空气耦合超声系统介绍
高灵敏度空气耦合超声波检测系统
日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）是具有30多年历史的专业生产超声波探头、超声波发射接收器和检测系统的厂家，日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）利用自己的高新技术和丰富经验，针对不能用耦合剂无损检测的方法研究，经过多年努力和发展，终于研制成称之为“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing简称NAUT）”。NAUT可以广泛应用于以下材料检测：复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料、泡沫以及其他不能使用耦合剂的材料。
1.1非接触式超声
非接触式超声与常规超声检测类似，其最大的区别是非接触式超声不需要声耦合
剂涂抹在待检测工件上，就能很好的将超声波从发射探头通过空气传播到待测工件
中。常用声耦合剂包括机油、胶体、水等，这些耦合剂需要清理，通常会使得整套系
统变得笨重，使得工作场所变得很脏乱。对于NAUT来说，周围环境空气就是其声耦
合剂，高温低温工件及不适合用声耦合剂的工件也能进行超声波无损检测。
在研制此系统时，为了使超声波有效的发射到空气中，穿过检测工件，并将接收信号进行成像处理，必须解决三个问题：第一，研制声阻抗匹配层材料，实现探头和空气的最佳耦合；第二，研制超高功率发射接收，实现向空中发射高功率的超声波；第三，研制前置放大器，实现接收信号的低噪音增幅。通过多年的努力，终于成功的研制成了“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing），打开了21世纪的超声无损检测的新纪元，我们将它命名为NAUT21，目前，NAUT21检测系统在复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料以及其他材料的检测上得到了很好的应用。现在广销日本、英国、韩国、美国、中国等国家，并受到客户的一致好评。
1.2NAUT21检测和分析
所有的C扫描成像都是使用空气耦合超声穿透法通过两轴电动运动机构来实现。空气耦合超声波穿透法：超声波从空气中发射到被检查材料内部，透过的超声波到达接收探头。通过透射的超声波峰值的大小来判断被检查材料内部是否存在缺陷。如下图1所示。
（a）NAUT21 平面检测（b）NAUT21-R曲面检测
图1 高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统的外观图
图2 非接触空气耦合超声波检测原理
检测方法为穿透式，将工件放置在两探头中间，探头对称放置在工件两侧，以保证超声波垂直入射到工件中，所有的信号在采集过程中都是原始波形，不使用信号处理。在C扫描成像中，红色代表超声穿透能量高，蓝色代表超声穿透能量低。
2产品参数
以下部分是NAUT21空气耦合超声检测系统各个部分具体参数。
2.1超声波发射接收器
（a）正面图像（b）背面图像
（c ）JPR-600C 的扩展应用例
图3 JPR －600C 超声波发射接收器外观图
图3（a ）和（b ）为JPR －600C 超声波发射接收器的正面图和背面图，为单通道。用户可根据实际检测需要选购多通道转换器，如图3（c ）所示的与16通道转换器连接，可扩展为16通道。JPR －600C 具体参数见表2。 发射
脉冲形式
矩形波：脉冲串，线性调频波 脉冲电压
10 ~ 600V 10V 步进 波数 1~ 300
发射频率 30kHz ?10MHz
30kHz ?100kHz 1kHz 步进；
100kHz ?1MHz 10kHz 步进
1MHz ?10MHz 100kHz 步进
启动时间 20ns (10% ~ 90%)
衰减阻尼 100, 200, 500, 1000Ω (可通过软件切换)
工作方式 脉冲回波法，透射法，内部或外部同步法
内部同步 重复频率 0.5，1.0，2.0，4.0，8.0kHz.
外部同步 重复频率 Max 8kHz
外部同步输入 +5V -0V 下降（TTL （生存时间）） D －SUB 接口（9针）
外部同步输出 0v +5v 上升 同轴电缆接口
基本时钟 100MHz
线性调频波
调频比: -4.0～4.0
接收
频率带宽
300Hz ?30MHz 增益
0 ~ 80 dB （加置放大器总增益140dB ）单步0.3dB 输入阻抗
10kΩ 输出阻抗
50Ω 高通滤波器
0.01，0.2，1.0MHz 低通滤波器
1.0，
2.0，5.0MHz 衰减 100, 200, 500, 1000Ω (可通过软件切换)
AD 控制器
频率范围
~ 50MHz ADC 分辨率
10bits 采样频率
100，50，20，10，5，2，1，0.5Ms/s(可通过软件切换控制) 控制 通过USB 接口与计算机连接进行控制 MUX-16
多通路转换器
空气耦合超声系统介绍
高灵敏度空气耦合超声波检测系统 日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）是具有30多年历史的专业生产超声波探头、超声波发射接收器和检测系统的厂家，日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）利用自己的高新技术和丰富经验，针对不能用耦合剂无损检测的方法研究，经过多年努力和发展，终于研制成称之为“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing简称NAUT）”。NAUT可以广泛应用于以下材料检测：复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料、泡沫以及其他不能使用耦合剂的材料。 1.1非接触式超声 非接触式超声与常规超声检测类似，其最大的区别是非接触式超声不需要声耦合 剂涂抹在待检测工件上，就能很好的将超声波从发射探头通过空气传播到待测工件 中。常用声耦合剂包括机油、胶体、水等，这些耦合剂需要清理，通常会使得整套系 统变得笨重，使得工作场所变得很脏乱。对于NAUT来说，周围环境空气就是其声耦 合剂，高温低温工件及不适合用声耦合剂的工件也能进行超声波无损检测。 在研制此系统时，为了使超声波有效的发射到空气中，穿过检测工件，并将接收信号进行成像处理，必须解决三个问题：第一，研制声阻抗匹配层材料，实现探头和空气的最佳耦合；第二，研制超高功率发射接收，实现向空中发射高功率的超声波；第三，研制前置放大器，实现接收信号的低噪音增幅。通过多年的努力，终于成功的研制成了“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing），打开了21世纪的超声无损检测的新纪元，我们将它命名为NAUT21，目前，NAUT21检测系统在复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料以及其他材料的检测上得到了很好的应用。现在广销日本、英国、韩国、美国、中国等国家，并受到客户的一致好评。 1.2NAUT21检测和分析 所有的C扫描成像都是使用空气耦合超声穿透法通过两轴电动运动机构来实现。空气耦合超声波穿透法：超声波从空气中发射到被检查材料内部，透过的超声波到达接收探头。通过透射的超声波峰值的大小来判断被检查材料内部是否存在缺陷。如下图1所示。
医用超声耦合剂产品技术审评指南(2)
医用超声耦合剂产品技术审评指南 天津市医疗器械技术审评中心
前言 根据《医疗器械注册管理办法》（局令第16号）的要求并结合医用超声耦合剂产品的特点，制定本技术审查指南。 本指南旨在指导和规范医用耦合剂产品的技术审评工作，帮助审查人员增进对该类产品机理、组成、主要性能、预期用途等方面的理解，方便审查人员在产品注册技术审评时把握基本的要求和尺度。 本指南主要起草人：垢德双、梁长玲、王颖
目次 一、产品名称 二、产品的规格及组成 三、产品的工作原理 四、产品应适用的相关标准 五、产品的预期用途 六、产品的主要风险 七、产品的主要技术性能指标 八、产品的检测要求 九、该类产品的不良事件历史记录 十、产品说明书
医用超声耦合剂产品技术审评指南 本指南适用于医用超声耦合剂产品（以下简称耦合剂）。 一、产品名称 耦合剂产品的命名应以体现产品技术结构特征、功能属性为基本原则，例如医用超声耦合剂、超声耦合剂等。 二、产品的规格及组成 耦合剂为水性高分子凝胶（是以水为溶剂，高分子化合物为溶质，经溶解或溶胀形成的凝胶状物质）。 规格一般以装量的不同制定。 三、产品的工作原理 在超声诊断与治疗操作中，填充或涂敷于探头辐射面于人体表皮之间，用以透射声波的中介煤质。 四、产品应适用的相关标准 产品适用及引用标准的审查可以分为两步来进行。首先对引用标准的完整性和有效性进行审查，也就是在编写注册产品标准时与产品相关的国家、行业标准是否进行了引用，以及引用是否准确。可以通过对注册产品标准中“规范性引用文件”是否引用了相关标准，以及所引用的标准是否适宜来进行审查。此时，应注意标准编号、标准名称是否完整规范，年代号是否有
空气耦合超声探头声场及其对检测的影响
收稿日期:2017-06-28 第一作者简介:吴君豪,1993年出生,硕士研究生,主要从事的超声无损检测技术研究工作三E-mail:wujunhao@https://www.360docs.net/doc/8d7672820.html, 空气耦合超声探头声场及其对检测的影响 吴君豪 何双起 罗 明 吴时红 张 颖 (航天材料及工艺研究所,北京 100076) 文 摘 搭建空气耦合超声探头声场的指向性测量系统,考察4种型号的空气耦合超声探头声场的指向性三对预制分层缺陷的复合材料试样进行检测,分析了声场对检测结果的影响三结果表明,低频率二平探头的声场能量高,指向性较差,而高频率二聚焦探头声场能量低,指向性好,检测横向分辨率高三在保证穿透能力的前提下,应尽量选择后者三根据探头声场分布情况,合理调整检测距离,使被检材料位于探头的焦区内,也能够提高检测灵敏度三 关键词 空气耦合,超声检测,声场,缺陷评定中图分类号:TB553 DOI :10.12044/j.issn.1007-2330.2018.02.015 Acoustic Field of Air-Coupled Ultrasonic Probe and Its Effect on Detection WU Junhao HE Shuangqi LUO Ming WU Shihong ZHANG Ying (Aerospace Research Institute of Materials &Processing Technology ,Beijing 100076) Abstract A measurement system of air coupled ultrasonic field is set up ,and the field of 4types of air coupled ultrasonic probe is https://www.360docs.net/doc/8d7672820.html,posite specimens with embedded delamination are detected ,effect of acoustic field on the detection results is analyzed.The results show that the low frequency and flat probe have high acoustic field en?ergy and poor directivity ,while the high frequency and focusing probe has low acoustic field energy ,good directivity and high lateral resolution.The latter should be chosen as long as the penetration capability is guaranteed.Detection distance should be determined according to the acoustic field distribution.The detection sensitivity can be improved when the detected material is located in the focal region of the probe.Key words Air-coupled ,Ultrasonic testing ,Acoustic field ,Defect evaluation 0 引言 空气耦合超声检测免除了传统的液体耦合介质,具有非接触二易实现自动化的优点,但缺点是超声频率低二检测灵敏度低[1]三空气耦合超声探头声场存在一个 声照区”,声场的强度二声束的宽度分别影响着穿透能力和横向分辨率三了解探头声场分布,有助于提高检测可靠性,亦可在仿真试验中利用测得的相关声场特性,提高建模准确性三V.KOMMAREDDY 等对空气耦合超声声场进行测量,但缺少对声场测量结果的严格评价,也没有深入分析声场对检测效果的影响[2]三孔涛等设计了一套空气耦合超声探头的声场测量系统,但其可移植性较差[3]三本文提出的声场测量方案可以运用在任何二维空气耦合扫查系统上,快速测量探头的声场特性三基于该方案,测量了 4种型号的空气耦合超声探头声场的指向性,数据结果丰富,并分析了其对缺陷检测效果的影响三1 测量方案 1.1 空气耦合超声探头 待测的4种规格压电型空气耦合超声探头的相关参数见表1三 表1 探头参数Tab.1 Probe parameters 探头型号标称焦距L /mm 激发晶片直径d /mm 140kHz 平探头-25200kHz 平探头 -25 200kHz 聚焦探头5020500kHz 聚焦探头5019
超声监测专业技术的新应用
超声监测技术的新应用
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超声监测技术的新应用 超声检测技术是一门以物理、电子、机械以及材料学为基础，各行各业都在使用的通用技术之一，他是通过超声波的产生、传播及接受的物理过程完成的。目前，超声波技术广泛应用于工业领域的很多方面。 其中超声探伤检测是无损探伤中最为重要一种方法，由于超声波具有穿透能力强、对材料人体无害、使用方便等特点，可对各种锻件、轧制件、铸件、焊缝等进行内部缺陷检测，因而得到广泛应用。 此外利用超声波的各种特性，超声技术还应用于金属与非金属材料厚度测量、流量测量、料位及液位检测与控制、超声波零件清洗等工业领域。 本文主要介绍超声技术在设备故障检测及诊断方面的最新应用。 一．压力及真空系统的泄漏检测 当气体在压力下通过限流孔时，它从一个有压层流变为低压紊流（参见图1）。紊流产生所谓的“白噪声”广谱声音。在这种白噪声中含有超声波分量。因为泄漏部位的超声最大，探测这些信号通常是非常简单的。 目前已有成熟的超声检测专用仪器，可将探测到的超声波信号转换为人耳可听见的音频信号，适用于各种泄漏检测。（参见附录） 泄漏可以在压力系统或真空系统中出现。在这二种系统中，超声的产生方式如上所述。二者之间唯一不同的是真空泄漏产生的超声波振幅通常小于同等流速的压力泄漏。其原因在于真空泄漏产生的紊流是发生在真空室内，而压力泄漏产生的紊流出现在大气中 什么样的气体泄漏采用超声波探测呢？一般来说，不管何种气体，包括空气在内，只要它从限流孔泄出时产生紊流，就可以用超声波探测。与气体专用的传感器不同，超声检测是属于声音专用检测。气体专用传感器仅能用于它所能辨别的具体气体（如氦）。而超声检测能辨别出任何类型的气体，因为它探测的是泄漏紊流所产生的超声。
医用超声耦合剂
医用超声耦合剂———认识但未必了解的朋友 (牛凤岐等发表于2009年《中国医学影像技术》杂志) 一．医用超声耦合剂应具的特性 超声检查为什么一定要使用耦合剂呢？因为关于超声波的基本知识告诉我们，当其入射到两种不同媒质的分界面上时，二者阻抗相差越大，反射系数越大，穿过界面进入另一媒质的声能越少。对于医用超声，如果让探头(或治疗头，下同)与皮肤“干接触”，由于二者之间空气薄层(有时还是厚层)的强烈反射作用，所发超声波根本无法到达并进入人体，何谈诊断或治疗作用。为此，必须将某种物质充填于探头表面和皮肤之间，以驱除空气，形成使超声波顺畅和不失真传播的通道。这种物质就称为“医用超声耦合剂(medical ultrasonic couplant)”，由于临床推崇的最佳剂型是凝胶状，故英文文献中用得更多的术语是“超声耦合凝胶(ultrasonic coupling gel)”。但是，在临床实用中，耦合剂还起着润滑剂等作用，故人们关心的不只是其声学特性。上世纪70年代初的美国专利中曾对“超声耦合凝胶”提出过10项要求，虽历经30多年，现在看来仍不过时。其内容是： (1)与人体组织声速相等，以确保超声波束形状不致失真； (2) 衰减系数很小，不致降低信噪比，有利于检出弱回波信号； (3)与人体组织声特性阻抗近似相等，以减少反射损失；； (4)与探头表面和皮肤二者良好浸润，以彻底排除空气； (5)涂布后能保持较长时间而不干化； (6)涂布后在较长时间内保持黏性和粘附性，以便探头沿皮肤顺畅滑移； (7)不刺激皮肤，且即使较长时间接触也不引起致敏反应； (8)不使患者反感，即必须是非脏污的，外观悦目，呈水溶性，很容易洗掉； (9)具有热稳定性，即在临床环境下和涂布于皮肤上之后粘附力不降低； (10)同时具备声透射和电绝缘能力。 当然，最后一条是难以做到的，因作为耦合剂溶剂的水本身即有一定的导电性，
超声波检测技术及应用
超声波检测技术及应用 刘赣 （青岛滨海学院，山东省青岛市经济开发区266000） 摘要：无损检测(nondestructive test)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测（UT）的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。 关键词：超声波检测；纵波；工业应用；无损检测 1.超声波检测介绍 1.1超声波的发展史 声学作为物理学的一个分支, 是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940 年以前只有单晶压电材料, 使得超声波未能得到广泛应用。20 世纪70 年代, 人们又研制出了PLZT 透明压电陶瓷, 压电材料的发展大大地促进了超声波领域的发展。声波的全部频率为10- 4Hz～1014Hz, 通常把频率为2×104Hz～2×109Hz 的声波称为超声波。超声波作为声波的一部分, 遵循声波传播的基本定律, 1.2超声波的性质 1）超声波在液体介质中传播时，达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击（基于“空化现象”）。从而引出了“功率超声应用技术“例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”（统称“超声波加工”）等。2）超声波具有良好的指向性 3）超声波只能在弹性介质中传播，不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。 4）超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。 5）超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。 6）利用强功率超声波的振动作用，还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 1.2超声波的产生与接收 超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现的。由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中压电晶体片的两面电极上时，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。弱压电晶体片与焊件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。反之，当压电晶体片收到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两面产生不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形势经探伤仪显示，这就是超声波的接收。 1.3超声波无损检测的原理 超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种
激光超声检测技术及其工业应用前景
激光超声检测技术及其工业应用前景 周益军1,张永康2,周建忠2,冯爱新2 (1.扬州职业大学,江苏扬州225009;2.江苏大学,江苏镇江212013) 摘 要:阐述了激光超声的基本理论,综述了激光超声检测技术的发展,重点介绍了激光超声检测技术在工业中的相关应用,如:材料性质的无损评价、对复合材料构件进行评估、在高温有辐射等恶劣环境下对样品进行检测、非接触测量固体材料厚度等。对激光超声应用于纳米材料中的研究概况也作了简要说明。同时指出了激光超声检测技术的工业应用前景。 关键词:激光超声;检测技术;工业应用中图分类号:TN 249 文献标识码:A 文章编号:1008-3693(2005)03-0050-04 The Laser U ltrasonic Detection T echnology and Its Applied Prospect in Industry ZHOU Yi 2jun 1,ZHAN G Y ong 2kang 2,ZHOU Jian 2zhong 3,FEN G Ai 2xin 4 (1.Y angzhou Polytechnic College ,Y angzhou 225009,China ;2.Jiangsu University ,Zhenjiang 212013,China ) Abstract :In this article ,the basic theory of laser ultrasonic is discussed ,and the development of laser ul 2trasonic detection technology is summarized as well ,with focus on its related application to industry.Mean 2while ,a brief explanation of the application of laser ultrasound to mano 2structured materials is given and the applied prospect of the laser ultrasonic detection technology is indicated here.K ey w ords :laser ultrasound ;detection technology ;application in industry 激光超声技术的研究始于1962年,White 和Aakaryan 各自论证了用脉冲激光束在固体和液 体中激发出声波的方法。接着,White 和Aakaryan 观察了强激光在固体中产生的爆炸波(L SD 波)和在大气中产生的燃烧波(L SC 波),都会随时间和距离的增加而衰变成声波[1,2]。激光超声是超声学新近发展起来的一个分支,是涉及光学、声学、电学、材料学等学科的交叉学科[3]。1 激光超声检测技术简介 对于激光产生超声机理的研究,目前学术界认同热弹膨胀理论。所谓激光超声检测技术,即 用强度调制的激光束射入闭合的介质空间时可产生声波,通过对这种波的检测来达到对材料性质 的无损评价、对复合材料构件进行评估等的应用技术。利用激光脉冲来激发超声脉冲,不仅是非接触的,而且可以重复产生很窄的超声脉冲,在时间和空间都具有极高的分辨率。还可以在不同形状的试样中激发超声,可以在高温、高压、有毒、放射性等各种恶劣环境下进行超声检测。它适合于超薄材料的检测和物质微结构的研究,因此激光超声技术以其优异特性而得到迅速发展并被关注[4]。激光超声检测技术的工业应用情景广阔。国内外就激光超声检测技术的应用已大量的报 收稿日期:2005-06-08 第一作者简介:周益军(1966-),男,扬州职业大学机械工程系讲师,江苏大学博士研究生。 第9卷第3期2005年9月 扬州职业大学学报 Journal of Y angzhou Polytechnic College Vol.9 No.3Sep.2005
医用超声耦合剂使用说明书
医用超声耦合剂使用说明书 本品为新一代水性高分子凝胶，由澳籍华裔等离子体化学博士Mr.Han 提供技术，其声阻抗与人体软组织相近。对皮肤无刺激，对探头无损伤，是一种理想的超声耦合剂。 【产品名称】（通用名称）医用超声耦合剂 (商品名称) 贝诺金 汉语拼音Yiyong Chaosheng Ouheji 英语：Medical Ultrasonic Complants 【规格】 15g、20g、30g、50g、250g/包装 【生产许可证编号】 【注册证书编号】 【产品标准编号】YZB/豫郑****** 【性状】本品为无色透明凝胶，无或仅有少量气泡，无不容性异物。【结构及性能】 该产品由卡波姆、甘油和纯化水组成，为水性高分子凝胶制剂。其声阻抗与人体软组织相近。耦合性能好、图象清晰；润滑性能好、使用方便；无腐蚀，对探头无损伤；无刺激、无过敏、无污染、易清除。是一种理想的超声耦合剂。 【产品功效】 在超声诊断和治疗操作中，充填与涂敷于皮肤与探头之间，用于透射
声波的中介媒质。其声阻抗与人体软组织相近。是一种理想的超声耦合剂。 【作用机理】 在超声检查诊疗中超声波入射到两种不同媒质（空气和皮肤软组织）的分界面上时，二者阻抗相差大，反射系数大，穿过空气界面进入另一媒质皮肤软组织的声能少。如果让探头(或治疗头，下同)与皮肤“干接触”，由于二者之间空气薄层(有时还是厚层)的强烈反射作用，所发超声波根本无法到达并进入人体皮肤软组织，达不到诊断或治疗作用。为此，必须将某种物质充填于探头表面和皮肤之间，以驱除空气，形成使超声波顺畅和不失真传播的通道。医用超声耦合剂就是一种充填与涂敷于皮肤与探头之间，用于透射声波的中介媒质，其声阻抗与人体软组织相近。超声波不发生反射作用，图象更加清晰。 【临床可适用范围】 该产品适用于各种各类黑白或彩色超声诊断和治疗操作中，用作探头(或治疗头)与皮肤之间的透射媒质，且具有润肤功能。 【注意事项】 1、勿涂抹于皮肤破损及近眼睛和嘴部等位置； 2、使用中偶有局部皮肤发红、发痒，停用后可自行消失； 3、对本品过敏者慎用，过敏体质者,可先在手腕试用，待15分钟后，皮肤无肿胀红痒等异常现象，即可放心使用。
超声导波检测技术的发展与应用
2008大庆石化情报课题 超声导波检测技术的发展与应用 王学增侯贵富刘华王辉 李媛媛李健奇 大庆石化工程检测技术公司 2008年12月8日
超声导波检测技术的发展与应用 相对于传统的超声波检测技术，超声导波具有传播距离远、速度快的特点，因此在大型构件（如在役管道）和复合材料板壳的无损检测中有良好的应用前景。 一、超声导波技术的原理 1.1超声导波的产生 机械振动在弹性介质中的传播称为弹性波（声波）。将弹性介质定义为波导，在波导中传播的超声波称为超声导波。超声波的本质是机械振动，在扰动源的激发下产生，并通过介质传播，因而它既携带扰动源的信息，同时又包含介质本身的特征。 导波是由于声波在介质中的不连续交界面间产生多次往复反射，并进一步产生复杂的干涉和几何弥散而形成的。 导致超声波弥散的原因有物理弥散和几何弥散。物理弥散是由于介质的特性而引起的，而几何弥散是由于介质的几何效应引起。超声导波技术则是利用传播介质几何上某些特征尺寸而导致的几何工件往往有很多声学性质不连续的交界面存在。当介质中有一个以上的交界面存在时，超声波就会在这些界面间产生多次往复反射，并进一步产生复杂的干涉作用，由于受到这些界面几何尺寸的影响，超声波的传播速度将依赖于波的频率，从而导致波的几何弥散。由于超声波在交界面上的复杂行为，如果工件的交界面复杂无规则，则导波信号很难识别，所以导波技术一般用于特殊的规则的工件（板、管、棒等）检测。无缝管中的超声导波技术则是利用管子的几何效应，在管子中
激发导波。导波可沿轴向传播数米至数十米，因此利用管壁中沿管子轴向传播的导波可对管子进行长距离快速无损检测。 1.2 导波的频散特性和谐振模式 1.2.1导波的频散特性 当把被测物件视为无限均匀弹性介质时，各种类型的反射波、透射波以及界面等以恒定的速度传播，传播速度只与传播介质本身材质有关。而当超声波倾斜入射到各向同性的管子边界上，波源处的机械振动在管子中传播时，由于管子自由表面的反射，波运动变为轴向运动和径向运动的合成，使得超声波被拘束在管状的边界内而形成导波。 频散是导波的特征之一，即超声波的相速度随频率不同而有所变化。频散特性是导波应用于复合材料无损检测的主要依据。由于导波脉冲由多个不同频率的谐波成分叠加而成，介质质点振动是各个波作用下振动的合成，质点振动最大振幅的传播速度（群速度）不同于各单个波的传播速度（相速度），导波能量以群速度向前传播，相速度则随频率的不同而有所改变。 导波在介质中的传播特性与介质特性有很大的关系。目前的研究已不仅仅局限于导波在各向同性弹性介质中的传播特性，还涉及到各项异性和具有黏弹性的材料。 导波相速度不仅取决于探头频率，还与管材的特性（包括材质的声学性质和规格尺寸）有关，即使是同类材料的管子，如果其壁厚和直径不同，其频散曲线也不同。这给导波技术的实际检测应用带来了
超声耦合剂说明书
医用超声耦合剂 产品使用说明书 生产许可证号： 产品注册证号： 产品执行标准： 主要结构、性能： 本产品主要由卡波姆、丙三醇（甘油）、丙二醇、聚乙二醇、三乙醇胺、纯化水和DP300组成的水性高分子凝胶。本产品为无色或浅色透明凝胶状，无或仅有少量气泡，无不溶性异物。本公司产品型号为消毒杀菌型，其规格分别为12g、20g、25g、32g。 适用范围、用途： 本产品用于探头、皮肤、腔道及人体各部位超声波诊断治疗的消毒杀菌作用。 有效防止临床使用过程中的交叉感染，也可用于外科手术及妇科润滑作用。 本产品对大肠杆菌（8099）、金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、白色念珠菌(ATCC10231)在2分钟内有杀菌和抑菌作用。 使用方法、原理： 本产品为外用产品。 在超声诊断和治疗操作中超声波射入到两种不同媒质（空气和皮肤软组织） 的分界面上时，二者阻抗相差大，反射系数大。穿过空气界面进入另一媒质时皮 肤软组织的声能少。如果让探头(或治疗头，下同)与皮肤“干接触”，由于二者 之间空气薄层(有时还是厚层)的强烈反射作用，所发射的超声波根本无法到达并 进入人体皮肤软组织，达不到诊断或治疗作用。因此，必须将某种媒质充填于探 头表面和皮肤之间，以驱除空气薄层，使超声波顺畅进入人体皮肤软组织，从而 形成不失真传播的通道使图像更加清晰。 医用超声耦合剂就是一种在超声诊断和治疗操作中，充填或涂敷于皮肤-黏 膜与探头（或治疗头）辐射面之间，用于透射声波的中介媒质。
注意事项、警示及提示性说明： 不适用于术中超声操作中与组织切口直接接触。 切勿涂抹于皮肤破损及近眼睛和嘴部等位置； 使用中偶有局部皮肤发红、发痒，停用后可自行消失； 对本品过敏者慎用，过敏体质者,可先在手腕试用，待15分钟后，皮肤无肿胀红痒等异常现象，即可放心使用。 储存环境 应贮存于温度为-10℃～+40℃且清洁、干燥、通风的仓库中。在此贮存条件下产品有效期为两年。 有限公司 地址：邮编： 电话：传真：
激光超声波可视化检测仪
激光超声波可视化检测 仪 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
「激光超声波可视化检测仪」及其应用 罗朝莉 ?王波 ?陈林 摘要：激光超声检测是超声检测发展起来的新分支，属于光、声、电等的交叉科学。与传统的超声检测技术相比,激光超声波可视化技术以其非接触地高速扫描检测，消除了传统超声检测技术中的耦合剂影响，用于各种较复杂形状工件的无损检测。加之可重复产生很窄的超声脉冲，在时间和空间均具有极高的分辨率，使之成为极具应用前景的无损检测新技术。本公司在日本筑波科技株式会社的大力协助下，成功研发了「激光超声波可视化检测仪」。应用该仪器对各种难检样件进行实际检测，其效果甚佳。 关键词：激光超声；可视化；检测技术 1.「激光超声波可视化检测仪」简介 激光超声检测技术是用强度调制激光束射入物体时发生热弹效应产生声波,通过检测该声波对金属、非金属及复合材料等表面和内部进行无损检测。目前，多数激光超声技术采用脉冲激光照射试样表面产生超声波，利用传感器或光学系统接收。采用压电传感器与试样耦合接收激光超声产生的宽带信号。如图1所示，传感器必须与试件接触，才能获得较高的灵敏度；或者利用空气超声传感器接近试件表面（距离试件不超过5mm）接收激光超声信号，一但距离加大，接收信号的灵敏度衰减甚快。 图1 ?激光激励产生超声波 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?图2 ?激光超声波可视化检测仪可视化技术是图形学的新领域，它运用图形学和图像处理技术，将计算机中的数据及计算结果转化成图像，呈现在计算机屏幕上，用图像直观地表达抽象数据所蕴含
超声波检测新技术
超声波检测新技术-TOFD 摘要：本文通过简单介绍超声波检测中TOFD方法的物理原理和在无损探伤中的应用，提出了TOFD检测技术将会更加广泛应用于焊缝的无损检测工作中。TOFD检测技术的发展过程、TOFD检测的原理、优点及其局限性，对TOFD检测主要应用范围进行了阐述。给出了TOFD检测的一般工艺流程,并结合实际操作,说明了该技术的重要用途，对TOFD技术对缺陷精确定量进行了简要说明。 关键词:超声波；TOFD；检测 New technology of ultrasonic TOFD ABSTRACT: in this paper, the physical principle of TOFD in ultrasonic testing method is briefly introduced and applied in non-destructive inspection, put forward a nondestructive test technique for the detection of TOFD will be more widely used in the welding seam. TOFD detection technology development process, the TOFD detection principle, advantages and limitations of TOFD testing, main application range are described. The general process of TOFD detection is presented, and combined with the actual operation, explains the important uses of the technology, the TOFD technology of the precise and quantitative defects are introduced briefly. Keywords: ultrasonic; TOFD; detection 0 引言 TOFD(Time-of-flight-diffraction technique)检测技术于1977年，由英国Silk教授根据超声波衍射现象首次提出。现已在核电、建筑、化工、石化、长输管道等工业的厚壁容器和管道方面多有应用。TOFD技术的检测费用是脉冲回声技术的1/10。现在，TOFD检测技术在西方国家是一个热门话题，现已开始大量推广应用，几年以后，将有取代RT的可能。 2006年9月TOFD标准组成立暨首次会议上，中国特检院提出由全国锅容标委归口，2009年12月《固定式压力容器安全技术监察规程》（简称“新容规”）开始实施，后延至2010年11月正式实施。TOFD监测系统由计算机超声波探伤仪本体、发射探头、接收探头、前置放大器、光学或磁性编码器以及连接电缆组成。仪器能以不可更改的方式将所有扫描信号和TOFD图像存储于磁、光等永久介质，并能输出其硬拷贝。[1] 《固定式压力容器安全技术监察规程》第4.5.3.1无损检测方法的选择：压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差超声检测（TOFD）做为附加局部检测。第 4.5.3.4.2超声检测技术要求：采用衍射时差超声检测（TOFD）的焊接接头，合格级别不低于II级。[2] 1 TOFD检测的原理和应用 1.1 基本原理 TOFD检测原理：当超声波遇到诸如裂纹等缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。也可理解为当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射波以外，还要发生衍射现象。 两束衍射波信号在直通波与底面反射波之间出现。缺陷两端点的信号在时间上将是可分辨的，根据衍射波信号传播的时间差可判定缺陷高度的量值。因为衍射波分离的空间（或时间）与裂纹高度直接相关。[3] 非平行扫查一般作为初始的扫查方式，用于缺陷的快速探测以及缺陷长度、缺陷自身高度的
超声耦合剂被误解的真相
超声耦合剂被误解的真相 相信所有做过超声检查的人都会有一个疑问或者抱怨，为什么每次做超声检查的时候，医生都要在身上涂上湿乎乎凉飕飕的液体？这个东西是什么啊，感觉不干净，弄得身上哪里都是，做超声检查的时候能不能不用这个啊？还有一些准妈妈们会有疑问，这黏乎乎的东西会不会对小宝宝有害呢？ 这个黏乎乎的东西就是医用消毒超声耦合剂。 医用耦合剂是一种由新一代水性高分子凝胶组成的医用产品。它的PH值为中性，对人体无毒无害，不易干燥，不易酸败，超声显像清晰，粘稠性适宜，无油腻性，探头易于滑动，可湿润皮肤，消除皮肤表面空气，润滑性能好，易于展开；对超声探头无腐蚀、无损伤。超声检查是离不开耦合剂的。 关于医用耦合剂的小知识 因为医用超声波频率为2.5-5M，不能在空气中传导。当探头与皮肤中存在空气，超声波一遇到空气就返回，进不了人体内，起不到检查作用。所以在进行超声检查时，在皮肤上先涂上一层耦合剂，充填皮肤与探头之间的微小空隙，不使这些空隙间的微量空气
影响超声的穿透，从而获得高质量的图像，能够更好的对疾病做出诊断。 耦合剂还起到“润滑”作用，减小探头面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵活的滑动探查。这就是为什么超声检查都必须要使用的耦合剂的原因。 作为一种超声检查常用的耗材，超声耦合剂的选择上面,临床上对其有严格的性能要求的。合格的医用超声耦合剂,一定是化学、消毒学、超声学以及医学等多学科知识的有机结合应用,充分满足安全和有效两项基本要求。 目前市面上的医用耦合剂都是无毒、无味、无刺激，不沾皮肤和衣服，对皮肤无刺激、无过敏反应，且易擦除。而且具有良好触变性且不流淌，操作容易掌握。稳定性好，不受气候变化影响。 所以大家尤其是准妈妈们都可以放心哦，耦合剂是干净而且对人体没有任何害处的！凉凉的、滑滑的也还是很舒服的哦！
医用超声耦合剂代替进口O.C.T在冰冻中的应用介绍
医用超声耦合剂代替进口O.C.T在冰冻中的应用介绍 发表时间：2015-05-04T11:02:33.790Z 来源：《医药前沿》2014年第34期供稿作者：吴鹏 [导读] 冰冻切片质量一直非常稳定。是冰冻切片制作中一种价廉物美的固定包埋材料。值得病理同仁们推荐使用。 吴鹏 （浙江省肿瘤医院病理科浙江杭州 310022） 【摘要】目的：随着临床手术对术中冰冻检查的要求越来越高，作为病理科一项重要的检查项目，冰冻制片的各项要求也随之提高。本文将探讨术中冰冻组织包埋剂的选择及代替剂的使用介绍。方法：应用Leica CM1900冰冻切片机，分别使用进口O.C.T及代替剂（医用超声耦合剂）作为术中冰冻组织的包埋剂，来对比使用这两者并观察组织的显微镜下细胞的结构情况。结果：通过对比应用及我科长年来使用医用超声耦合剂和进口O.C.T制作冰冻切片发现，使用医用超声耦合剂作为冰冻切片的包埋剂，包埋固定效果完全等同于进口O.C.T。结论：用医用超声耦合剂代替进口O.C.T作为术中冰冻组织的包埋剂，不但能控制科室的医疗成本，而且在定购使用方面非常方便，同时具有干净无毒，不影响组织细胞结构等特点，是冰冻切片制作中一种价廉物美的固定包埋材料。值得病理同仁们交流使用。【关键词】冰冻切片；医用超声耦合剂；包埋剂 【中图分类号】R197.3 【文献标识码】B 【文章编号】2095-1752（2014）34-0332-01 【Key word】 Frozen section；Medical ultrasound transmission gel；Fixing agent 术中冰冻检查作为病理诊断和技术中的一项重要工作，在定性病变组织、明确手术范围、确定有无转移等方面都具有重要参考价值[1]。随着医疗技术的发展，各临床科室对术中冰冻的要求也随之提高。快速、高质量的冰冻切片是确保术中诊断的科学性和可靠性的重要保障[2]。这就要求病理同仁们在每一个环节都要把好关，其中也包括包埋剂的选择。传统恒温冰冻切片机的组织包埋剂大多使用进口的O.C.T，该包埋剂的确有优点，但也有一定的局限性。目前很多医疗单位的病理科都使用其他包埋剂代替。而通过我科近十多年来，一直使用医用超声耦合剂作为冰冻切片的包埋剂，制片效果完全等同于进口O.C.T，现介绍如下。 1.材料和方法 1.1材料 Leica CM1900冰冻切片机；医用超声耦合剂（KL-250型，杭州凯普乐医疗器械有限公司）。送检组织标本涉及甲状腺、乳腺、肝脏、宫颈、卵巢、肺、脑、淋巴结及各类肿瘤切缘等。 1.2方法切片机箱体温度设为-20度左右，厚度设定为4-5微米(μm)。在标本头上涂上一定量的超声耦合剂，固定上取好的新鲜组织插入到冰冻机快速冷冻架上，并使用压冻头压平冷冻组织。待新鲜组织快速冷冻后开始切片，将贴有组织薄片的切片入甲醇固定，苏木素伊红染色，梯度酒精（75%-85%-95%-100%）脱水，二甲苯透明，中性树胶封片。 2.结果 左图为进口O.C.T包埋的组织镜下图，右图为医用超声耦合剂包埋的组织镜下图。两者均取材于同一块新鲜组织，切片甲醇固定，常规HE染色，梯度酒精脱水，二甲苯透明，中性树胶封片。镜下对比，两者的细胞结构和染色均无差异。 上面2图均为使用医用超声耦合剂固定包埋制作的不同脑组织的冰冻切片，镜下细胞结构清晰，染色均匀，无冰晶出现。 3.讨论 术中快速冰冻切片是利用物理方法快速冷冻新鲜组织并进行切片制片的技术。制作高质量的冰冻切片过程中速冻是关键，尽量避免冰晶[3]等形成。医用超声耦合剂是水溶性高分子凝胶组成的一种聚合物，具有干净无毒，容易清洗等特点[4]，同时有进口O.C.T包埋剂相似的特性。使用超声耦合剂制作冰冻切片，冷冻迅速，质地均匀，易切易展。切片经固定后易于被水冲洗干净，对组织细胞结构没有任何影响，并且镜下组织细胞结构清晰，染色均匀，切片完整。 使用医用超声耦合剂代替进口O.C.T制作冰冻切片在医疗成本控制上有很大的优势。进口O.C.T价格昂贵一小瓶需要330元[5]，随机配送数量也十分有限。而医用超声耦合剂价格低廉（5-10元），购买使用都非常便捷（B超室常规大量备用）。尤其是手术冰冻量大的医疗单位，在科室医疗成本控制上更加明显。 术中冰冻组织包埋剂有很多种，包括进口O.C.T、纯胶水、稀释胶水、羟甲基纤维素等等。在多年的使用实践中，经过对比观察进口O.C.T和超声耦合剂制作的冰冻切片，两者的细胞结构和染色均无差异，包埋效果基本相同（如图示）。没有因使用超声耦合剂而出现组织脱落，染色不良等情况。冰冻切片质量一直非常稳定。是冰冻切片制作中一种价廉物美的固定包埋材料。值得病理同仁们推荐使用。参考文献 [1］孟黎明.冰冻诊断的意义及开放式冰冻制片技术的讨论[J]。临床和实验医学杂志.2011，10（9）：713-714. [2］邴鲁军，高英茂，郭雨霁，等．冷冻切片常遇到的问题及解决对策[J]。医学信息，2006，19（9）:1631-1633. [3］袁永辉，张韵风.制作临床快速冰冻切片的质量控制[J]. 实用医技杂志，2004，11（6）：846-847. [4］邹建中，胡顺铁，伍海翔。医用超声耦合剂的应用与研究进展[J]。临床超声医学杂志，2010，12（5）：329-331. [5］王晓鸿，苟新敏，林宇静等.制作冰冻切片对包埋剂的选择及应用[J].中国实用医药，2009，4（36）:217.
电磁超声波快速检测技术及应用
电磁超声波快速检测技术及应用 【摘要】本文主要对电磁超声波检测技术特点、电磁超声技术原理、电磁超声技术原理、电磁超声波探伤装置和可使用的波型进行了论述。 【关键词】电磁超声波；检测技术；特点；原理 1、前言 常规的压电式超声波无损检测技术已经广泛应用于各个领域。由于它是一种接触性检测技术，要求受检工件表面具有较高的光洁度（一般要求粗糙度 Ra12.5―Ra6.3μm之间）。探头和工件之间要加耦合器剂，并对探头施加一定的压力。以上特点造成检测成本高、工作量大、劳动强度高、时间长，难于实现大围、普查性质的检查，只能是一种点或区域性质的抽查方法。因此发展一种克服常规超声检测技术不足之处的检测技术具有实际意义。电磁超声检测技术，是一种依靠电磁感应和电磁致伸缩原理在工件中产生和接收超声波的方法，因此电磁超声探头不需要接触工件，也可在工件中产生超声波。电磁超声检测技术是一种非接触性检测技术，它不要求对工件表面进行处理。是一种快速、方便、有效的检测技术，可容易
的实现大围、普查性质的检查，检测成本低、劳动强度小。电磁超声检测技术早已被人们研究掌握，由于当时的科学技术发展水平限制了它的发展和应用。80年代以来，随着科学技术的不断发展，电磁超声检测水平得到了极大的发展和提高，可以实际应用于许多种类工件的缺陷检测。近几年，电磁超声检测技术已成功应用于火力发电厂水冷壁管的壁厚测量和缺陷检测，以及电站高、低压加热器钢管和凝汽器管的缺陷检测，电磁超声检测技术的优势，将使其愈来愈多的应用于热力设备的检测当中。 2、电磁超声技术原理 在铁磁性金属材料当中，电磁超声波的激发机制有三种：一是罗仑兹力；二是磁致伸缩力；三是电磁力。第三种电磁力机制产生超声波的作用可以不考虑。 3、电磁超声波探伤装置和可使用的波型 电磁超声波探伤装置主要由电磁超声换能器和探伤仪两部分组成。探伤仪主要由高频脉冲源?D?D用于对探头的发射/接收线圈激磁；直流电源?D?D用于对探头的直流线圈激磁；显示器?D?D显示放大器传送来的工件中回波情况的信号；同步电路?D?D产生周期性的同步信号，使仪器各部分协调有序的工作。 电磁超声探伤仪的工作原理和组成结构与常规超
超声耦合剂
超声耦合剂 随着科技的发展，社会的进步，在医学上出现了许许多多便利的医疗设备。我们平时所说的的B超、X光治疗，都是以超声波原理来使用的。而搭配这些仪器的有一种辅助品，就是耦合剂，耦合剂是一种无毒无害无味的液体，用于医疗诊断，更清楚明了的看清仪器显示数据，更精确的诊断和治疗，下面我们一起来探究一下超声耦合剂。 (1) 分类工业耦合剂主要是以机油、变压器油、润滑脂、甘油、水玻璃（硅酸钠Na2SiO3）或者工业胶水、化学浆糊，或者是商品化的超声检测专用耦合剂等作为耦合剂医用耦合剂(2) 特点PH值呈中性，无毒、无味、无刺激，不沾皮肤和衣服，对皮肤无刺激、无过敏反应，且易擦除，具有良好触变性且不流淌，操作容易掌握。稳定性好，不受气候变化影响。(3) 作用可用于A型、B型、M型超声诊断仪，多普勒血流仪，适用于妇产科、消化系统、泌尿系统、神经系统、新生儿、甲状腺及乳腺检查，能耦合超声探头，提高显示清晰度，效果极佳；不必重复涂搽，有利于节省诊断时间。(4) 应用因为医用超声波频率为2.5-5M，不能在空气中传导。如果探头与皮肤中存在空气，超声波一遇到空气就返回，进不了人体内，起不到检查作用。在皮肤上先涂上
一层耦合剂，就能消除探头与皮肤的空气。 ★一、超声耦合剂的概念 超声检查时，探头与病人皮肤之间的空气将阻碍超声波传入人体，为获得高质量的图像，需要液性传导介质来连接探头与病人体表，这种介质就是耦合剂。 ★二、使用超声耦合剂的理由 使用超声耦合剂的目的首先是充填接触面之间的微小空隙，不使这些空隙间的微量空气影响超声的穿透；其次是通过耦合剂“过渡”作用，使探头与皮肤之间的声阻抗差减小，从而减小超声能量在此界面的反射损失。另外，还起到“润滑”作用，减小探头面与皮肤之间的摩擦，使探头能灵活的滑动探查。