对局放生源几何定位。
所以超声工业测量技术的应用面非常广。