专题实验-超声波测试原理及应用

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超声波的原理及应用实验

超声波的原理及应用实验

超声波的原理及应用实验1. 超声波的概述超声波是指频率超过人类听觉范围(20kHz)的声波。

超声波利用高频的机械振动,在介质中传播,并通过回波信号的接收来进行探测和测量。

超声波具有穿透力强、方向性好、无损检测等特点,在各个领域有着广泛的应用。

2. 超声波的原理超声波是通过声源的振动产生,声波振动传递给介质分子,分子间距和振动频率相当,产生相互作用力。

超声波可以通过压电效应产生。

压电材料是一种特殊的材料,可以在外力作用下产生电荷,并且在电压作用下变形。

当压电材料收到外力振动时,材料内部的分子也会跟着振动。

由于超声波的频率特别高,所以压电材料内部的分子能够形成机械振动。

超声波在介质中的传播速度与介质的密度和弹性有关。

通常情况下,超声波通过气体的传播速度最低,而通过固体最高。

3. 超声波的应用3.1 超声波测距超声波测距利用超声波传输的时间来测量物体与传感器之间的距离。

当超声波传感器发出超声波,当超声波遇到物体的表面时,一部分的声波会被物体反射回传感器。

通过测量从发射到接收的时间,利用声波在介质中传播速度已知的情况下,可以计算出物体和传感器之间的距离。

3.2 超声波成像超声波成像是利用超声波在不同介质中传播速度不同的原理进行的。

通过发射超声波,超声波进入人体组织中,当遇到不同组织(如肌肉、骨骼、血管等)的边界时,一部分的超声波会被组织反射回来。

通过接收和处理反射回来的波形信号,可以形成图像,用于医学诊断、妇科检查等领域。

3.3 超声波清洗超声波清洗是利用超声波在液体中形成的微小气泡破裂的原理进行的。

当超声波通过液体时,会在液体中形成大量的微小气泡。

这些气泡在声波的作用下不断形成和破裂,产生冲击和涡旋,从而起到清洗的效果。

超声波清洗广泛应用于金属零件清洗、眼镜清洗等领域。

3.4 超声波检测超声波检测是利用超声波在介质中传播特点进行的。

通过超声波的发送和接收,可以检测到材料中的缺陷、裂纹、气泡等。

超声波检测可以进行无损检测,不需要破坏材料表面,应用于航空航天、建筑工程、医疗器械等领域。

超声波检测实验报告

超声波检测实验报告

超声波检测实验报告超声波检测实验报告引言:超声波检测是一种常见的非破坏性检测方法,广泛应用于医学、工业和科学研究领域。

本实验旨在通过超声波技术对不同材料的缺陷进行检测,探索其在材料科学中的应用。

一、实验装置与原理超声波检测实验装置由超声波发射器、接收器、示波器和被测材料组成。

超声波发射器产生高频声波,经过被测材料后,被接收器接收并转化为电信号,最后通过示波器显示。

二、实验步骤1. 准备被测材料:选取不同材质的样本,如金属、塑料和陶瓷。

确保样本表面平整且无明显瑕疵。

2. 设置实验装置:将超声波发射器和接收器固定在一定距离上,确保与被测材料保持一定的距离。

3. 发射超声波:打开超声波发射器,调节频率和幅度,使其适应被测材料的特性。

4. 接收信号:被测材料表面的超声波信号被接收器转化为电信号,并传送至示波器。

5. 分析结果:观察示波器上的波形和幅度变化,判断是否存在缺陷。

三、实验结果与分析通过实验,我们得到了不同材料的超声波检测结果。

在金属样本中,我们观察到了清晰的回波信号,没有发现明显的缺陷。

这是因为金属具有良好的导热性和导声性能,超声波在金属中传播时几乎不会被吸收或散射。

而在塑料样本中,我们发现了一些回波信号的弱化和延迟。

这可能是由于塑料的吸声性能较差,超声波在其内部传播时会受到吸收和散射的影响。

这些弱化和延迟的信号可能代表了材料内部的缺陷或异质性。

在陶瓷样本中,我们观察到了明显的回波信号衰减和散射。

陶瓷材料具有高硬度和脆性,其内部晶体结构和缺陷会导致超声波的衰减和散射。

因此,超声波检测在陶瓷材料中可以有效地检测到缺陷。

综上所述,超声波检测可以在不同材料中发现不同类型的缺陷。

在实际应用中,我们可以根据回波信号的特征和幅度变化来判断材料的质量和完整性。

四、实验误差与改进在实验过程中,我们注意到一些误差和不确定性。

首先,超声波在不同材料中的传播速度存在差异,这可能导致回波信号的延迟和失真。

其次,被测材料的表面状态和几何形状也会对超声波的传播和接收产生影响。

超声波化学原理及应用实验

超声波化学原理及应用实验

超声波化学原理及应用实验超声波化学是指利用超声波在液体中产生的物理化学效应来促进化学反应的过程。

超声波通过高强度的机械振动作用于液体分子,引起液体中的各种物理和化学反应,从而加快反应速率或改善反应的选择性、产率和效果。

超声波在化学反应中所起的作用主要体现在以下几个方面:1. 空化效应:当液体中的某个位置受到超声波的作用时,会产生高压脉冲,并随即形成气泡。

这些气泡在超声波传播的过程中不断生长和坍塌,形成大量微小而瞬间的高温和高压区域,使得反应物分子之间的撞击速率大大增加,加快了反应速率。

2. 机械剪切作用:超声波的机械振动能够产生剧烈的涡流和剪切力,从而打破液体分子的结构,增加反应物分子之间的接触面积,促进反应速率。

3. 界面活化效应:超声波对多相体系中的分散相界面有很强的打破和清理作用,可以有效地改善液-固或液-液界面的接触,提高反应位点密度,从而加速反应速率。

4. 温升效应:超声波通过机械能的转化,使液体中的分子发生机械振动,产生热能。

这种局部的温升效应可以促进某些具有温度敏感性的反应,提高反应速率。

超声波化学在各个领域都有广泛的应用。

以下是几个具体的应用实例:1. 超声波催化合成:超声波可以促进各种有机合成反应,如羰基化反应、酰胺合成等。

超声波破坏了反应物分子的热动力学平衡,增加反应物之间的接触,提高了反应速率和产率。

2. 超声波清洗技术:超声波的剪切力和空化效应可以有效地清洗微小孔隙和死角,去除污垢,适用于各种材料的清洗和表面处理。

3. 超声波提取技术:超声波的机械剪切和涡流效应可以破坏细胞壁,加速物质的溶解和扩散,用于植物提取物的制备、药物合成、抽提等领域。

4. 超声波制备纳米材料:超声波可以在液体中形成局部高温和高压区域,促使溶剂蒸发,从而制备出具有独特性质的纳米材料。

总之,超声波化学原理及应用实验是一门联合物理化学和工程学的学科,它在加速化学反应、改善反应结果、清洗和提取等方面都有重要的应用价值。

最新专题实验超声波测试原理及应用

最新专题实验超声波测试原理及应用
为第二临界角。
专题实验
二、实验内容及要求
1.测量直探头的延迟
利用CSK-IB试块60毫米的厚度进行测量。多次测量,求平均值。
建议:测 6次。
2.测量脉冲超声波频率和波长。
利用CSK-IB试块40毫米厚度的1次回波进行测量。测量一个脉冲波4个振
动周期的时间t,求其频率 f 建议:测 6次。
4 t
和波长
专题实验超声波测试原理 及应用
专题实验
实验Z1.1 超声波的产生与传播
一、实验原理
1、压电效应 某些固体物质,在压力(或拉力)的作用下产生形变,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。
其物理机理如图1-1所示。通常具有压电效应的物质同时也具有逆压电效 应,即当对施加电压后会发生变形。超声波探头利用逆压电效应产生超声 波,而利用压电效应接收超声波。

C
为介质中纵波声速,C
L
s
为介质中横波声速,

介质的密度。
专题实验
二、实验内容及要求
1、利用R1,R2测量斜探头的延迟。
2、利用直探头,分别采用直接法和相对法测量试块的纵波声速。
直接法
Cl
2L Hale Waihona Puke 1 t0相对法2L
Cl
t2
t1
3、利用斜探头,分别采用直接法和相对法测量试块的横波声速。
直接法
Cs
专题实验
纵波声速:CL
E(1) (1)1(2)
横波声速:Cs
E
2(1)
其中为杨氏模量,为泊松系数,为材料速度。
相应地,通过测量介质的纵波声速和横波声速,利用以上公式可以计算

专题实验-超声波测试原理及应用

专题实验-超声波测试原理及应用

1

tan 1 ( LB1
LA1 H

L )
(1.7
实验内容及要求 1. 测量直探头的延迟 利用 CSK-IB 试块 60 毫米的厚度进行测量。多次测量,求平均值。 2. 测量脉冲超声波频率和波长 利用 CSK-IB 试块 40 毫米厚度的 1 次回波进行测量;测量脉冲波 4 个振动周期的时间 t,
(3.10) (3.11)
实验内容及要求 1. 测量直探头的扩散角 利用 CSK-IB 试块横孔 A 和 B 进行测量,画出声束图形。 2. 探测 CSK-IB 试块中缺陷 C 的深度 利用直探头,采用绝对测量方法测量;多次测量,求平均值。 3. 探测 CSK-IB 试块中缺陷 D 的深度和距试块右边沿的距离 先测量斜探头的延迟、入射点、折射角和声速,在探测缺陷。
量(或已知)探头在该材质中的折
射角和声速。通常我们利用与被测
材料同材质的试块中两个不同深度
的横孔对斜探头的延迟、入射点、
折射角和声速进行测量。
参看图 3.5,A、B 为试块中的
两个横孔,让斜探头先后对正 A 和
B,测量得到它们的回波时间 tA、tB,
探头前沿到横孔的水平距离分别为
xA、xB,已知它们的深度为 HA、
实验三、超声波探测
实验方案 1. 声束扩散角的测量 如图 3.3 所示,利用直探头分别找到 B1 通孔对应的回波,移动探头使回波幅度最大,
并记录该点的位置 x0 及对应回波的幅度;然后向左边移动探头使回波幅度减小到最大振幅 的一半,并记录该点的位置 x1;同样的方法记录下探头右移时回波幅度下降到最大振幅一 半对应点的位置 x2;则直探头扩散角为:
图 2.1 纵波延迟测量
(1)直探头延迟测量(参看实验一)。 (2)斜探头延迟测量 参照图 2.2 把斜探头放在试块上,并使探头靠近试块正面,使探头的斜射声束能够同时 入射在 R1 和 R2 圆弧面上。适当设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电压范围与时 间范围。在示波器上同时观测到两个弧面的回波 B1 和 B2。测量它们对应的时间 t1 和 t2。由 于 R2=2R2,因此斜探头的延迟为:

医学超声物理实验报告(3篇)

医学超声物理实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解超声波的基本原理及其在医学领域的应用。

2. 掌握超声波检测设备的使用方法。

3. 学习如何进行超声波成像技术操作。

4. 分析超声波在人体组织中的传播特性。

5. 通过实验,验证超声波在医学诊断中的有效性。

二、实验原理超声波是一种频率高于20000Hz的声波,其传播速度受介质密度和弹性模量等因素影响。

在医学领域,超声波广泛应用于诊断、治疗和手术等方面。

本实验主要利用超声波成像技术对人体组织进行观察和分析。

三、实验仪器与设备1. 超声波诊断仪2. 探头3. 被测物体(如:人体模型、水槽等)4. 记录纸和笔四、实验步骤1. 将探头连接到超声波诊断仪上,调整仪器参数,如:探头频率、深度等。

2. 将探头放置在被测物体表面,调整探头位置,确保探头与被测物体接触良好。

3. 开启超声波诊断仪,观察屏幕上的图像,记录图像信息。

4. 改变探头位置和角度,观察不同部位的图像,分析超声波在人体组织中的传播特性。

5. 对比不同被测物体的图像,验证超声波在医学诊断中的有效性。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示,超声波在人体组织中的传播速度与介质密度和弹性模量有关。

在人体软组织中,超声波的传播速度约为1540m/s。

2. 通过调整探头位置和角度,可以观察到不同部位的图像,如:心脏、肝脏、肾脏等。

这些图像为临床诊断提供了重要依据。

3. 实验结果表明,超声波在医学诊断中的有效性较高,可用于检测多种疾病,如:肿瘤、心脏病、肝胆疾病等。

六、实验结论1. 超声波是一种在医学领域具有重要应用价值的声波技术。

2. 超声波成像技术能够对人体组织进行实时、无创、高分辨率的观察和分析。

3. 超声波在医学诊断中的有效性较高,可用于检测多种疾病,为临床诊断提供了重要依据。

七、实验注意事项1. 实验过程中,注意保持探头与被测物体接触良好,避免产生干扰信号。

2. 调整探头位置和角度时,要缓慢、平稳,以免影响图像质量。

3. 实验过程中,注意观察屏幕上的图像,及时记录相关信息。

超声波测试原理及应用实验

超声波测试原理及应用实验

超声波测试原理及应用实验超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波,通常指的是频率大于20kHz的声波。

超声波的测试原理基于声波的传播和反射现象,在不同的物体材料中会产生不同的声波传播速度和反射特性,从而实现物体的测量和检测。

超声波的测试原理主要基于超声波的传播速度和反射特性。

当超声波经过被测物体时,会发生多次的反射和折射,这些反射和折射的特性可以被测量设备接收到并分析。

一般来说,超声波是通过发送装置产生的,然后通过传感器接收到反射的超声波信号,从而得到被测物体的信息。

通过测量超声波的传播时间和传播路径来计算被测物体的距离、尺寸、缺陷等信息。

超声波测试有许多应用领域。

以下是几个常见的应用实验:1.材料检测:超声波可以用来检测材料的物理性质和缺陷,例如金属材料的内部结构、液体的浓度、固体材料的厚度等。

通过测量超声波的传播时间和反射强度,可以判断材料的疾病情况,以及判断材料是否有裂缝、气泡等缺陷。

2.医学影像:超声波在医学领域有广泛的应用,例如超声心动图、超声波检查等。

该技术通过发送超声波到人体内部来生成图像,从而帮助医生诊断疾病。

超声波无辐射,无创伤和低成本,因此在医学领域具有很大的优势。

3.非破坏检测:超声波可以用于检测建筑物、桥梁、管道等结构的完整性和质量。

通过测量超声波的传播时间和反射信号,可以检测到结构内部的缺陷、腐蚀、松动等问题,从而及早发现并修复。

4.流体流速测量:超声波可以用来测量液体或气体的流速。

通过将超声波传播到流动介质中,测量其传播时间差来计算流速。

这种技术在能源领域、环境监测和流体力学实验中广泛应用。

总之,超声波测试是一种非接触、高精度和多功能的测试方法。

通过测量超声波的传播时间和反射特性,可以获得被测物体的距离、尺寸、缺陷等信息。

超声波测试在材料科学、医学、工程技术等领域具有广泛的应用前景和重要意义。

大物实验报告-超声波

大物实验报告-超声波

超声波原理及其应用专题试验论文专业:土木工程XX:makasha学号:----指导教师:---试验日期:2021.10.14试验时段:04超声波原理及其应用专题试验论文摘要:主要介绍超声波的产生原理与传播、超声波声速的测量、利用超声波测量固体的弹性常数以及超声波的探测与成像根本原理。

通过对实验的操作过程的反思与总结,加深对超声波的认识和了解。

关键词:超声波产生原理与传播超声波声速固体弹性常数背景:自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方法,从此迅速揭开了开展与推广超声技术的历史篇章。

本文主要介绍关于超声波的根本知识和通过动手实验验证的一些结论。

论述:一、超声波的产生原理与传播1、产生某些固体物质,在压力〔或拉力〕作用下产生形变,从而是物质本身方案,在物体相对的外表出现正、负舒服电荷,这一效应称为压电效应。

如果晶体片内部的质点的振动方向垂直于晶体的平面,那么晶片向外发射的就是超声纵波。

超声波在介质中传播可以有不同的波形,它取决于介质可以介质可以承受何种作用力以及如何对介质激发超声波。

2、传播超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,与可听声波的规律没有本质上的区别。

波型通常有三种:〔1〕横波:当介质中质点的振动方向与超声波的传播方向垂直时,此种超声波为横渡波型。

犹豫固体介质除了能承受体积形变外,还能承受切变变形,因此当其有剪切力交替作用于固体介质时,均能产生横波。

横波只能在固体介质中传播。

〔2〕纵波:当介质内质点振动方向与超声波的传播方向一致时,此超声波为纵波波型。

任何同体介质当其体积发生交替变化时均能产生纵波。

〔3〕外表波:是沿着固体外表传播的具有纵波和横波双重性质的波。

外表波可以看成是由平行于外表的纵波和垂直于外表的横波合成,振动质点的轨迹为一椭圆,在距离外表1/4波长深处振幅最大,随着深度的增加很快衰减,实际上距离外表一个波长以上的地方,质点的振动振幅就已经很微弱了。

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实验一、超声波的产生与传播实验方案1. 直探头延迟的测量参照附录A 连接JDUT-2型超声波实验仪和示波器。

超声波实验仪接h 直探头,并把探 头放在CSK-IB 试块的正面,仪器的射频输出与示波器第1通道相连,触发与示波器外触发 相连,示波器采用外触发方式,适半设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电圧范用与 时间范闱,使示波器上看到的波形如图1.7所示。

在图1.7中,S 称为始波,t 0对应于发射超声波的初始时刻;Bl 称为图1.7直探头延迟的测虽试块的1次底面回波,h 对应于超声波传播到试块底面,并被发射回来后,被超声波探头接 收到的时刻,因此h 对应于超声波在试块内往复传播的时间:B 2称为试块的2次底面冋波, 它対应于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被接收到的超声波。

依次类推,右3次、4次 和多次底面反射回波。

从示波器上读出传播h 和t2,则直探头的延迟为(1-6)2. 脉冲波频率和波长的测量调节示波器时间范闱,使试块的1次底面回波出现在示波屏的中央,脉冲波的振幅小于 IVO 测量两个振动波峰之间的时间间隔,则得到一个脉冲周期的振动时间t,则脉冲波的频 率为^1/t :已知铝试块的纵波声速为6.32InInUS,贝IJ 脉冲波在铝试块中的波长为l=6.32t β3. 波型转换的观察与测最号时间范悅改变探头的入射角,并在改变的过程中适当移动探头的位宜,使每一个入射角 对应的R 2圆弧面的反射回波最 人。

則在探头入射角由小变人的过 程中,我们町以先后观察到回波 B 1. B 2和B3;它们分别对应于纵 波反射回波、横波反射回波和表面 波反射回波。

让探头靠近试块背而,通过调节入 射角调,使能够同时观测到回波 BI 和(如图1.9),且它们的幅 度基本相等:再让探头逐步靠近试 块正面,则又会在Bl 前面观测到一个回波bl ,参照附录B 给出铝试块的纵波声速与横波声速,通过简单测量和计算,可以确定b 、Bl 和氏对应的波型和反射面。

4. 折射角的测量确定Bi 、B?的波型后,町以分别测量纵波和横波的折射角。

参照图Llo首先让把探头 的纵波声束对正(回波幅度最人时为正对位宜)CSK-IB 试块把超声波实验 仪换上町变角探头, 参照图1-8把探头 放在试块上,并使探 头靠近试块背面,使 探头的斜射声束只 打在R2圆弧而上。

适当设置超声波实 验仪衰减器的数值 和示波器的电压范阖CT∖ VV R2-CI •图1.8观察波型转换现彖上的横孔A,用钢板尺测量正对时探头的前沿到试块右边沿的距离L AI;然后向左移动探头,再让纵波声束对正横孔B, 并测量距离L BI。

测量A和B的水平距离L和垂直距离H,则探头的折射角为:同样的方法町以测星横波的折射角P2。

实验内容及要求1.测量直探头的延迟利用CSK-IB试块60亳米的厚度进行测最。

多次测最,求平均值。

2.测量脉冲超声波频率和波长利用CSK-IB试块40毫米厚度的1次回波进行测量;测量脉冲波4个振动周期的时间t, 求其频率和波长。

多次测量,求平均值。

3.波形转换的观察和测量通过简单计算和测量,分析确定图1.9中bl、Bl和B2对应的波型和反射面。

4.验证斯特令定律(选做)利用CSK-IA钢试块,测量町变角探头在同一入射角卜•的纵波折射角和横波折射角。

钢中纵波声速与横波声速,验证斯特令定律折射定律。

已知町变角探头中有机玻璃纵波声速为2.73mm∕s,试计算可变角探头的入射角数值。

分析与思考1.激发脉冲超声波的电脉冲一般是一个上升沿小于20纳秒的很尖很窄的脉冲。

而从超声脉冲波的波形看,其幅度是由小变人,然后又由人变小,而不是直接从人变小;并且振动可以持续1~10微秒:为什么?2.通过计算说明,当町变角探头逐步幕近试块正面时,为什么横波在RI圆弧面的反射回波能够与BI重合?实验二、固体弹性常数的测量实验方案1.声速的直接测量方法根据公式(2.1),当利用确定反射体(界面或人工反射体)测量声速时,我们只需要测量该反射体的回波时间,就可以计算得到声速。

而对于单个的反射体,得到的反射波如图2.1所示。

能够直接测最的时间包含了超声波在探头内部的传播时间如即探头的延迟。

对于任何一种探头,其延迟只与探头本身启关,而与被测的材料无关。

内此,首先需要测量探头的延迟,然后才能利用该探头直接测量反射体回波时间。

(1)直探头延迟测量(参看实验一)。

(2)斜探头延迟测量参照图2.2把斜探头放在试块上,并使探头靠近试块正而,使探头的斜射声束能够同时入射在Rl和R2圆弧Ifti hO适当设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电斥范惘与时间范川。

在示波器上同时观测到两个弧面的回波Bl和B2。

测屋它们对应的时间tι和t?。

由于R2=2R2,因此斜探头的延迟为:t = 2∙t l-t2(27)(3)斜探头入射点测量(选做)在确定斜探头的传播距离时,通常还要知道斜探头的入射点,即声束与被测试块表而的相交点,用探头前沿到该点的距离表示,又称前沿距离。

参照图2.2把斜探头放在试块上,并使探头靠近试块正面,使探头的斜射声束入射在R?圆弧面上,左右移动探头,使回波幅度⅛i大(声束通过弧面的圆心)。

这时,用钢板尺测量探头前沿到试块左端的距离L,则前沿距离为:L0 = R2-L (28)图2.1纵波延迟测戢LU-I图2.2斜探头延迟和入射点测呈2.声速的相对测量方法如果被测试块有两个确定的反射体,那么通过测呈两个反射体回波对应的时间差,再计算出试块的声速。

这种方法称为声速的相对测量方法。

对于直探头,町以利用均匀厚度底面的多次反射回波中的任总两个回波进行测量。

对于斜探头,则利用CSK-IB试块的两个圆弧面的回波进行测量。

实矗内容与要求1.测量直探头和斜探头的延迟利用CSK-IB试块60亳米厚度,采用相对测最方法测量直探头延迟;多次测最,求平均值。

利用Rl、R2圆弧面,采用相对测量方法测量斜探头延迟;多次测量,求平均值。

2.利用直探头测量铝试块的纵波声速分别利用直接法和相对法测量。

多次测量,求平均值。

3.利用斜探头测量铝试块的横波声速分别利用直接法和相对法测最。

多次测最,求平均值。

4.计算铝试块的杨氏模量和泊松系数与理论值比较,分析误差产生原因。

分析与思考1.为什么利用斜探头入射到圆弧面上后,只看到横波而没有纵波?2.利用CSK-IB试块怎样测量表面波探头的延迟?能否用测屋斜探头入射点的方法测量表面波探头的入射点?为什么?3.利用CSK-IB试块的横孔A和横孔B试块怎样测最斜探头的延迟和入射点?4.利用铝试块测量得到斜探头的延迟和入射点与在钢试块测屋同一探头的延迟和入射点,结果是否一样?为什么?实验三、超声波探测实验方案1.声束扩散角的测量如图3.3所示,利用直探头分别找到Bel通孔对应的回波,移动探头使回波幅度最人, 并记录该点的位置X0及对应回波的幅度;然后向左边移动探头使回波幅度减小到最人振幅的一半,并记录该点的位置Xi:同样的方法记录卜探头右移时回波幅度卜降到最人振幅一半对应点的位置X2;则直探头扩散角为:图3-3探头扩散角的测戢对于斜探头,首先必须测量岀探头的折射角卩,然后利用测量直探头同样的方法,按下式计算斜探头的扩散角近似为:6> = 2tg'1[lx2~xι 1COS2β](3.3)2L2.直探头探测缺陷深度在超声波探测屮,町以利用直探头來探测较厚工件内部缺陷的位置和当屋大小。

把探头按图34位豐放置,观察其波形。

其中底波是工件底面的反射回波。

(3.2)图3.4 r(探头探测缺陷深度对底面回波和缺陷波对应时间(深度)的测疑,町以采用绝对测最方法,也可以采用相对测量方法。

利用绝对测最方法时.必须首先测量(或已知)探头的延迟和被测材料的声速,貝体方法请参看实验二直探头延迟和声速的绝对测量方法。

利用相对测最方法时,必须有与被测材料同材质试块,并已知该试块的厚度,貝体方法请参看实验二直探头延迟和声速的相对测量方法。

3.斜探头测量缺陷的'深度和水平距离利用斜探头进行探测时,如果测量得到超声波在材料中传播的距离为S,则Jt深度H 和水平距离L为:H = Stan(0)(3.4)L = S ∙ c taιι(∕7) (3.5)Jt中卩是斜探头在被测材料中的折射角。

要实现对缺陷进行定位,除了必须测虽(或己知)探头的延迟、入射点外,还必须测量(或已知)探头在该材质中的折射角和声速。

通常我们利用与被测材料Array同材质的试块中两个不同深度的横孔对斜探头的延迟、入射点、折射角和声速进行测量。

参看图3.5, A、B为试块中的两个横孔,让斜探头先后对正A和B,测屋得•到它们的回波时间tA、tB, 探头前沿到横孔的水平距离分别为xA、xB,己知它们的深度为HA、HB,则有:图3.5斜探头参数测戢S = X B-X A(36)实矗内容及要求1. 测量直探头的扩散角利用CSK-IB 试块横孔A 和B 进行测最,画出声束图形。

2. 探测CSK-IB 试块中缺陷C 的深度利用直探头,采用绝对测量方法测量:多次测最,求平均值。

3. 探测CSK-IB 试块中缺陷D 的深度和距试块右边沿的距离先测量斜探头的延迟、入射点、折射角和声速,在探测缺陷。

分析与思考1. 在利用斜探头探测中,如果能够得到与被测材料同材质的试块,并且己知该试块中 两个不同深度的横孔的深度,那么我们不必测量斜探头的延迟、入射点、折射角和 声速就町以确定缺陷的深度。

试说明该方法具体探测过程?2. 试利用表面波测量CSK-IB 试块中R2圆弧的长度?H = H B -H A(37) 折射角:声速:延迟:前沿距离:β = tan 1 (―)H _ H C(t β-t A )COS(Z7)H Bt0 = t Bc∙cos(∕>)LO = H- tan(∕7) 一 X B(38) (39)(3 10)(3 11)。

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