超声波探测实验资料教程
tC3 , XC
X C2 tc t0
HC X cos 50mm LC X sin
xc LC xc L'
2)测量折射角
H
arS c a ta rn L c B 0 tL A a 0 n L B L A
H
H B H A
实验要求：
（1）必须点滴耦合剂后，才能移动探 头； （2）将发射端接探头，不能直接连接 到示波器 （3）实验中要求测量的横波、纵波声 速，以及缺陷深度的误差 5% .
等
3.超声波波型
超声波在弹性介质中传播 可以有多种振动模式，包括横 波、纵波、表面波等。
超声波传输通过不同 材料界面时可能会改变其 振动模式。
5.超声波发射接收：
接受
一次回波
二次回波
发射
探 头
试块
1． 探头声束扩散角的测量
2 arctan x2 x1
2HB
2 arctan x2 x1 cos2
超声波测试原理及应用
北京邮电大学 物理实验中心
一、实验原理
1、超声波的特性
声波是一种弹性波，超声波是频率在 2104Hz1012Hz的声波
超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接 收、探头体积小等特点
2、超声波的应用
无损检测：海洋中的探测、材料的无损检测、医 学诊断、地质勘探
改变材料性质：超声手术、超声清洗、超声焊接 制造表面波电子器件：振荡器、延迟器、滤波器
A B
实验内容
1． 探头声束扩散角的测量 2． 利用直探头探测缺陷深度 （1） 绝对探测法；（2） 相对探测法 3．斜探头探测缺陷深度和水平距离
2． 利用直探头探测缺陷深度
直接探测法：
记录t1，2 ，tc
t0=2t1-t2
C 2L 6320m / s t2 t1
HC
ctc t0
2
50mm
2HB
6.本实验的任务
影响超声波传播的因素：介质的密度、弹性系数、温度等。 超声波实验中的主要测量物理量：横波纵波声速、发散角等
（1）测量超声波的发散角 （2）测量超声波的声速：横波和纵波声速 （3）超声探伤
二、实验仪器介绍
JDUT-2型超声波实验仪
注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴）
间接探测法： 记录 t2 - t1=， t1-tc= t2 t1 H t1 tc H1 HC H H1 50mm
3．斜探头探测缺陷深度和水平距离
（1）测量延迟时间t0、声速c和入射点L’
'
t1
t0 2t2 t1
t2
L1
L' R2L1
C2R2R131m 3/s0
t2t1
x 3)测量CF3孔的深度Hc和水平距离 c
超声波检测--实验讲义
实验一超声波仪器性能的测定一. 目的：现场测试超声波仪器性能，包括垂直线性，水平线性，电噪声，动态范围和衰减器精度。
二. 实验设备：超声波探伤仪，直探头(2.5P14，2.5P20，5P14等均可) IIW1试块(或CSK-IA，1#试块等均可) 平底孔试块。
三. 实验步骤1.测定垂直线性缺陷在工件中的大小是通过缺陷回波在示波屏上的幅度大小反映的，反射回波幅度是按一定规律反映缺陷实际反射声压的大小，即为仪器的垂直线性状况，以垂直线性误差表示。
如图1所示，把与探伤仪连接的直探头平稳地耦合在平底孔试块的探测面上，仪器上的"抑制"与"深度补偿"关闭，在衰减器上应至少留有30dB的衰减余量，调节"增益"，使直探头在试块上找到的最大平底孔回波高度为100%满刻度，固定探头位置与接触压力(必要时可采用专用的探头压块)。
调节衰减器，依次记下每衰减2dB时平底孔回波幅度的满刻度百分数并记入表1，并与理论值比较，取最大正偏差△+和负偏差最大绝对值｜△-｜之和为垂直线性误差，即：△=(｜△+｜+｜△-｜)(%) ----(1)注：理论波高值按下式计算-- △dB=20lg(H100/H)(式中H100为以100%满刻度起始的基准波高，H为每衰减2dB时理论上应达到的波高)。
最后在图2上以波高(%)为纵坐标，衰减量(dB)为横坐标绘出垂直线性理想线与实测线(按表1)，再根据(1)式计算垂直线性误差。
表1图1 图22.测定水平线性缺陷在工件中的位置是通过缺陷回波在示波屏上的位置反映出来的，通过仪器有关旋钮调整能否使仪器示波屏上的水平扫描线按一定比例反映超声波在工件中所经过的距离，即为仪器的水平线性，以水平线性误差表示。
如图3所示，把直探头平稳地耦合在IIW1试块上厚度25mm的平面上(应离开边缘有一定距离以防止侧壁效应干扰)，调节仪器上的"增益"，"衰减"，"水平"(或"零位"，"延迟")，"深度"(粗调与细调)，当采用"五次底波法"时：应使示波屏上出现五次无干扰底波，在相同回波幅度(例如50%或80%满刻度)情况下，使第一次底波B1前沿对准水平刻度线的20mm刻度，第五次底波B5前沿对准水平刻度线的100mm刻度，然后依次将B2，B3，B4调节到上述相同幅度下读取第二，三，四次底波前沿与水平刻度线上的40mm，60mm和80mm刻度的偏差，填入表2，取最大偏差△max(以mm计)按下式计算水平线性误差：△=(｜△max｜/0。
《超声波探测》课件 (2)
超声波在探测中的应用
1
超声波探测的原理
利用声波在介质中传播、反射和折射的原理，通过接收回波信号来检测物体的内 部情况。
2
超声波的检测方式
超声波可以通过脉冲回波法、连续波法等方式进行检测。
3
超声波探测的流程
超声波探测包括仪器设置、信号发射、回波接收和数据分析等多个步骤。
1 超声波探测的价值
超声波探测在解决问题、提高效率和降低成本方面具有极高的价值。
2 超声波探测的未来前景
随着技术的不断发展，超声波探测在医疗、工业和科学研究等领域的前景非常广阔。
3 超声波探测Βιβλιοθήκη 应用推广需要加强超声波探测技术的研究和应用推广，以满足不断增长的需求。
超声波检测的优点和缺点
超声波检测的优点
非破坏性、高精度、无污染、灵敏度高，能够检测到细微的缺陷和结构。
超声波检测的缺点
受到材料影响、需要专业操作、无法穿透气体等限制，对材料的表面质量要求较高。
综合评价与应用
超声波检测在医学、工业等领域都有着广泛的应用，其优点和缺点需要根据实际情况综合评 价。
结论
超声波探测
超声波探测是一种非破坏性检测技术，通过使用高频声波来探测物体内部的 信息。它在医学和工业领域的应用非常广泛。
什么是超声波
超声波概述
超声波是频率高于人类听觉范围的声波，通常在20kHz到1GHz之间。
超声波的特点
超声波具有穿透能力强、波长短、散射小等特点，可以用于探测物体的内部结构。
超声波的分类
超声波在工业生产中的应用
超声波在工业生产中的意义 超声波在工业生产中的应用 超声波检测工业产品的原理
超声波探测实验
调试设备
检查设备的连接是否正常， 调整信号发生器的输出频 率和幅度，确保探头能够 正常接收信号。
校准设备
对设备进行校准，确保测 量结果的准确性和可靠性。
数据采集与处理
数据采集
按照实验方案，启动数据 采集系统，记录探测到的 信号数据。
数据处理
对采集到的数据进行滤波、 放大、数字化等处理，提 取有用的信息。
确定实验目的
明确实验的目标和要求，以便选择合适的设备和设置 参数。
准备实验器材
根据实验需求，准备超声波探头、信号发生器、示波 器、数据采集卡等必要的实验器材。
设计实验方案
根据实验目的和器材，设计合理的实验方案，包括探 测方式、测量范围、采样频率等。
设备连接与调试
01
02
03
连接设备
按照实验方案，将信号发 生器、探头、示波器和数 据采集卡等设备正确连接。
超声波探测实验
• 引言 • 超声波基础知识 • 实验设备与材料 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01
引言
实验目的
了解超声波探测原理
通过实验操作，深入理解超声波的传 播特性、探测原理和应用领域。
掌握超声波探测设备
分析探测数据
根据实验结果，分析超声波探测数据 的准确性和可靠性，为实际应用提供 依据。
结果分析
根据处理后的数据，分析 超声波的传播特性、探测 效果等，得出实验结论。
05
实验结果与分析
实验数据展示
实验数据表格
在表格中详细记录了超声波探测实验 中各组数据的测量值，包括探测距离 、时间、波形等。
实验数据图
通过图表形式直观地展示了实验数据 的变化趋势，如探测距离与时间的关 系图、波形对比图等。
超声波的测量实验报告
超声波的测量实验报告超声波的测量实验报告引言：超声波是一种高频声波，其频率通常超过人类听觉范围的上限20kHz。
超声波在医学、工业和科学研究领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过测量超声波在不同介质中的传播速度，探究超声波的特性和应用。
实验步骤：1. 实验器材准备：- 超声波发生器- 超声波探头- 示波器- 不同介质样品（如水、玻璃、金属等）- 计时器2. 实验设置：将超声波发生器连接至示波器和超声波探头。
将不同介质样品放置在超声波探头前方，保持一定距离。
调节示波器和发生器的参数，确保超声波能够正常发射和接收。
3. 测量超声波传播时间：将超声波发生器发射超声波，使其经过不同介质样品后被超声波探头接收。
使用计时器记录超声波从发射到接收的时间。
重复多次实验，取平均值以提高测量精度。
4. 计算超声波传播速度：根据测量得到的超声波传播时间和超声波在不同介质中的传播距离，可以计算出超声波在不同介质中的传播速度。
使用公式 v = d / t，其中 v 为超声波传播速度，d 为传播距离，t 为传播时间。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了超声波在不同介质中的传播速度。
结果显示，超声波在固体介质中传播速度较高，而在液体介质中传播速度较低。
这是由于固体分子的排列比液体更加紧密，导致声波在固体中传播时受到更少的阻力。
此外，我们还观察到超声波在不同介质中的传播路径受到折射和反射的影响。
当超声波从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的声速不同，超声波会发生折射现象。
这种现象在医学领域中有着重要的应用，例如超声波在人体组织中的传播和成像。
实验中我们还发现，超声波在金属表面的反射较为明显。
这是由于金属具有良好的导电性，超声波在金属表面发生反射后能够被探头接收到。
这一特性在工业领域中广泛应用于材料缺陷检测和无损检测。
结论：通过本次实验，我们深入了解了超声波的特性和应用。
超声波在不同介质中的传播速度差异显示了介质的性质对声波传播的影响。
测量超声波的声速实验步骤
测量超声波的声速实验步骤超声波是一种频率高于人类听力范围的声波。
测量超声波的声速是一个重要的实验，有助于了解超声波在介质中的传播速度，对于医学、工程和科研领域都有重要的应用。
下面将介绍测量超声波的声速的实验步骤。
实验材料和仪器:1. 超声波发生器2. 超声波探头3. 示波器4. 信号发生器5. 高频计数器6. 直尺7. 液体容器8. 水实验步骤:步骤一：准备工作1. 将液体容器放在水平台上，加入适量的水。
2. 将超声波探头插入液体容器中，确保探头与水平台保持垂直。
3. 将示波器、信号发生器和高频计数器连接好。
步骤二：调试仪器1. 打开超声波发生器和示波器，调节信号发生器的频率，使其与超声波发生器的频率匹配。
2. 调节示波器的垂直和水平放大倍数，使波形清晰可见。
3. 调节高频计数器的参数，以便精确测量超声波的频率。
步骤三：测量声速1. 在示波器上观察超声波的波形，并记录波长。
2. 用直尺测量液体容器中超声波的传播距离。
3. 利用测得的波长和传播距离，计算超声波的声速。
步骤四：重复实验1. 重复步骤三的测量过程，至少进行三次测量，以提高数据的准确性和可靠性。
2. 计算多次测量结果的平均值，作为最终的测量结果。
注意事项：1. 在进行实验前，确保仪器的连接正确并且工作正常。
2. 在调试仪器时，注意调节参数的精确性，以保证测量结果的准确性。
3. 在测量声速时，要保持液体容器的水平和超声波探头的垂直，以避免测量误差。
4. 建议使用多次测量的平均值作为最终结果，以提高数据的可靠性。
通过以上步骤，我们可以进行测量超声波的声速实验。
这个实验可以帮助我们了解超声波在介质中的传播速度，对于医学、工程和科研领域的应用有着重要的意义。
实验过程中需要注意仪器的准确调试和数据的准确记录，以确保实验结果的可靠性。
同时，也可以通过多次测量取平均值的方式来提高数据的准确性。
《超声波探测实验》PPT课件
t1
t0 2t2 t1
t2
L1
L' R2L1
精选课件ppt
C2R2R131m 3/s0
t2t1
14
x 3)测量CF3孔的深度Hc和水平距离 c
tC3 , XC
X C2 tc t0
HC X cos 50mm
LC X sin
x L 精选课c件ppt C xc L'
15
2)测量折射角
H
arS c a ta rn L c B 0 tL A a 0 n L B L A
H
H B H A
精选课件ppt
Байду номын сангаас
16
实验要求：
（1）必须点滴耦合剂后，才能移动探 头； （2）将发射端接探头，不能直接连接 到示波器 （3）实验中要求测量的横波、纵波声 速，以及缺陷深度的误差 5% .
精选课件ppt
9
注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴）
B
精选课件ppt
A
10
实验内容
1． 探头声束扩散角的测量 2． 利用直探头探测缺陷深度 （1） 绝对探测法；（2） 相对探测法 3．斜探头探测缺陷深度和水平距离
精选课件ppt
11
2． 利用直探头探测缺陷深度
精选课件ppt
12
直接探测法：
间接探测法：
17
精选课件ppt
18
常用的超声换能器：压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器
和电磁换能器等.
压电换能器的原理图:
直探头
精选课件ppt
斜探头
4
5.超声波发射接收：
接受
一次回波
二次回波
超声波测量实验的操作指南与数据处理
超声波测量实验的操作指南与数据处理引言：超声波是一种高频声波，具有广泛的应用领域。
在工业、医疗、环境监测等方面，超声波测量技术被广泛采用。
本文将为您介绍超声波测量实验的操作指南和数据处理方法，帮助您进行准确、可靠的测量。
一、实验前准备：1. 确保实验室环境干净、安静，以减少外界干扰。
2. 检查超声波测量设备的状态，如传感器、发射器和接收器是否正常工作，探头是否清洁。
3. 根据实验需求，选择适当的超声波测量仪器和参数设置。
二、实验操作步骤：1. 将传感器与超声波仪器连接，并固定在待测物体上。
确保传感器与待测物体之间的距离适当。
2. 打开超声波测量仪器，并进行初始化设置。
根据实验需要，设置适当的频率、功率等参数。
3. 将超声波发射器放置在测量区域的一侧，将接收器放置在另一侧，使其正对待测物体。
4. 启动超声波发射器，发射超声波信号。
通过接收器接收反射回的超声波信号，并将数据传输给计算机或储存器。
5. 根据实验需求，可进行多组测量，以提高数据的准确性和可靠性。
三、数据处理方法：1. 数据预处理：对采集到的超声波信号进行滤波、降噪等预处理工作。
可以采用数字滤波器、中值滤波器等方法，提取有效信号。
2. 数据分析：根据实验目的，选取合适的分析方法。
如计算超声波的传播速度、衰减系数等。
3. 数据可视化：使用数据可视化工具，将处理后的数据转化为图表或曲线。
通过观察图表或曲线，可以直观地了解实验结果。
4. 数据比对与验证：将实验测得的数据与已知数据进行比对，验证实验结果的准确性。
如对某材料的密度进行测量，可与已知密度进行对比。
5. 数据修正与优化：根据实验结果，对数据进行修正或优化。
可以采用拟合算法等方法，提高数据的精度和可靠性。
6. 数据报告与解释：将实验结果整理成报告，并进行合理解释。
报告应包含实验目的、方法、结果和结论等内容，以便他人理解和参考。
结论：超声波测量实验是一种常见且重要的测量技术，它可以应用于多个领域，为工业和科研提供了可靠的数据支持。
17超声波探伤实验讲义 附
超声波探伤实验目的（一）、学习焊接接头超声波检验的基本方法；（二）、掌握焊接接头的超声波纵波探伤法；（三）、观察和分析探伤波形，测定焊接缺陷的位置和大小了解缺陷性质的波形分析法。
二、实验装置及实验材料（一）超声波探伤仪（CTS-22型）一台（二）探头一套（三）标准试块一块（四）人工缺陷试块三块（五）焊接接头试块三块（六）稳压电源一台（七）耦合剂（20号机油）一瓶（八）钢板尺（150mm）一把三、实验原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现物体内部缺陷的一种方法。
目前我国应用最多的超声波探伤法是脉冲反射法。
这种方法的探伤原理是，当脉冲超声波入射到被测试件，在材料内部传播，遇到缺陷和材料基体界面时，由于声阻抗的差异发生波反射。
脉冲反射法探伤便是根据显示在探伤仪荧光屏上的反射波来判断事件内部缺陷位置、性质和大小。
这种方法根据探伤所用的波的类型不同，又可分为纵波法、横波法、表面波法和极波法等。
本实验采用纵波法探伤和横波法探伤。
纵波法探伤纵波法探伤时，把直探头放在试件的探测面上，使探头发射的超声波垂直于探测面入射到试件内。
入射的部分声波遇到缺陷界面被反射回来，其余部分的入射声波被继续传播到试件底面才被反射回来。
这时，探伤仪荧光屏上会显示出起始波T、缺陷波F和底波B。
如果探伤仪具有良好的时基线性，便可利用T、F和B三个波之间的距离来确定缺陷在试件内部的位置。
横波探伤法当超声波倾斜射入到试件探测表面上时，波形将发转变而产生横波。
若试件内部无缺陷，声波将会在试件上、下表面反射，形成“W”形路径，荧光屏上只显示起始波。
如果试件内部有缺陷，声波还将在缺陷表面反射，产生缺陷波。
声束若达到试件端角，则荧光屏上呈现出端角波。
缺陷的位置可根据探头的折射角、入射位置和声程来确定。
四、试验条件、方法及步骤（一）超声波探伤仪的使用方法1把探伤仪接上稳压电源，闭合仪器面板上的电源开关。
2接上探头。
3调节探伤仪的“辉度”、“聚焦”、“扫描水平和垂直位置”旋钮，并使起始波的前沿对准标尺零点。
超声波探伤实验资料
超声波探伤实验一、实验目的通过超声波探伤实验，使学生进一步了解超声波探伤的原理，熟悉超声波探伤仪的使用方法，初步掌握利用脉冲超声波接触法探伤中对检出缺陷进行定位、定量、定性分析的有关知识。
二、实验原理超声波探伤是利用某些晶体（石英、钛酸钡等）的压电效应产生超声波、超声波通过两种介质的接触面时发生折射、反射现象的原理，将探头接触或通过水（液浸法）等耦合剂接触被检查零件，使超声波传至零件内部。
当超声波遇到声阻不同的介质时（如空气、夹渣、疏松等）时就会在这些不同的介质中引起反射或被吸收，通过仪器的波型显示来判断缺陷的大小，位置和性质。
三、实验设备1、实验仪器本实验使用仪器均为汕头超声电子仪器公司生产的CTS-22型超声波探伤仪（如下图），其最小探测距离（相邻缺陷之间的距离）不大于3mm，探测深度为10-5000mm。
、CTS-22超声波探伤面板图1、“发”插座6细调衰减器10、示波屏14、深度微调2、“收”插座7、抑制11、遮光罩15、脉冲移位3、工作方式选择8、增益12、聚焦16、电源电压指示器4、发射强度9、定位游标13、深度范围17、电源开关5、粗调衰减器2、调整扫描速度扫描速度为仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值与实际探测声程的比例关系，在超声波探伤前必须首先根据探测范围调整好扫描速度，以便在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷进行定位。
3、探伤操作探伤要求：对轴类锻件试块用纵波探伤的方法进行实际探伤（要求φ2当量缺陷不漏检），并对所探出的缺陷进行定位、定量分析与计算，认真填写实验报告。
接通电源，开启面板上的电源开关，面板右下方电压指示器的表针应稳定地指示在红区，约一分钟后，示波屏上即会出现扫描基线，此时可开始探伤。
⑴ 选一锻件试块并量取最大探测深度，记为X B 。
⑵ 选取合适工作频率的直探头。
⑶ 根据探测深度选取合适的显示比例，调节仪器的扫描速度。
⑷ 以工件大平底为基准计算探测灵敏度调整量，记为△dB 。
《超声波探测》课件
在超声波的引导下，医生可以对病变部位进行精确的穿刺，提高 诊断的准确性。
工业无损检测
检测材料缺陷
超声波可以检测材料内部是否存在裂纹、气孔等缺陷，确保产品 质量。
检测焊接质量
在焊接过程中，超声波可以检测焊缝的质量，确保焊接牢固可靠。
检测复合材料
对于复合材料，超声波可以检测其内部结构是否均匀，是否存在分 层等现象。
对于液体和气体，超声波的传播特性较差，不适用于此类物质
的探测。
对温度和压力敏感
03
超声波的传播速度会受到温度和压力的影响，因此在使用时需
要注意环境条件。
04
超声波探测的实际应用
医学超声波探测
诊断胎儿发育
通过超声波探测，医生可以观察胎儿的发育情况，判断是否存在 异常。
检测肿瘤
超声波可以用于检测人体内的肿瘤，帮助医生制定治疗方案。
超声波探测系统的优缺点
实时性高
可以实时获取探测结果，方便快捷。
成本低廉
相对于其他检测方法，超声波探测系统的成 本较低。
操作简便
通常不需要特殊的技术人员，操作简单方便 。
超声波探测系统的优缺点
对金属材料穿透性差
01
对于金属材料，超声波的穿透能力较差，可能无法得到理想的
探测结果。
对液体和气体不适用
02
可分为单探头超声波探测系统、双探 头超声波探测系统、多探头超声波探 测系统等。
按应用领域分类
可分为医用超声波探测系统、工业超 声波探测系统、科学超声波探测系统 等。
超声波探测系统的优缺点
穿透性强
能够穿透大多数非金属材料，如人体 组织、木材、塑料等。
无损检测
对被检测物体不会造成损伤，适用于 许多领域。