超声波检测讲义系统基本概念
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。
超声波检测专业知识
波长(bōcháng)、频率和波速
（1）周期(zhōuqī)T和频率f：为波动经过的介质质点产生机械振动的周 期(zhōuqī)和频率，机械波的周期(zhōuqī)和频率只与振源有关，与 传播介质无关。波动频率也可定义为波动过程中，任一给定点在1秒 钟内所通过的完整波的个数，与该点振动频率数值相同，单位为赫兹 （Hz）。
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波的类型(lèixíng)
根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波 的传播方向的不同，可将波动分为多种波型， 在超声检测(jiǎn cè)中主要应用的波型有纵波、 横波、表面波和板波等.
据波阵面形状不同，可以把不同波源发出的波分 为平面波、柱面波和球面波。
波源振动的持续时间长短，分为连续波和脉冲 波
动，产生振动。与此同时，A周围的质点也会受到大小相等方向相反的弹性力的
作用，使它们离开平衡位置，并在各自的平衡位置附近振动。这样弹性介质中一
个质点的振动就会引起邻近质点的振动，邻近质点的振动又会引起较远质点的振
动，于是振动就以一定的速度由近及远地传播开来，从而就形成了机械波。
•
液体和气体不能用上述弹性力的模型来描述，其弹性波是在受到压力时体积
2.1.3 阻尼振动(zǔ ní zhèn
• 谐振动是理想条件dò下n的ɡ振) 动，即不考虑
摩擦和其它阻力的影响。
• 任何实际物体的振动，总要受到阻力的 作用。由于克服阻力做功(zuògōng)，振 动物体的能量不断减少。同时，由于在 振动传播过程中，伴随着能量的传播， 也使振动物体的能量不断地减少。 不 符合机械能守恒定律
（2）波长：波经历一个完整周期所传播的距离，称为波长，用表示。同一波
线上相邻两振动相位相同的质点间的距离即为波长。波源或介质中任意一质
超声波检测基本知识ppt课件
一、超声波的性质 1、声波 次声波 超声波 声波、次声波、超声波都是机械波，有声速、频率、波长、声 压、声强等参数，在界面也会发生反射 、折射 。 我们能够听到声音是因为声波传 到了我们的耳内，声波的频 率在20HZ～20000HZ，频率低于或超过上述范围时人们无 法听到声音，频率低于20HZ的声波称为次声波，频率超过 20000HZ的声波称为超声波。
射角为第一临界角α I。
这时在第二介质中已没有纵波， 只有横波。焊缝探伤用的横波就 是，经过界面波型转换得到的。 （3）第二临界角 当纵波入射角继续增大时，在第 二介质中的横波折射角也增大， 当βS达90度时，第二介质中没有 超声波，超声波都在表面，为表 面波。
介质1 介质2
介质1 介质2
α βS
α
一、超声波的性质
3、超声波的波型与声速
（1）纵波（L）
材料
质点的振动方向与波的传播方向
相平行 。纵波在固、液、气三种介
钢
质中均能传播。
（2）横波（S）
水
质点的振动方向与传播方向相垂直 ， 有机玻
质点受到的是交变剪切应力的作用， 璃
故亦称切变波。液体和气体不能够承 铝
受剪切应力，故无横波传播。 铜
（3）表面波，在固体表面传播。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
三、超声波探伤原理
把1-5兆赫（1－5MHZ）高频超声波入射到被检物中，如遇到缺陷（界面） 则一部分入射超声波被反射，并利用探头接收反射信号的性能，可不损坏 工件检出缺陷大小（尺寸）和位置，这种方法叫UT检测。 超声波检测能发现最小缺陷尺寸a≥λ/2，当a＜λ/2时，超声波会产生绕 射，超声波在介质中的 反射率：空气是100%，夹渣为46%，水为88%。
超声波检测讲义
超声波检测讲义（UT）无损检测培训资料--超声波检测通用工艺规程1.主要内容与适用范围本规程规定了焊缝超声检测人员具备的资格、仪器、探头、试块、检测技术方法和质量分级等。
本规程适用于本公司生产的厚度为6mm～30mm钢制承压设备全熔化焊的超声检测。
不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于或等于250mm或内外径之比小于80%的纵向焊缝检测。
本规程按JB4730的要求编写，符合《容规》和GB150等要求。
检测工艺卡是本规程的补充，由Ⅱ级人员按本规程等要求编制，其检测参数规定的更具体。
2.引用标准、法规JB/T4730-2005《承压设备无损检测》GB150-1998《钢制压力容器》JB/T9214-1999《A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法》JB/T10061-1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》JB/T10062-1999《超声探伤用探头性能测试方法》3.检测人员3.1检测人员必须经过培训，按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》的要求。
经理论和实践考试合格，取得相应等级资格证书的人员担任。
3.1.1检测人员每年应检查一次身体，其矫正视力不低于1.0。
4.探伤仪、探头和试块4.1探伤仪采用A型脉冲反射式超声波探伤仪器，其工作频率范围为0.5 MHz～10MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
仪器应具有80dB以上的可调衰减器，步进级每档不大于2Db，其精度为任意相邻12 dB的误差在±1dB 以内，最大累计误差不超过1dB.。
水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5%。
4.2探头4.2.1晶片面积一般不应超过500mm2，且任意一边长原则上不大于25 mm 。
4.2.2单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2度，主声束垂直方向不应有明显的双峰。
4.3仪器和探头的系统性能4.3.1在达到所检工件的最大检测声程时，其灵敏度余量应≥10dB。
超声波检测基本知识
超声波的基本知识1超声波基本原理1.1振动与波动机械振动：物体在平衡位置附近往复运动。
质量弹簧系统的运动；钟摆的摆动；水上浮标的浮动；担物行走时扁担的颤动；在微风中树梢的摇摆；振动的音叉、锣、鼓、琴弦等都是机械振动。
1,受力方向指向平衡位置2.受力大小与质点偏离平衡位置的距离成正比根据牛顿力口速度定律F 二ma 通峰为x=A sin (o)t+(p )£J=f -单摆体系受力分析 质量弹簧体系受力分析：虎克定律F=-k?x in在单播的摆甬Ot 很小(例如。
<5°)1 .切法方向近但为平衡方向2 .写in(u)近暝为Q ,质点偏离平衡位置乂=LU根据牛顿力□速度定律F -ma ,G=mg—mgm =>c^r 4-干x =Q通解为G -A.sin(wt+(p)f=J 星机械振动的三个特点：物体，平衡位置，回复力1 .物体：宏观的物体或细观的质点2 .平衡位置：通常是运动过程的中心(静止)位置3 .回复力：偏离平衡位置后，受到指向平衡位置的力鬲足运动方程f+ki=0的振动称为简谐振动简情滋动通解为x=Asin (wt+(p)确定性振动：可以用确定性的函数描述其运动规律最为简单的是简谐振动有限个简谐振动的叠加无限个简谐振动的叠加随机振动：不能预先确定的振动。
无法用确定性函数描述须用概率统计方法定量描述平稳随机振动：运动随机，概率统计参量稳定非平稳随机振动：运动随机，概率统计参量不稳定产生机械振动的根本原因： 1 .偏离平衡位置2 .有与偏离平衡位置位移相关的回复力：指向平衡位置的力，使物体回到平衡位置 振动能够持续的原因：1.物体偏离平衡位置对应克服回复力时集聚的势能2.物体在 回复力的作用下势能与动能的转换 在回复力的作用下，物体回到平衡位置时，回复力减小到零，势能完全转化为动能，此 时惯性使其偏离到平衡位置的另一边，克服新产生的回复力，直至达到最大偏离位置，动能 完全转化为势能。
超声波检测基础知识PPT学习教案
直探头 与斜探头
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3．声速
声波在介质中是以一定的速度传播 的，如空气中的声速为340 m／s， 水中的声速为1 500m／s，钢中纵 波的声速为5 900 m／s，横波的 声速为3 230 m／s，表面波的声 速为3 007m／s。
声速是由传播介质的弹性系数、 密度以及声波的种类决定的，它 与频率和Байду номын сангаас片第没4页/共有13页关
系。
波长：C=λf 声场强度：
I 1 Pm2
2 C
反射、投射和衍射
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9.2 超声波探伤原理
超声波检测可以分为超声波探伤和超声波测厚，以及超声 波测晶粒度、测应力等。目前用得最多的方法是脉冲反射 法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜入射探伤时大 多用横波。
脉冲反射法的纵波和横波探伤原理如下： 1.垂直探伤法
（3）横波探伤用试块。
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9.4超声波检测工艺要点
基本操作 (1)探伤时机选择 (2)探伤方法选择 (3)探伤仪器的选择 (4)探伤方向和扫查面的选定 (5)频率的选择 (6)晶片直径、折射角的选定 (7)探伤面修整 (8)耦合剂和耦合方法的选择 (9)确定探伤灵敏度 (10)进行粗探伤和精探伤 (11)写出检验报告
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2．斜射探伤法
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9．3 试块
1．试块的用途 (1)确定合适的探伤方法。 (2)确定探伤灵敏度和评价缺陷大小。 (3)校验仪器和测试探头性能。 2 ．试块的种类 根据试块的用途，可分为三大类： (1)调节仪器及测试探头的试块； (2)纵波探伤用试块；
超声波检测基础知识
公共基础知识超声波检测技术基础知识概述
《超声波检测技术基础知识概述》一、基本概念超声波检测技术是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷、测量材料厚度、确定材料性质等的无损检测方法。
超声波是指频率高于 20kHz 的机械波，其在不同材料中的传播速度、衰减程度和反射特性各不相同，这些特性为超声波检测提供了基础。
超声波检测主要涉及到超声波的发射、传播和接收。
通常使用超声波探头作为发射和接收超声波的装置。
探头中的压电晶体在电信号的激励下产生超声波，并将接收到的超声波信号转换为电信号，以供后续分析处理。
二、核心理论1. 超声波的传播特性- 超声波在均匀介质中沿直线传播，其传播速度取决于介质的弹性模量和密度。
不同材料中的传播速度差异较大，例如在钢中的传播速度约为 5900m/s，在水中的传播速度约为 1480m/s。
- 超声波在传播过程中会发生衰减，衰减的原因主要包括散射、吸收和扩散等。
散射是由于材料中的不均匀性引起的，吸收是由于材料对超声波能量的吸收，扩散则是由于超声波在传播过程中的扩散效应。
- 当超声波遇到不同介质的界面时，会发生反射、折射和透射等现象。
反射波的强度取决于界面两侧介质的声阻抗差异，声阻抗差异越大，反射波越强。
2. 超声波检测原理- 脉冲反射法：通过发射短脉冲超声波，当超声波遇到缺陷或界面时，会产生反射波。
根据反射波的到达时间、幅度和波形等信息，可以确定缺陷的位置、大小和性质。
- 穿透法：将超声波发射探头和接收探头分别放置在被检测材料的两侧，通过检测透射超声波的强度和波形变化，来判断材料内部是否存在缺陷。
- 共振法：利用超声波在被检测材料中产生共振的原理，通过测量共振频率和共振幅度等参数，来确定材料的厚度、弹性模量等性质。
三、发展历程超声波检测技术的发展可以追溯到 19 世纪末期。
当时，人们开始研究超声波的特性和应用。
20 世纪初期，超声波检测技术开始应用于工业领域，主要用于检测金属材料的内部缺陷。
在第二次世界大战期间，超声波检测技术得到了快速发展，被广泛应用于军事工业中，如检测飞机、舰艇等装备的零部件。
超声波检测基础知识
第一章超声波检测超声波检测定义：使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。
超声检测的优点：（1）适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；（2）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；（3）缺陷定位较准确；（4）对面积型缺陷的检出率较高；（5）灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；（6）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。
超声检测的局限性：（1）对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；(2)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；(3)缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；(4)材质、晶粒度等对检测有较大影响；(5)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。
超声波检测的适用范围：从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；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；从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。
1.1超声波检测的基础知识1.1.1 超声波声波：频率在20～20KHz之间；次声波：频率低于20Hz；不容易衰减,不易被水和空气吸收.而次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物发生衍射.某些次声波能绕地球2至3周.某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可致人死亡超声波：频率大于20KHz。
方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。
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超声波检测系统的基本概念
超声仪
超声仪的基本功能
• 信号放大（增益，衰减） • 信号滤波（高通，低通） • 显示波形（延迟，记录宽度） • 读取参数（声时，声幅）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪应具备的特点
• 自动采用适当的放大倍数 • 自动判读参数（声时，声幅，频率等） • 灵活高效的显示与记录方式 • 实时快速的现场分析功能 • 方便的数据管理（原始数据与结果） • 兼顾通用性与专用性 • 友好的界面
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（浅裂缝程序）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（透射法程序）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（透射法程序——参数设置）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（通用程序）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（图五：数据分析定空气中声速(数据处理)
回归计算： lABt
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
平测时测定声速与零时距
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
平测时测定声速与零时距(数据处理)
谢谢观看
• 接受换能器的延迟
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
零时校正的方法
• 发射接收换能器直接对测 • 测定标准棒 • 时距法测定空气中的声速 • 平测时测定声速与零时距 • 径向换能器水中测定声速
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
时距法测定 空气中声速
• 轴线重合对测 • 间距误差小于0.5% • 测点不少于10个
精品
超声波检测系统基本概念
超声波检测系统的基本概念
超声波检测系统基本概念
1. 换能器与超声仪 2. 零时校正与误差
超声波检测系统的基本概念 超声波换能器
径向换能器： 频率：20-60kHz
超声波检测系统的基本概念 超声波换能器
平面换能器：
超声波检测系统的基本概念
超声仪
超声仪
• 超声仪的基本功能 • 智能化超声仪应具备的特点
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（图六：结果显示 1）
超声波检测系统的基本概念
超声仪
智能化超声仪（图七：结果显示 2）
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
零时校正与误差 • 零时校正的由来 • 零时校正的方法与误差
超声波检测系统的基本概念 零时校正与误差
零时校正的由来
• 发射机的延迟 • 发射换能器的延迟