超声波技术在无损检测上的应用
超声波检测仪在建筑结构无损检测中的应用
超声波检测仪在建筑结构无损检测中的应用摘要：当今社会，城市化进程不断加快，各项土建工程都有着长足的发展，在高楼林立的同时，我们要看到在施工中的不足和缺陷，今年来许多由于施工质量存在的问题从而威胁人们的生命财产安全的事件不断增多，如何来有效的控制和改变这一问题，是各界人士都在不断探讨的问题，不仅仅要从施工手段上入手，还要做好建筑结构的无损检测工作，所谓的建筑结构无损检测是在不损伤构件性能和完整性的前提下，利用声、光、磁和电等特性，检测构件金属的某些物理性能和组织状态，以及查明构件金属表面和内部各种缺陷的技术，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的所有技术手段的总称。
本文通过对建筑结构无损检测的介绍出发，从无损检测仪器入手，探究作业机制，全面系统的介绍无损检测在建筑结构检测中的应用。
关键词：建筑结构无损检测超声波探伤仪前言：随着建筑业的发展，高楼大厦随处可见，然而愈来愈多的施工质量问题频繁发生，这不仅会使建筑物使用年限减低，严重的更会威胁到人们的生命财产安全，所以提高施工质量势在必行，而建筑结构的无损检测则正是解决这一问题的有效途径。
本文通过对几种建筑结构无损检测仪器的介绍，研究其原理机制，列举出几种方便有效的建筑结构无损检测方法。
1、超声波探伤仪的应用超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷的检测、定位、评估和诊断。
数字式超声波探伤仪现在通常是对被测物体发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。
超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波，超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。
无损检测技术实用案例分享
无损检测技术实用案例分享无损检测技术是一种非破坏性的测试方法，通过不干扰被测物的完整性和功能性，来评估其内部的缺陷、结构和性能。
无损检测技术广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、电力、石油化工等行业，以保证设备、构件和结构的安全和可靠性。
本文将分享几个常见的无损检测案例，以展示该技术的实用性和有效性。
1. 航空航天行业中的无损检测案例：航空航天领域对设备和材料的可靠性要求非常高。
无损检测技术在该行业中起着至关重要的作用。
例如，飞机结构的合金铝材料常常存在于铆钉孔洞、焊接缺陷和表面裂纹等问题。
利用超声波无损检测技术，可以及时发现这些潜在的问题，并及时采取修复措施，以确保飞机的结构完整性和飞行安全。
2. 汽车制造业中的无损检测案例：汽车行业对汽车结构和零部件的质量和可靠性要求越来越高。
无损检测技术在车身焊接、发动机缸体、涡轮机壳、车轮疲劳裂纹等方面发挥着重要作用。
例如，通过磁粉无损检测技术，能够准确检测出发动机缸体的裂纹和变形，以及检测车轮疲劳裂缝，及时排除潜在的安全隐患。
3. 电力行业中的无损检测案例：电力设备的安全性和可靠性对于电力行业来说至关重要。
无损检测技术在电力设备的运行、维护和检修中发挥着重要作用。
例如，超声波无损检测技术可以应用于变压器的内部绝缘结构、绝缘子、线圈和触头等部件的检测，以及电缆的绝缘状态的评估。
这些检测可以及时发现设备内部的缺陷和故障，以防止潜在的事故和故障发生，保障电力系统的正常运行。
4. 石油化工行业中的无损检测案例：石油化工行业存在许多复杂的设备和管线系统，其安全性和可靠性对于生产过程和人员安全至关重要。
无损检测技术在该行业中广泛应用，例如，超声波、射线检测、红外热像和涡流检测等技术，可用于检测管道内壁的腐蚀、焊接缺陷、管道隐蔽段的缺陷等。
通过及时发现这些问题，可以采取有效的维护和修复措施，避免设备的故障和泄漏，保障生产的连续性和安全性。
综上所述，无损检测技术在航空航天、汽车制造、电力和石油化工等行业中，都具有广泛的应用和重要性。
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究随着铁路交通的不断发展和扩张，铁路铁轨的安全问题日益引起关注。
为了保障列车运行的安全和顺畅，超声波检测技术被广泛应用于铁路铁轨的探伤中。
本文将探讨超声波检测技术在铁路铁轨探伤中的应用研究，以及对铁路铁轨安全的重要意义。
一、超声波检测技术简介超声波检测技术是利用超声波在材料中传播特性和反射特性来检测材料内部缺陷或异常的一种无损检测方法。
该技术通过发射和接收超声波脉冲，根据超声波在材料中传播速度变化和反射特征来分析材料内部的缺陷情况。
其优势在于不需要破坏性地进行检测，能够精确、快速地发现材料的异常情况。
二、超声波检测在铁路铁轨中的应用1. 表面缺陷检测超声波检测技术可用于检测铁轨表面的裂纹、疲劳损伤等缺陷。
通过将超声波传感器沿着铁轨表面移动，可以实时监测表面的缺陷情况，并及时采取维修措施。
这种方法不仅能够有效检测铁轨表面的微小缺陷，还能够提前预警潜在的问题，防止事故的发生。
2. 轨道内部缺陷检测除了表面缺陷，超声波检测技术还可用于检测铁轨内部的缺陷，如腐蚀、空洞或结构松懈等。
通过将超声波传感器插入铁轨内部，可以检测轨道内部的异常情况，并及时修复或更换受损部分，确保铁轨的完整性和稳定性。
3. 轨距测量超声波检测技术还可用于测量铁路轨道的轨距。
通过发射超声波脉冲并接收其反射信号，根据信号的时间差来计算轨距的大小。
这种方法能够快速、准确地测量轨距，并及时调整轨道的位置，确保列车行驶的平稳性和安全性。
三、超声波检测技术的优势和意义超声波检测技术具有以下几个优势和意义：1. 无损检测：超声波检测技术无需破坏性地进行，能够准确、有效地发现铁路铁轨的异常情况，同时不会对铁轨的正常使用造成干扰。
2. 高精度：超声波检测技术能够对铁路铁轨进行精确的缺陷检测，能够发现微小的问题，防止问题进一步扩大。
3. 实时监测：超声波检测技术能够实时监测铁路铁轨的情况，可以及时采取维修或更换措施，确保铁路运营的安全和顺畅。
超声波无损检测技术在失效分析中的应用
超声波无损检测技术在失效分析中的应用引言：在现代工业领域中，设备的失效往往会给企业带来严重的经济损失和安全风险。
因此，发展可靠、高效的失效分析技术是非常重要的。
超声波无损检测技术作为一种非侵入式的检测手段，在失效分析领域发挥着重要的作用。
本文将探讨超声波无损检测技术在失效分析中的应用，并分析其优势和局限性。
一、超声波无损检测技术概述超声波无损检测技术是一种基于超声波传播特性的材料检测方法。
它通过发送超声波脉冲至被测物体内部，利用超声波在不同材料中传播时的散射、反射和吸收等特性，来获取材料的内部结构和缺陷信息。
超声波无损检测技术具有分辨率高、检测速度快、非破坏性等优点，因此被广泛应用于失效分析领域。
二、超声波无损检测技术在失效分析中的应用1. 缺陷检测与定位超声波无损检测技术可以检测材料中的各类缺陷，如裂纹、气孔、夹杂等。
通过分析超声波的传播时间、幅度和特征波形，可以定量评估缺陷的尺寸、形状和位置。
这对于判断材料的完整性和可靠性非常重要，能够帮助工程师及时发现并处理潜在的失效风险。
2. 材料性能评估超声波无损检测技术可以通过测量材料中超声波的传播速度、衰减系数等参数，来评估材料的力学性能。
例如，通过测量材料中声速的变化，可以判断材料的硬度、弹性模量等特性。
这对于评估材料的可靠性和使用寿命非常重要，可以帮助企业选择合适的材料并预防可能的失效。
3. 焊接质量检测在工程和制造过程中，焊接是常见的连接方式，其质量对于产品的可靠性至关重要。
超声波无损检测技术可以检测焊接接头中的缺陷，如焊缝中的裂纹、夹杂以及未熔合区等。
通过准确检测和评估焊接接头的质量，可以避免由于焊接缺陷导致的失效风险。
4. 压力容器监测压力容器一旦发生失效可能会引发严重的事故，因此对于压力容器进行定期监测非常重要。
超声波无损检测技术可用于监测压力容器内部的缺陷和腐蚀情况。
通过检测超声波在压力容器壁上的反射和传播情况，可以判断压力容器的健康状况，并提前预警可能的失效风险。
电磁超声无损检测的原理及其应用
电磁超声无损检测的原理及其应用电磁超声无损检测（Electromagnetic Acoustic Testing, EMAT）是一种无需使用传统的耦合介质（如水或液体）来传输超声波的方法。
它主要利用电磁感应原理，结合材料的电磁性质，实现材料的检测。
电磁超声无损检测的原理是利用了磁控制超声波生成和接收。
当电流通过线圈时，它会产生一个交变磁场。
在存在交变磁场的情况下，如果材料是导电材料，磁场就会感应出涡流。
涡流在材料中产生耗散，从而导致材料局部温度的上升。
当涡流与材料界面处有超声波传播时，超声波会被热膨胀效应产生的热波所表面耦合，从而发生辐射声波。
这样就可以通过磁控制超声波的辐射和接收来检测材料的状态。
1.金属材料的缺陷检测：电磁超声无损检测可以用来检测金属材料中的缺陷，如裂纹、腐蚀等。
通过波束聚焦技术，可以对材料内部进行高分辨率的检测。
与传统的耦合超声检测相比，电磁超声无需使用耦合介质，能够更好地适应复杂几何形状的材料。
2.管道的检测：电磁超声无损检测可以应用于管道的检测。
在管道内表面涂覆电磁超声薄膜或埋设电磁超声传感器，可以检测出管道中的缺陷和腐蚀情况。
这对于防止管道爆裂、泄露等问题具有重要意义。
3.铁路轨道的检测：电磁超声无损检测可以用于铁路轨道的检测。
通过在轨道上安装电磁超声传感器，可以实时检测轨道的变形、裂纹等缺陷，及时进行维修和保养，确保铁路的安全运行。
4.混凝土结构的检测：电磁超声无损检测可以用于混凝土结构的健康监测。
通过在混凝土结构表面激发电磁超声波，并接收散射和透射的信号，可以检测到混凝土中的缺陷和裂纹，提前预警可能发生的结构问题。
5.材料的杂质检测：电磁超声无损检测可以用于材料中杂质的检测。
例如，在铸造过程中，若有金属杂质混入，可以使用电磁超声无损检测方法进行快速检测，以防止产品质量问题。
总的来说，电磁超声无损检测由于其无需使用耦合介质、能够适应复杂几何形状的材料等优点，被广泛应用于各个领域的材料检测中。
超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用研究
都采用超声波探伤 ，只有 当超声波探伤 不能对缺 陷做 出判断 时 才采用射线探 伤。
超 声 波 探 伤 是 利 用 超 声 能 透 入 金 属 材 料 内部 ， 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 金 属 材 料 内 部 缺 陷 的 一 种 方 法 ， 当超 声 波 束 自材 料 表 面 由探 头 入 射 至 金 属 材 料 内部 ， 遇到缺陷与金属材料底 面时就分别产 生反射波 ， 在 荧
缺 陷是 极 其 重 要 的 。
ｌ 钢 结 构 无 损 探 伤 技 术 应 用概 况
钢 结 构 无 损 探 伤 技 术 主 要 包 括 了超 声 波 检 测 技 术 （ Ｕ Ｔ ） 、 射
２ ． １ 焊 接方 法
钢 结 构 焊 接 方 法 主 要 有 手 工 电弧 焊 、 埋 弧 自动 焊 、 气 体 保 护
筑工程的整体性质量。在 本文中笔者就 主要针对在 建设 工程 中运用超声探 伤技术进行的钢结构无损检测进行分析 ， 并对
其 中关键 部 分作 出详 细介 绍 。
关键词 ： 建筑物钢结构 ： 质量检测 ； 钢 结构焊缝 ； 超声波探 伤技 术
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ３ ９ １ 文献标识码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ０ — ０ １ ３ ５ — ０ ３
２ ０ １ ３年 １ ・ 研 究
超声波探伤技术在钢结构无损检测中的应用研究
何 政 秀
（ 广州市建设工程质量安全检测 中心） 摘 要： 钢 结构在现代 建筑工程 中的运用越来越广泛 ， 而钢结构的构件在制作和安装过程 中主要通过 焊接 来完成 ， 那 么在建筑工程 中就可以采用无损探伤 的技术手段 来详 细对钢结构的焊接质量进行全方面检验 ， 这样才能够有效确保 了建
浅析超声波无损探伤技术在铁路检测中的应用
潘大海 王 旭 逯
山东
斌
２ ５ ０ ０ ０ １ ）
（ 济 南铁 路 局工 务 检测 所
［ 摘 要】 随着 我国 铁路 线路 的 增加 和相 继提 速 ， 尤其 是近 年 大批 铁路 客 运专 线 的投 人使 用 ， 对 钢轨 线 路 日常维 护和 保养 提 出 了更 高的要 求 。 铁 轨探 伤 技 术 的应 用 ， 能够 及时 了解 铁路潜 在 的安全 问题 ， 避 免行 车事 故 的发生 ， 对 于我 国铁 路事 业的 发展 具有 重要 的推动 意义 。 超声 无损 探测 技术 由于 其对 缺陷定 位准确 ， 检 测灵 敏度 高等 特 点 ， 当前 在铁 路探 伤工 作 中得 到 了广 泛 的应 用 。 ［ 关键 词］ 铁路； 钢 轨探 伤 ； 无 损探 伤 ｔ 超声 波 中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ５ ３ ４ ． １ 文献 标识 码 ： Ａ
要 反方 向再 次 检测 。
由于超声 波 的频率 高 ， 能量 集 中可 形成 较窄 的波 束向前 传播 ， 传 播的 方 向 性好 ， 又易于 在 固体 中传 播 ， 在两个 不 同的介质形 成的 界面会 发生反射 ， 可 以有 效 利用 于 工业 探 测 。 超 声波 无损 探伤 技术 已经成 为工 业无 损 探伤 中应 用最 广 泛， 研 究最 活 跃 的技术 之一 。 超 声无损 探 测的基 本原理 为超 声波 具有 很强 的穿 透力， 较广 的检测 深度 ， 指 向性 好 ， 对缺 陷的定位 较准确 ， 检 测的 灵敏度 高 ， 几 乎 可以检 测 到任何 部位 的缺 陷 ， 对试 件 内部尺 寸很小 的缺 陷也 有较 高的 识别度 。 运用 多波 形 、 多探 头进 行检 测时 ， 可 以多 向检测 ， 检 测结 果重 复性好 ， 可直 接 实时 显示 检测 结果 ， 亦 可对 结果 存盘 、 打印， 永久保 存检 测结 果 。 检测 结果 可 以 波形 输 出 ， 可运 用信 号处理 技术 、 成 像 图像处理 技术进 行联 合处理 ， 从 而提 高 检测 的精 度和 可靠 性 。 超声检 测法 具有 检测 成本 低 ， 设备 轻便 ， 操作 方便 ， 检 测 速度 快 ， 数据 可储 存后 处理 ， 可 适应 检测 时间 窗短 、 工 作距离 长 、 工作 量大 的 检 测工作 。 超 声波对 人体 、 对环境 无害 ， 超声 无损检 测法可 以保证 操作 人员 的健
钢结构无损检测中超声探伤的应用
钢结构无损检测中超声探伤的应用摘要：随着我国城镇化水平的不断提高，建筑业取得了长足的进步，而钢结构在这个过程中发挥着骨干支撑的重要作用，决定着我国社会主义发展的质量。
对钢结构工程质量进行必要的检查，及时发现问题，解决问题，尽可能减少损失，具有重要意义。
本文详细分析了超声波探伤在钢结构无损检测中的应用。
关键词：钢结构；无损检测技术；超声探伤；应用一、超声波探伤技术介绍及原理超声波探伤技术，顾名思义，就是利用超声波检测钢结构的缺陷。
它是一种重要的无损检测方法，应用范围很广。
超声波探伤设备结构简单，操作条件不是特别苛刻，安全性能好。
由于超声波穿透能力强，检测结果比较准确可靠，具有广阔的发展前景。
超声探伤主要构成有超声波探伤仪、耦合剂、探头、标准试块等部分。
根据设备运行所产生的波形不同，机械波可分为纵波、横波、板波和表面波，其中常用的波形为纵波和横波。
超声波探伤技术的应用主要是检测钢结构中是否存在气泡、缩孔、夹渣、、焊接裂纹以及不同部位的熔接，还可以确定铸件的厚度。
主要原理如下：超声波的频率在20000Hz以上，穿透能力强，设备产生超声波并通过探头发射，声波会在被检部位以一定的速度传播，当存在夹渣等异面介质时，部分超声波会被反射回来，通过接收机的处理，可以将缺陷的回波显示在示波器屏幕上，然后通过相关计算得到缺陷的深度和大小。
二、超声波探伤法在实际工作中的应用在进行探伤之前，我们需要了解图纸对焊接质量的技术要求。
目前，钢结构验收标准按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）执行。
标准规定：图纸要求焊缝焊接质量等级为一级，评定等级为一级时，规范要求100%超声波探伤；要求焊缝焊接质量等级为二级的图纸，评价等级为二级，按照现行规范，要求进行20%的超声波探伤；对于要求焊接质量等级 3 级的图纸，不进行超声波内部缺陷检查。
这里值得注意的是，超声波探伤用于全熔透焊缝，探伤率以每条焊缝长度的百分比计算，且不小于200mm。
关于超声波无损检测技术的应用研究王海龙
关于超声波无损检测技术的应用研究王海龙发布时间：2023-05-09T05:20:05.782Z 来源：《中国建设信息化》2023年5期作者：王海龙[导读] 超声非破坏性探伤是当今科技发展的结果，它的探伤可以有效地保证样品的品质与性能，进而可以获得样品的属性与特性来进行探伤。
超声波无损检测技术是与高科技的技术相结合，来实现对其进行检测的，它的检测结果是真实可靠的，这就能充分地显示出超声波无损检测技术的适用性。
烟台台海玛努尔核电设备有限公司山东烟台 264000摘要：超声非破坏性探伤是当今科技发展的结果，它的探伤可以有效地保证样品的品质与性能，进而可以获得样品的属性与特性来进行探伤。
超声波无损检测技术是与高科技的技术相结合，来实现对其进行检测的，它的检测结果是真实可靠的，这就能充分地显示出超声波无损检测技术的适用性。
但是，在对其进行检测的时候，也有一些不足之处需要分析和解决。
关键词：超声波；无损检测技术；技术应用；技术研究引言超声非破坏性探伤技术在探伤中应用了多种技术，不仅可以满足探伤的要求，而且可以有效地处理探伤中存在的问题。
目前，存在一种基于 BP神经网络的非接触式超声探伤方法，该方法在实际应用中取得了良好的效果，还能够有效的降低噪音。
在测试的时候，要合理、科学地运用技术技巧，以提高测试结果的精度[1]。
一、超声波无损检测技术的简介超声波无损检验指的是通过超声波和零件之间发生相互作用的基本原理,对反射、透射和发散的波进行检测,对检测物存在的缺陷测量、几何性质检查等,并利用分析结果加以判断的方法。
其最大的好处是,在不破坏被检查物体的使用性能和原有外观的前提下,对被检查物体进行检查，查看它的内部结构有无不完整或缺陷问题,还有不平整性。
此外,超声波无损检验技术还可以很细致的检测出被检验物品的瑕疵程度、缺陷的具体位置、数量等更为细致的信息,科研人员就可以利用这些数据,对被检验物品的质量状况进行更加详细的分析,从而对其质量做出评估。
超声波在工业领域中的应用研究
超声波在工业领域中的应用研究随着科技的不断进步，超声波技术在工业领域中的应用越来越广泛。
超声波由于其频率高、波长短、穿透性强等特点，被应用于物质结构、材料成分、生产质量等方面的检测和分析。
本文将介绍超声波在工业领域中的一些常见应用，以及一些新技术的发展趋势。
一、超声波检测1.1 超声波无损检测超声波无损检测技术是将超声波传入被检测物体中，通过对其反射和衍射的声波信号进行处理，实现对物体结构、成分及缺陷的检测。
这种方法不仅可以用于金属、非金属材料的检测，还可以用于晶体、陶瓷、塑料等物体的检测。
超声波无损检测在工业中非常常见，例如用于检测汽车引擎部件、铁路轨道、飞机涡扇叶片等，以及钢铁、电力等领域的无损检测。
1.2 超声波断层检测借助于超声波探伤技术，人们可以获取到物体内部的截面图像。
这种技术称为超声波断层检测，可以用于检测复杂结构零件的内部缺陷。
例如检测飞机发动机叶片的内部缺陷等。
这种技术可以非常精确地检测到物体内部的缺陷并提供许多定量的数据，因此被广泛应用于各个领域。
二、超声波清洗超声波清洗技术是在水中引入高频的超声波，通过声波的振荡产生的高压波和低压波，使污物从物体表面跳出来，达到清洗的效果。
该技术通常用于电子、精密仪器、眼镜等精细和易受污染的物体的清洗。
与传统清洗方式相比，超声波清洗技术具有清洗效率高、重复性好、清洗过程无污染等优点，因此被广泛应用于各种行业，例如纺织、化工、食品等。
三、超声波加工3.1 超声波冲击加工超声波冲击加工是一种高精度、高效率的加工方式。
该技术的原理是利用高频振动的超声波产生高速和大振幅的冲击波，使加工部位产生切削作用，实现对材料的加工。
这种加工方式常用于非金属和难加工材料的加工，例如玻璃、陶瓷、花岗岩、金属材料等。
超声波冲击加工可以大幅提高加工效率和加工精度，因此在航空航天、汽车制造、电子和半导体等领域得到广泛应用。
3.2 超声波抛光加工超声波抛光加工是利用高频振动的超声波，在水中形成的微小波动场，使材料表面受到细小的切向作用，以达到抛光的效果。
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超声波技术在无损检测上的应用
一、 摘要
1. 关键词
超声波技术 无损检测 材料内部缺陷 评价
2.摘要
介绍简单的超声波无损检测原理及其试验方法，对超声波无损检测过程
进行总结，并对超声波无损探测技术进行探讨，未来展望。
二、 论文内容
1. 背景
超声波是频率在HzHz12410~102的声波，具有波长短、易于定向发射、
不易被干扰等优点。超声波测试把超声波作为一种信息载体，已在海洋探
查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。
在检测中，利用超声波检测固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参
数测量等。
2. 论述
1) 主要理论
某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产
生变形，从而使物质本身极化，在物体相对的
表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电
效应。当晶体不受外力作用，其正负离子向相
反方向移动，于是产生了晶体的变形，这就是
逆压电效应。
超声换能器中的压电晶片采用在室温下仍具有
压
电效应，逆压电效应的压电陶瓷，当被施与电压时，便会产生震荡，并产生超
声波。震动过程中其振幅逐渐减少，因此发射出一个超声波波包，已被称为脉
冲波。在检测过程中，散射波被同一换能器接收，并产生震荡电压，电压放大
后可由示波器显示。
超声波换能器亦被称为超声波探头，主要分为直探头和斜探头两种。其中直探
头产生纵波，斜探头产生横波和表面波，而横波只能在固体介质中传播。各探
头存在延迟，其中直探头延迟一般较小，在测量精度要求不高时，可以忽略。
直探头测量缺刻深度时缺刻深度tCHL
斜探头进行探测时，如果测量得到超声波在材料中传播的距离为M则其深度H
（a） 晶体振动
(b) 脉冲波
和水平距离L为tanMH cotML
2) 实验方法
1）探头延迟与试块声速的测量：
❖ 将探头放在试块的正面。图1-1为示波器接收
得到的超声波信号。S称为始波，t0为电脉冲施加
在压电晶片的时刻，也是发射超声波始波的初始时
刻，B1称为试块的1次底面回波， t1是超声波传
播到试块底面，又发射回来，被同一个探头接收的
时刻。因此， t1对应于超声波在试块内往复传播
的时间； B2 称为试块的2次底面回波，它对应超
声波在试块内往复传播到试块的上表面后，部分超
声波被上表面反射，并被试块底面再次反射，即在
试块内部往复传播两次后接收到的声波。
此时，直探头的延迟为1202ttt，纵波声速为122ttLCL其中L为试
块深度。
2）直探头探测缺陷深度
将直探头对准缺刻，观察波形，则可以得到
缺刻深度：20ttCHcL其中LC为纵波声速，
ct为缺陷C回波，0
t
为直探头延迟
3）斜探头测量缺陷深度和水平距离
这里我们以CSK-IB铝试块上的D孔定位为例
A、B为试块中的两个横孔，距试块边沿距离分别为A，B孔的水平距离
分
别
为
BA
xx、
间
的
水
平
距
离
为
L
，
让
斜探头先后对准A,B找到最大回波，测量它们的回波时间BAtt、,探头前
S始
波
S始
波
t
1
B1
B
2
t
2
t0
缺
陷
波
t
1
t
2
B
2
t0
B1
S
沿到试块边沿的水平距离为BALL、，A,B孔的深度分别问BAHH、,他
们的深度差为H，则有：
LLLSAB
斜探头的折射角为 )arctan(HS,
试块中的声速cos)(2ABttHC
斜探头延迟：cos20CHttBB
探头的前沿距离)(tan0BBBxLHL
再把探头对准D孔，找到最大回波，测量DDtL、则有：
D孔深度2cos)(0ttCYDD
D孔离试块前沿水平距离 tan0DDDYLLx
这样就实现了D孔的定位。
三、 结论
对于材料缺陷深度的测量，首先应测出所用设备的本身属性和待测材料属
性，如延迟，材料中纵波声速等，然后就可以用如上方法，测出材料中的缺
陷深度。
同样的，在运用超声波探测对材料中未知缺陷的深度和水平距离定位的过程
中，首先也要通过对材料中已知最少两点的定向测定得出探头的延迟，折射
角，以及待测材料中的声速，在通过如上方法就可以实现材料中未知缺陷的
定位。
可见，运用超声波具有波长短、易于定向发射、不易被干扰等特点，就可以
进行材料、结构内部不连续状态（缺陷）的检测与评估，以及测量材料特性。
前者如各种加工工艺产生和引入的缺 陷，包括检测和评价铸造、锻压、焊
接产品内部和表面的裂纹、气孔、分层、夹渣、未焊合、缩孔、疏松、白点
等，粘接、胶接、钎焊等连接接头的弱结合、局部连 接不良等。后者包括
晶粒度、弹性模量、泊松比、应力水平等的无损测量。
综上，超声波无存检测具有以下效益：
1.在产品制造过程中，早发现缺陷，及时采取补救措施或报废，避免或减少
损失。
2.控制产品质量，减少运行故障，减少用户索赔，提高产品在用户心目中的
地位，具有很大的近期和长远的经济效益和社会效益。
3.评价在役缺陷，适当延寿，延长产品和结构的服役时间。
4.方便、迅速地获得材料的性能参数，节省时间、人力、物力和财力。
超声波无损检测与评价技术有着方便快捷、对人体无危害等优点，用于产
品的质量控制、运行监测、寿命评估等，能带来巨大的经济效益和社会效益，
已在世界各主要工业国家得到重视和应用。我国在这方面起步较晚，但近年
来也加快了步伐。这一技术可望用于航天、航空、石化、汽车、电厂、钢结
构等部门，小到产品零件如发动机曲轴，大至大型金属结构如电站锅炉、管
道，在制造过程中、制造完成后、安装、在役监控、维修中都可以使用。另
外，还可用于实验 室研究及材料在役检查中的定量分析与评价，如材料晶
粒度、应力、管壁厚度等的测量。
超声无损检测展望：
1超声波探伤
近代探伤技术最重要的发展是定量化程度的提高，因此探头的标准化，系列
化是关键，故使超声探伤换能器性能标准化，已摆到13程上，并引起质量
监督部门的重 视。超声波探伤正沿着使携小型化、智能化、数字彩色等方
向发展。1993年浙江大学现代制造：[程研究所在国内首次开发成功了九自
由度智能化超声扫查系 统，该系统具有复杂表面扫查功能和A扫描、B扫
描、C扫描显示方式。并可通过与高档微机的交互功能，实现对扫查参数、
扫查过程的预设置。实现了中断续扫、 实时分析、局部缩放等高级功能。
98年，国内外首创取得高分子构件表面应力检测及可视化成果并开发出相
应的应用系统。02年，圈内首创开发成功10自由度 大型复杂曲面工件超
声彩色成像系统。
2超声波无损检测
资料表明，超声无损检测在液压系统中应用甚少，故将非接触超声检测应用
于液压系统是人们期待开辟的新领域和探讨的重要课题。液压系统的建模、
辨识和性能分 析及故障检测中，用超声波流量计对高压小管径的压力管路
进行动态流量测量占有非常重要的地位。而目前的超声波流摄计只能适用于
较大(30ram以上)管 径。这类流量计不适于液压系统的状态监测，所以提高
小管径超声波流量汁的测量准确度将是今后探索研究的方向。而压力这一重
要参数，目前检测中应用大多是接 圈式有损检测方法，故从管外壁利用超
声波技术检测压力具有广阔的开发和应用前景，最有生命力。因此，西安第
二炮兵工程学院研制的GWCY型超声波管外测压 仪和沈阳建筑工程学院
研制的FJCY超声波非接触测压故障仪均有待 _f进一步提高性能，开发应
用市场。
3超声波无损评价
国外工业发达国家的无损检测技术，目前已逐步由NDI和NDT向NDE过
渡，即用材料超声波无损评价来代替超声波无损探伤和超声波无损检测，并
且向自动超声波无损评价(ANDE)和定嫩超声波无损评价(QNDE)的方向发
展和应用。
2010年11月20日
参考文献：牛原 《大学物理实验》 北京交通大学出版社 2010年5月
《先进的超声波无损检测和评价系统》 北方技术网
张俊这．无损检测技术及应用【M】．北京：科学出版社，2003、
莫润杨．超声聚焦探头缺陷检测能力探讨[J]．无损检测，2000、2