五大常规无损检测技术之一：超声检测(UT)的原理和特点
ut检测原理
ut检测原理UT检测原理超声波检测是一种广泛应用于工业与民用领域的非破坏性检测方法，其优点在于能够穿透被测物件内部的材料，检测出结构缺陷、变形、裂纹等问题。
UT检测在制造业、石化、航空航天、交通运输、建筑等领域得到广泛应用。
那么，UT检测的原理又是什么呢？UT检测的基本原理是由超声波的纵波(L波)、横波(T波)以及表面波(S 波)共同组成。
其中，L波是指超声波在测试物质内扩散时的纵向波动，即以杆状铅垂直方向传导的波。
T波是指超声波在测试物质内扩散时的横向波动，与L波垂直方向传导。
S波是指波沿着被测物体表面运行的波。
当它遇到一个界面时，在界面处发生反射和折射，从而形成回声。
在实际检测中，我们需要利用发射探头发出超声波，并通过接收探头接收到反射波。
当发射探头发送超声波时，被测物体的内部结构和材质会影响超声波的传播和反射。
这些影响可以呈现出不同的回声模式，可以通过接收探头接收到这些模式，然后进行分析。
在对收到的信号进行分析时，我们可以利用声速和声阻抗的差异计算出被测物体内部区域的密度、弹性模量、速度等参数。
此外，UT检测还可以检测不同类型的表面裂纹、内部缺陷和变形。
通过对数据的处理和分析，我们可以识别出各种类型的问题，为进一步的维护和修复提供指导。
总体来说，UT检测的原理是利用超声波在不同介质中的传播特性及其反射、折射、干扰等现象，以检测材料内部或表面的缺陷、变形和裂纹等问题。
它的优点在于非破坏性、全面性和高灵敏度。
此外，UT检测还可以提供连续性监测和测量，对改善工业生产效率和提高产品质量具有重要的作用。
综上所述，UT检测是一种非常通用的检测法，其检测原理是基于超声波在不同介质之间的传播特性。
尽管UT检测需要针对不同物料进行参数调整，但是当我们熟悉了UT检测的基本原理之后，通过分析数据，我们可以有效地监测到潜在的问题。
这使得UT检测成为了工业生产和维护领域中不可或缺的检测工具之一。
超声波无损检测基础原理
超声波无损检测基础原理超声波无损检测（Ultrasound Non-Destructive Testing，简称UT）是利用超声波在材料中传播、反射、折射以及散射现象，来检测材料的内部缺陷、异物、尺寸和性能的一种方法。
它具有非接触、无损、高精度、高效率、可定量测量等优点，广泛应用于航空航天、核工业、电力、石化等领域。
超声波无损检测的基本原理是利用超声波在材料中传播时发生的传播、反射、折射和散射现象来评估材料的完整性和性能。
其中，超声波是一种振动频率超过人耳听觉范围的机械波，具有频率高、穿透力强、传播速度快等特点。
超声波在材料中传播是通过介质粒子的弹性振动完成的。
当超声波进入材料后，会遇到材料内部的缺陷、异物等结构的界面，其中的一部分能量将被反射回来，称为反射波；另一部分能量则继续传播并发生折射或散射，称为透射波。
通过测量和分析反射波和透射波的信号，可以确定材料的内部缺陷、异物的位置、形状、大小等参数。
超声波无损检测通常采用传感器（也称为探头）将超声波引入到被检测物体中。
传感器由晶体材料制成，具有压电效应，即在受到外加电压作用下产生机械振动。
当外加电压施加在传感器上时，晶体会振动产生超声波，然后将超声波传播到被检测物体中。
当超声波在被检测物体中传播并遇到缺陷、界面等结构时，会有部分超声波能量被反射回来，在传感器上产生电信号。
这个信号经过放大、滤波、变换等处理后，可以得到被检测物体内部结构的信息。
超声波无损检测的信号处理是关键环节。
一般来说，反射信号的振幅和时间可以提供缺陷的大小和位置信息，而透射信号的强度和传播时间则可以提供材料的均质性和变质情况。
根据反射信号的波形和强度，可以判断缺陷种类（如裂纹、气孔、异物等）和位置。
通过对信号的波形、幅度以及时间的分析，可以获得材料的尺寸、形状、深度等更加详细的参数信息。
总之，超声波无损检测通过利用超声波在材料中传播的物理特性和反响情况，来评估材料的完整性和性能。
五大常规探伤方法概述及其特点
五大常规探伤方法概述及其特点工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，即人们常称的五大常规探伤方法。
本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点，并结合汽车维修中的特定条件和需求，选出更适合于汽车维修的探伤方法.一、五大常规探伤方法概述五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。
1、射线探伤方法射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多,即射线能穿透过该物质的强度就越校此时，若用照相底片接收,则底片的感光量就小;若用仪器来接收,获得的信号就弱。
因此,用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见,一般情况下,射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音频。
频率低于20Hz的称为次声波,高于20kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高,则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
超声波检测(UT)的简要介绍——安维士
超声波检测（UT）的简要介绍——安维士超声波探伤（UT）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，属于无损检测五大常规方法之一。
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，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
超声波检测方法可按以下方式分类按原理分可分为：脉冲反射法、衍射时差法、穿透法、共振法按显示方式分可分为：A型、B型、C型、D型、S型、P型。
按波形分可分为：纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法按探头数目分可分为：单探头法、双探头法、多探头法按探头与试件的接触方式分可分为：接触法、液浸法、电磁耦合法按人工干预的程度分可分为：手工检测、自动检测每一个具体的超声检测方法都是上述不同分类方式的一种组合，如最常使用的：单探头横波脉冲反射接触法（A型显示）。
每一种检测方法都有其特点和局限性，针对每一检测对象所采用的不同的检测方法，是根据检测目的及被检工件的形状尺寸、材质等特征来进行选择的。
下面简单介绍下脉冲反射法。
超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对试件进行检测的方法，称为脉冲反射法。
脉冲反射法可按检测方法分为缺陷回波法、底面回波高度法、底面多次回波法。
缺陷回波法：通过材料内部缺陷反射的声压幅度的大小来确定缺陷的大小。
a）无缺陷b）有缺陷底面回波高度法：当试件的材质和厚度不变时，底面回波高度应基本不变的，如果试件中有缺陷，则底面回波高度会下降甚至消失。
a）无缺陷b）有缺陷底面多次回波法：通过反射底波次数的减少来判断是否存在缺陷。
主要用于厚度不大，形状简单，探测面和底面平行的试件检测。
a）无缺陷b）小缺陷c）大缺陷作者杨年高级工程师南京安维士传动技术股份有限公司。
五大常规探伤方法概述及其特点
五大常规探伤方法概述及其特点工业无损探伤的方法很多，目前国内外最常用的探伤方法有五种，即人们常称的五大常规探伤方法。
本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点，并结合汽车维修中的特定条件和需求，选出更适合于汽车维修的探伤方法。
一、五大常规探伤方法概述五大常规方法是指射线探伤法、超声波探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法和渗透探伤法。
1、射线探伤方法射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。
这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知，但它可使照相底片感光，也可用特殊的接收器来接收。
常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线，分别称为x光探伤和γ射线探伤。
当这些射线穿过物质时，该物质的密度越大，射线强度减弱得越多，即射线能穿透过该物质的强度就越校此时，若用照相底片接收，则底片的感光量就小；若用仪器来接收，获得的信号就弱。
因此，用射线来照射待探伤的零部件时，若其内部有气孔、夹渣等缺陷，射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多，其强度就减弱得少些，即透过的强度就大些，若用底片接收，则感光量就大些，就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影；若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见，一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。
因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。
即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。
2、超声波探伤方法人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音频。
频率低于20Hz的称为次声波，高于20kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
四种常用探伤方法特点及区别
四种常规无损检测方法的比较无损检测就是利用声、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。
常用的无损检测方法：超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)及X射线检测(RT)。
超声波检测(UT)1、超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。
2、超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。
声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
3、超声波检测的优点：a.适用于所有金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。
如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，使用较方便。
4、超声波检测的局限性a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。
5、超声检测的适用范围a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；e.从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。
五大常规无损检测技术之一：渗透检测(PT)的原理和特点
五大常规无损检测技术之(PT)的原理和特点渗透检测(Penetrant Testing )，业内人士简称PT,是工业无损检测Nondestructive Testing )应用最早的无损检测方法，由于渗透检测简单易操作,其在现代工业的各个领域都有广泛的应用。
渗透检测主要的应用是检查金属(钢、铝合金、镁合金、铜合金、耐热合金等) 和非金属(塑料、陶瓷等)工件的表面开口缺陷,例如表面裂纹等。
工业产品在制造和运行过程中,可能在表面产生宽度零点几微米的表面裂纹，断裂力学研究表明，在恶劣的工作条件下，这些微细裂纹都会是导致设备破坏的裂纹源。
渗透检测是五大常规无损检测技术之一，其他四种是: 超声检测( UltrasonicTesting ): A型显示的超声波脉冲反射法、射线检测(Radiographic Testing ): 射线照相法、磁粉检测( Magnetic Particle Testing ) 、涡流检测( EddyCurrent Testing ) 。
按照不同特征,可将渗透检测分为多种不同的方法：按显示材料，分为荧光法(Fluoresce nt)和非荧光法(Non-Fluoresce nt)。
前者称为“荧光渗透检测”,后者称为“着色渗透检测”。
典型的荧光渗透检测缺陷示意图。
(图片来源于网络) 肉眼无法察觉的微裂纹，经荧光渗透检，在紫外线灯的照射下，黄绿色荧光格外渗透检测原理渗透检测，本质上是利用液体的表面能。
(a)全鮒煤(a ) 0 =0°全部润湿；(b ) 0<90°，部分润湿；(c ) 0>90°，不润湿。
对某一液体而言，表面张力越小，当液体在界面铺展时克服这个力做功越少， 则 润湿效果越好。
醒目，如下图所示: "—二"■/■ n" ■厂■> -r --- V.当液体和固体界面接触时会出现以下三种现象,B 称为接触角。
无损检测超声波探伤仪的分类工作原理及操作使用
无损检测超声波探伤仪的分类、工作原理及操作使用无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。
主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。
射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振动的传播过程，称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。
波长λ：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。
由上述定义可得：C=λ f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。
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五大常规无损检测技术之一：超声检测(UT)的原理和
特点
五大常规无损检测技术之一：
超声检测(UT)的原理和特点五大常规无损检测技术之一：超声检测（UT）的原理和特点超声检测（Ultrasonic Testing），业内人士简称 UT，是工业无损检测（Nondestructive Testing）中应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，可以用于产品制造中质量控制、原材料检验、改进工艺等多个方面，同时也是设备维护中不可或缺的手段之一。
超声检测主要的应用是检测工件内部宏观缺陷和材料厚度测量。
按照不同特征，可将超声检测分为多种不同的方法：
（1）按原理分类：
超声波脉冲反射法、衍射时差法（Time of Flight Diffraction，简称 TOFD）等。
（2）按显示方式分类：
A 型显示、超声成像显示（B、C、D、P 扫描成像、双控阵成像等）。
A 型显示的超声波脉冲反射法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：
射线检测（Radiographic Testing）：
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射线照相法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检测（Penetrant Testing）、涡流检测（Eddy Current Testing）。
超声检测原理超声检测，本质上是利用超声波与物质的相互作用：
反射、折射和衍射。
（1）什么是超声波？我们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在 20-20190Hz 之间，而频率高于 20190Hz 的机械波称为超声波，人类是听不到超声波的。
对于钢等金属材料的检测，我们常用频率为 0.5~10MHz 的超声波。
（1MHz=10 的六次方 Hz）（2）如何发出和接收超声波？超声检测用探头的核心元件是压电晶片，其具有压电效应：在交变拉压应力的作用下，晶体可以产生交变电场。
当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换成声能（机械能），探头以脉冲的方式间歇发射超声波，即脉冲波。
当探头接受超声波时，发生正压电效应，将声能转换成电能。
超声检测所用的常规探头，一般由压电晶片、阻尼块、接头、电缆线、保护膜和外壳组成，一般分为直探头和斜探头两个类别，后者的话通常还有一个使晶片与入射面成一定角度的斜锲块。
下图为典型的斜探头结构图（图片来源于网络）。
下图为斜探头的实物图：
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 该探头型号:2.5P8*12 K2.5，其参数为：
a）2.5 代表频率 f：
2.5MHz； b）P 代表晶片材料为：
锆钛酸铅陶瓷，具有温度稳定性好、电性能优异、容易制造而且价格低廉等优点； c）8*12 代表矩形晶片尺寸为：
8mm*12mm； d）K2.5 代表：
斜探头折射角的正切值为 2.5，即 tan(68.2)=2.5，其折射角为
68.2。
A 型显示的超声波脉冲反射法工作原理：
声源产生的脉冲波进入到工件中，超声波在工件中以一定方向和速度向前传播。
当遇到两侧声阻抗有差异的界面时（声阻抗存在差异往往是因为材料中某种不连续性造成，如裂纹、气孔、夹渣等）部分声波被反射，检测设备接受和显示：
分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。
A 型显示的超声波脉冲反射法的特点 1、适用范围适用于金属、非金属和复合材料等多种制件。
a）原材料、零部件检测：
钢板、钢锻件、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、复合板、无
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缝钢管等。
b）对接焊接接头检测：
钢制对接接头（包括管座角焊缝、T 形焊接接头，支撑架和结构件），铝及铝合金对接接头下图为钢制对接接头：
T 形焊接接头。
2、A 型显示的超声波脉冲反射法的优点 a）穿透能力强，可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测。
如对于金属材料，可检测厚度为 1~2mm 的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件。
b）缺陷定位较准确。
c）对面积型缺陷的检出率较高。
d）灵敏度高，可检测工件内部尺寸很小的缺陷。
超声检测理论灵敏度约为超声波波长的一半，当检测对象为钢制件，采用 2.5MHz 频率的超声斜探头，其灵敏度约为 0.65mm。
e）检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。
3、A 型显示的超声波脉冲反射法的局限 a）对工件中的缺陷进行精确的定性、定量仍需作深入研究。
请参考：
超声检测如何评定工件内部缺陷位置和大小。
b）对具有复杂形状或不规则外形的工件进行超声检测有困难。
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超声检测中常见的非缺陷回波的辨别与排除 c）缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响。
d）工件材质、晶粒度等对检测有较大影响。
e）检测结果显示不直观，检测结果无直接见证记录。
参考资料：
【1】《超声检测》全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材。
【2】果壳果篮：
声学
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