超声检测方法分类特点
超声检测-物理基础
机械振动
机械波
机械振动——谐振动
振动：质点不停地在平衡位置附近往复运动的状态。 谐振动：质点受到跟位移成正比、方向总是指向平衡位置的回 复力作用下的振动。
振动方程：
y A cos t A : 振幅
＝2 f ：角频率 ：初始相位
机械振动——谐振动
特点： 位移随时间的变化符合余弦规律； 振幅和频率始终保持不变、自由、周期的振 动——最基本、最简单的理想的振动； 固有频率由系统本身决定； 只有弹力或重力做功，机械能守恒。
频谱分析在超声检测中的应用 ——提高超声无损检测分辨率的方法 （《无损检测》 1997（4），P91 ）
远场分辨率：两相距2mm反射体
c d 2f 测得：f 1.4MHz d 2.1mm
频谱分析在超声检测中的应用 ——提高超声无损检测分辨率的方法 （《无损检测》 1997（4），P91 ）
机械波——产生与传播
机械波 机械振动在介质中传播形成机械波。 弹性介质 由以弹性力保持平衡的各个质点所构成。
机械波——产生与传播
产生机械波的条件 机械振动源、弹性介质。 特点： 机械振动是机械波的根源、机械波是机械振动状态的 传播。 机械波的传播不是物质的传播，而是振动状态和能量 的传播。
超声检测的历史
1964年，焊缝超声检测技术。
70’，裂纹高度测量，结合断裂力学，评估结 构强度和寿命预测。 80’，随着电子技术和计算机的发展，超声检 测自动化和成像技术发展迅速。
超声波的特点
超声波能量高
超声波穿透力强 超声波方向性好
超声波检测
超声波检测
一.无损检测概述
1.原理 • 无损检测----在不损坏试件的前提下，对试
件表面及内部进行检查和测试的方法。
• 无损检测----通常包括磁粉检测、渗透检测、
射线检测和超声波检测等。
2.无损检测技术发展的三个阶段 • 无损探伤(NDI)： 探测和发现缺陷 • 无损检测(NDT)： 不仅仅是探测缺陷，还包括探测被检对象的 一些其他信息，例如结构、性质、状态等， 并试图通过测试，掌握更多的质量信息。
陷的回波，B表示底面回波。
B型显示显示的是试件的一个二维截面图，屏
幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查
的位置坐标，横坐标是声传播的时间（或距离）。
该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上 缺陷的分布及缺陷的深度等信息。
C型显示显示的是试件的一个平面投影图， 探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维 坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位 置接收的信号幅度以光点辉度表示。该方 式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影 图像，但不能显示缺陷的深度。
图2 超声波检测仪 (a)、 (b)、 (c) 数字式超声检测仪； (d) 探伤小车
3.2探头 直探头：主要检测钢板、锻件、铸件 斜探头：主要检测焊缝、锻件 （1） 超声波探头的作用。 超声波探头用于实现声能和电能 的互相转换。它是利用压电晶体的正、逆压电效应进行换 能的。探头是组成检测系统的最重要的组件，其性能的好 坏直接影响超声检测的效果。 （2） 常用超声波探头的类型。超声波检测中由于被探测工 件的形状和材质、探测的目的、探测的条件不同， 因而 要使用各种不同形式的探头。其中最常用的是接触式纵波 直探头、接触式横波斜探头、双晶探头、水浸探头与聚焦 探头等。一般横波斜探头的晶片为方形，纵波直探头的晶 片为圆形，而聚焦声源的圆形晶片为声透镜。 所以声场 就有圆盘源声场、聚焦声源声场和斜探头发射的横波声场。
超声波检测的基本方法-a
超声波检测的基本方法利用超声波在物体中的多种传播特性，例如反射与折射、衍射与散射、衰减、谐振以及声速等的变化，可以应用于无损地测知物体的几何尺寸、表面与内部缺陷、显微组织的变化等多种应用。
在工业超声波检测中，主要利用纵波、横波、瑞利波、兰姆波、爬波以及新型的导波等各种不同波型的超声波，例如利用纵波检测锻铸件及型材、复合板材的内部缺陷，利用横波检测焊缝、管材以及在工件内倾斜取向的缺陷，利用瑞利波检测工件的表面缺陷，利用兰姆波检测薄金属板材、细棒和薄壁管，利用爬波检测工件表面下的近表层缺陷，利用导波进行长距离管线检测等等。
因此，超声波检测的适用范围非常广泛，包括了金属、非金属，锻件、铸件、焊接件、型材、胶接结构与复合材料、紧固件等等。
超声波检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时知道检测结果（实时检测），能实现自动化检测和实现永久性记录，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等等。
超声波检测的缺点是通常需要耦合介质使声能透入被检物，需要有参考评定标准，特别是显示的检测结果不够直观，因而对操作人员的技术水平有较高要求等等，此外，对于小而薄或者形状较复杂，以及粗晶材料等的工件检测还存在一定困难。
此外，根据超声检测的结果判断缺陷的性质（定性）问题尚未很好解决，目前还主要是依靠检测人员的实践经验、技术水平以及对被检工件的材料特性、加工工艺特点、使用状况等的了解来进行综合的主观判断。
工业超声波检测方法的一般原理与分类一.根据采用超声波的种类分类（一）脉冲波法：超声波探头激发的是脉冲超声波，这是具有一定持续时间、按一定重复频率间歇发射的超声波，通常具有较大的频带宽度。
（1）脉冲波反射法：在超声波检测时，向被检对象发射脉冲超声波，利用超声波的反射特性，根据有无缺陷回波或工件底面反射回波、回波幅度的大小、回波信号数量、回波在示波屏时基线上的位置以及回波包络形状变化等对被检对象的质量情况进行评价。
超声波检测技术PPT课件
由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角Pm 频率成c正A 比，也就与频率成正
比。由于超声波的频率很高，远大于声波的频率，故超声波的声压一般也远大于声波
的声压。
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2）
介质中某一点的声压幅值Pm与该处质点振动速度幅值Vm之比，称为声阻抗，常 用Z表示。在同一声压下，声阻抗Z愈大，质点的振动速度就愈小。声阻抗表示超声 场中介质对质点振动的阻碍作用。 由式(6-4)得
（2） 板波的声速。板波的声速与其他波型不同，其相速度随频率变化而变 化。相速度随频率变化而变化的现象被称为频散。
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2）
超声波的衰减指的是超声波在材料中传播时，声压或声能随距离的增大逐渐 减小的现象。引起衰减的原因主要有三个方面：一是声束的扩散；二是由于材料 中的晶粒或其他微小颗粒引起声波的散射；三是介质的吸收。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传播时 这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提 高。
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3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质点的振动方向与波的 传播方向之间的关系分类，即按波型分类；按波振面的形状分类，即按波形分；按 振动的持续时间分类等。其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论 依据，将着重讨论。
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6.1.2 超声场及介质的声参量简介
1) 声压 当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质中压强交替变化。超
声场中某一点在某一瞬时所具有的压强P1与没有超声波存在时同一点的静态压强 P0之差称为该点的声压，用P表示,即
PP1P0 (P )a
(6-3)
超声波探伤的通用方法和基础技术——(第二节超声波探伤的基本方法)
第三章超声波探伤的通用方法和基础技术第二节超声波探伤的基本方法一、超声波探伤的缺陷定位原理脉冲反射法超声波探伤中对缺陷位置的确定，通常以探头所在的探测面作为测量基准。
由于示波管水平刻度线经时间轴比例适当调整后，它就能指示相应的距离，所以时间轴比例的调整(即探测范围调整)是缺陷定位中的重要环节。
1. 直探头纵波探伤直探头纵波探伤时，探测范围的调整可借助标准试块或对比试块进行，也可直接利用工件大平底面。
调节时应同时校正零位，使声程原点与水平刻度零位相互一致，按照需要调整的探测范围选择适当厚度的试块，以便得到两个以上的底面回波。
这是因为发射脉冲前沿位置与声程原点不一定一致，用一次底面反射(一个基准回波)不能正确调整探测范围和校正零位的缘故。
例如，调整钢中200mm的探测范围时，可用IIW试块厚度100mm作探测基准，调节深度粗调与细调，以及水平旋钮，使测距为100mm的一次底波B1和二次底波B2分别位于水平刻度的5格和10格处(见图3–16所示)，此时，时间轴水平刻度每格代表钢中声程20mm。
图3–16 直探头纵波探伤时探测范围调整2. 斜探头横波探伤斜探头横波探伤的定位方法不像直探头纵波探伤那样只用单一的声程定位，而有声程定位、水平定位和深度定位之分。
同时，为使定位计算方便，通常将斜探头入射点作为声程原点，并经零位校正后，声程原点与时间轴零位相一致。
这样，有机玻璃中一段纵波声程移在零位左边，零位右边的时间轴刻度直接表示了工件中反射体的声程、水平距或深度距离，读数方便。
图3–17为用斜探头横波进行焊缝探伤的示例。
图3–17 焊缝中缺陷的定位方法由图可知，所谓声程定位，即示波屏上显示的缺陷波前沿所对应的时间轴刻度，表示了缺陷距入射点的斜声程W ；水平定位则表示缺陷距入射点的水平距离x ；深度定位则表示缺陷距探测面的深度y 。
虽然它们确定缺陷位置的方法有所区别，但实际上经过简单的三角关系计算，可以很方便地进行相互换算。
超声TOFD检测方法
超声TOFD检测方法一超声TOFD检测技术的起源和国外发展现状TOFD（Time Of Flight Diffraction）技术是1972年国际原子能中心的哈韦尔（英国原子能权威人士－UKKAEA）提议下发展而来。
TOFD最初的发展仅仅是作为定量工具，最初的想法是：使用常规技术探测到缺陷后使用TOFD进行精确的定量和监测在线设备裂纹的扩展（例如检测压力容器）。
很多年以来TOFD一直在实验室里，各国做过大量实验直到八十年代才为业界所认同；在这些实验中，用事实证明了TOFD在可靠性和精度方面都是非常好的技术。
自上世纪9O年代起，超声TOFD检测法在国外工业无损检测领域已得到广泛应用，欧、美、日均已推出相应的应用标准。
1992年英国标准BS7706问世，1996年美国ASME标准将其列入规范案例2235和第ⅴ卷《无损检测》附录，2000年欧、日分别推出专用标准。
用于不同壁厚的承压设备焊接接头的制造和在用检测。
二超声TOFD检测技术国内发展现状2.1 超声TOFD检测设备的研制武汉中科创新技术有限公司国产研制的国产第一台便携式TOFD超声波检测仪2005年研制成功,2006年HS800型产品在特检行业应用,2007年底HS800成型产品推出市场, 2008年产品开始销售,并逼迫进口TOFD检测仪器价格”跳水”2.2 超声TOFD检测人员的培训与考核二〇〇七年开始到目前国家特种设备无损检测人员资格考委会共组织了三次培训与考核，考核通过人员颁发了超声TOFDⅡ级资格证书。
2.3国内锅炉压力容器压力管道中超声TOFD检测技术的应用的规定二〇〇七年六月七日发布的关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知( 国质检特函〔2007〕402号)对超声TOFD检测技术的在锅炉压力容器压力管道中的应用规定如下:第六条、关于衍射波时差法超声波检测（TOFD）方法的应用对现场制造壁厚度60mm以上的压力容器，可以采用TOFD检测方法替代射线法进行无损检测。
四种常用探伤方法特点及区别
四种惯例无损检测方法的比较无损检测就是利用声、光、磁和电等特征，在不伤害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中能否存在缺点或不平均性，给出缺点的大小、地点、性质和数目等信息，从而判断被检对象所处技术状态 (如合格与否、节余寿命等 )的全部技术手段的总称。
常用的无损检测方法：超声检测 (UT)、磁粉检测 (MT)、液体浸透检测 (PT)及 X 射线检测 (RT)。
超声波检测 (UT)1、超声波检测的定义：经过超声波与试件互相作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺点检测、几何特征丈量、组织构造和力学性能变化的检测和表征，并从而对其特定应用性进行评论的技术。
2、超声波工作的原理：主假如鉴于超声波在试件中的流传特征。
声源产生超声波，采纳必定的方式使超声波进入试件；超声波在试件中流传并与试件资料以及此中的缺点互相作用，使其流传方向或特色被改变；改变后的超声波经过检测设施被接收，并可对其进行办理和剖析；依据接收的超声波的特色，评估试件自己及其内部能否存在缺点及缺点的特征。
3、超声波检测的长处：a.合用于全部金属、非金属和复合资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点进行检测。
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.缺点定位较正确；d.对面积型缺点的检出率较高；e.敏捷度高，可检测试件内部尺寸很小的缺点；f.检测成本低、速度快，设施轻巧，对人体及环境无害，使用较方便。
4、超声波检测的限制性a.对试件中的缺点进行精准的定性、定量仍须作深入研究；b.对拥有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；c.缺点的地点、取向和形状对检测结果有必定影响；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，且检测结果无直接目睹记录。
5、超声检测的合用范围a.从检测对象的资料来说，可用于金属、非金属和复合资料；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.从缺点部位来说，既能够是表面缺点，也能够是内部缺点。
超声检测方案
超声检测方案引言随着科技的发展和应用的普及，超声检测技术在各个领域得到了广泛应用。
超声检测技术是一种无损检测方法，通过利用超声波在物体中的传播特性，来判断物体的内部结构和缺陷情况。
本文将介绍超声检测的原理、应用领域以及一种常用的超声检测方案。
一、超声检测的原理超声波是指频率高于20kHz的机械振动波，它的传播速度一般在1500m/s到6000m/s之间，可以在固体、液体和气体中传播。
超声检测利用超声波在被测物体中的传播和反射特性，通过接收和处理超声信号，得出被测物体的内部结构和缺陷情况。
超声检测的原理主要包括超声波的传播、反射和衍射。
当超声波传播到物体的界面上时，一部分超声波被反射，一部分则继续传播。
通过测量反射的超声波的时间和强度，可以确定物体内部的结构和缺陷情况。
此外，超声波在物体中的传播还会受到衍射的影响，这也是需要考虑的因素之一。
二、超声检测的应用领域超声检测技术在各个领域都有广泛的应用，包括工业领域、医学领域和非破坏检测领域等。
1. 工业领域在工业领域，超声检测常用于材料的质量控制和缺陷检测。
例如，在金属材料的生产过程中，通过超声检测可以判断材料内部是否存在气孔、裂纹等缺陷，以保证产品的质量。
此外，超声检测还可以应用于焊接、铸造、机械加工等工艺过程的监控和检测。
2. 医学领域超声检测在医学领域的应用也非常广泛。
医学超声检测主要用于人体组织的成像和病变的诊断。
例如，在妇产科领域，超声检测可用于检测胎儿的发育情况和异常情况，帮助医生判断胎儿的健康状况。
在心脏病学领域，超声心动图可以显示心脏的结构和功能，帮助医生对心脏病进行诊断和治疗。
3. 非破坏检测领域在非破坏检测领域，超声检测被广泛应用于建筑结构、航空航天和核工业等领域。
例如，在建筑结构中，超声检测可以用于检测墙体和混凝土结构中是否存在裂缝、空洞等缺陷，以保障建筑物的安全性。
三、一种常用的超声检测方案以超声探伤为例，介绍一种常用的超声检测方案。
超声波检测技术
2)零部件的形状(管、棒、板、饼及各种复杂的形状) 3)零部件中可能产生的缺陷的形态(体积型、面积型、 连续型、分散型) 4)缺陷在零部件中可能存在的部位(表面、近表面或 内部)。 缺陷在工件内部存在的型式可以分为体积型和 面积型两大类，表1-2中列出不同体积型缺陷及其可 采用的无损检测方法，表1-3中列出不同面积型缺陷 及其可采用的无损检测方法。一般来说，射线检测 对体积型缺陷敏感，超声波检测对面状缺陷比较敏 感，磁粉检测只能用于铁磁性材料的检测，渗透检 测则用于表面开口缺陷的检测，而涡流检测对开口
同的检测方法。在所有这些无损检测方法中，可以 说都是很重要的，且往往又是不能完全相互替代的。 或者说在诸多的无损检测方法中，没有哪一种方法Байду номын сангаас是万能的。
根据检测目的或被检对象的重要性，需要用来 描述材料和构件中缺陷状态的数据相应地有多有少， 且任何一种检测方法都不可能给出所需要的全部信 息。因此，从发展的角度来看，有必要使用两种或 多种无损检测方法，并使之形成一个检测系统，才 能比较满意地达到检测目的，对大型复杂设备的检 测就更是如此。 关于各种检测方法的适用范围，前面已做了说 明，各种加工工艺和材料中常见的缺陷见表1-1。
或近表面缺陷，磁性和非磁性的导电材料都具有很 好的适用性。
表1-2 不同的体积型缺陷及其可采用的检测方法
缺陷类型 可采用的检测方法 夹杂、夹渣、夹钨、疏松、 目视检测(表面)，渗透检测(表面) 缩孔、气孔、腐蚀坑 磁粉检测，涡流检测(表面及近表面) 超声波检测，射线检测，红外检测 微波检测，中子照相，光全息检测
(4)由单纯的检测和评价向生产工艺和产品设计相结合的方 向发展，这就是使检测的目的不仅仅在于挑出废品，提高产品 的成品率。
超声分类——精选推荐
超声分类超声医学影像设备根据其原理、任务和设备体系等，可以划分为很多类型。
1.以获取信息的空间分类(1)⼀维信息设备如A型、M型、D型。
(2)⼆维信息设备如扇形扫查B型、线性扫查B型、凸阵扫查B型等。
(3)三维信息设备即⽴体超声设备。
2.按超声波形分类(1)连续波超声设备如连续波超声多谱勒⾎流仪。
(2)脉冲波超声设备如A型、M型、B型超声诊断仪。
3.按利⽤的物理特性分类(1)回波式超声诊断仪如A型、M型、B型、D型等。
(2)透射式超声诊断仪如超声显微镜及超声全息成像系统。
4.按医学超声设备体系分类(1)A型超声诊断仪将产⽣超声脉冲的换能器置于⼈体表⾯某⼀点上，声束射⼊体内，由组织界⾯返回的信号幅值，显⽰于屏幕上，屏幕的横坐标表⽰超声波的传播时间，即探测深度，纵坐标则表⽰回波脉冲的幅度（amplitude），故称A型。
(2)M型超声诊断仪将A型⽅法获取的回波信息，⽤亮度调制⽅法，加于CRT阴极（或栅极）上，并在时间轴上加以展开，可获得界⾯运动（motion）的轨迹图，尤其适合于⼼脏等运动器官的检查。
(3)B型超声诊断仪⼜称B型超声断⾯显像仪，它⽤回波脉冲的幅度调制显⽰器亮度，⽽显⽰器的横坐标和纵坐标则与声速扫描的位置⼀⼀对应，从⽽形成⼀幅幅亮度（brightness）调制的超声断⾯影像。
故称B型。
B型超声诊断仪⼜可分为如下⼏类：①扇形扫描B型超声诊断仪----包括⾼速机械扇形扫描、凸阵扇形扫描、相控阵扇形扫描等；②线性扫描B型超声诊断仪；③复合式B型超声诊断仪----它包括线性扫描与扇形扫描的复合以及A型、B型、D型等⼯作⽅式的复合，极⼤地增强了B型超声设备的功能。
(4)D型超声多普勒诊断仪利⽤多普勒效应，检测出⼈体内运动组织的信息，多普勒检测法⼜有连续波多普勒（CW）和脉冲多普勒（PW）之分。
(5)C型和F型超声成像仪C型探头移动及其同步扫描呈“Z”字形，显⽰的声像图与声束的⽅向垂直，即相当于X线断层像，F型是C型的⼀种曲⾯形式，由多个切⾯像构成⼀个曲⾯像，近似三维图像。
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5.4.3 多探头法
使用两个以上的探头组合在一起进行检测的方法，称为多探 头法。 多探头法的应用，主要是通过增加声束来提高检测速度或发 现各种取向的缺陷。 通常与多通道仪器和自动扫查装置配合
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5.5 按探头接触方式分类的检测方法
接触法、液浸法和电磁耦合法。
5.5.1 接触法和液浸法 探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，因此可以看作为 两者直接接触，这种检测方法称为直接接触法，或简称接触法。 将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行检测的方法，称为 液浸法。耦合剂可以是水，也可以是油。当以水为耦合剂时，称 为水浸法。 液浸法检测，探头不直接接触试件，所以此方法适用于表面粗糙 的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于 实现自动化检测。
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1．B、C、D扫描成像
B、C、D扫描成像设备较简单、操作容易，已成为最普及的三种超声成
像方法。其中的B扫描广泛用于医疗诊断，俗称B超。现在用于无损检测
也取得了良好的效果。
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2. P扫描成像
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3. ALOK超声成像
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4 相控阵和S扫描成像 相控阵技术(2009年3级复试）.ppt
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5.5.1 接触法和液浸法
接触法和液浸法特点比较： （1）接触法优点： （2）接触法缺点： （3）液浸法优点： （4）液浸法缺点： 在实际检测时，应根据应用的对象、目的和 场合，结合两种方法的优缺点综合选择。
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5.5.2 电磁耦合法
采用电磁超声探头激发和接收超声波的检测 方法，通常称为电磁超声检测（EMAT）。探头 与工件之间无耦合剂，也不相互接触。电磁超 声探头结构及工作原理见4.2.3。 1、电磁超声产生的机理 2、电磁超声激发和接收 3、电磁超声的特点和现状
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2、TOFD检测设备举例
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3、TOFD检测显示示例
A扫描显示 TOFD图像
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4、物理基础－衍射
入射波
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缺陷上的每一点形成 新的子波源称为衍射
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入射波
衍射（续）
衍射波
反射波
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缺陷
衍射波
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特点：
1、全方位 2、低能量
发射探头
此时，示波管的电子束是振幅调制的。换言之，A型显示的内容是探头 驻留在工件上某一点时，沿声束传播方向的回波振幅分布。
结合脉冲放射法的A型显示超声检测是目前用的最多的一种方法，目前 特种设备行业常用的JB/T 4730.3－2005标准规定的就是A型脉冲反射法 超声检测，采用该方法时，检测结果受检测人员的素质、经验等人为因 素影响较大。
移动方向 Y－
X Y+
非平行扫查
发射探头 移动方向
接收探头 探头架 X
Y－
Y+
平行扫查
发射探头
接收探头 探头架
移动方向
X
Y－
Y+
偏置非平行扫查
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1、表面开口裂纹
1 2
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1
2
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2、X形坡口根部未焊透
1 2
3 4
1
2 13
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3、V形坡口根部未焊透
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5.6.2 自动检测
自动检测指使用自动化超声检测设备，在最少的人工干预下进行并完成 检测的全部过程。一般指采用自动扫查装置，或在检测过程中可自动记 录声束位置信息、自动采集和记录数据的检测方式。在自动检测中，检 测结果受人为因素影响较小。 若满足如下任何一个条件，可称为自动检测： 1）采用自动扫查装置。探头固定于机械扫查装置上，扫查装置或工件按照 设定的方式运动，从而完成超声检测全过程。 2）自动记录声束位置信息、自动采集和记录数据。为跟踪和记录探头位置， 自动超声设备必须配备位置传感器，一般采用编码器或声定位技术，但 相控阵方法是个例外，因为相控阵可以采用电子扫描以替代机械扫描。 在扫查过程中，自动超声设备应能够自动采集超声信号以及相对应的位 置信息，并以不可更改的方式记录下来。一般也使用扫查装置，按照驱 动扫查装置的动力而言，可分为马达驱动和人驱动。若采用马达驱动， 称为全自动；若采用人驱动，则称为半自动。全自动和半自动均简称为 自动检测。 超声成像技术涉及二维或三维成像，成像算法中需要超声信号以及相对 应的位置信息，因此都属于自动超声检测。
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5.1.2 超声成像方法
超声成像就是用超声波获得物体可见图像的方法。由于声波 可以穿透很多不透光的物体，故利用声波可以获得这些物体 内部结构声学特性的信息，超声成像技术将这些信息变成人 眼可见的图像，即可以获得不透光物体内部声学特性分布的 图像。物体的超声图像可提供直观和大量的信息，直接显示 物体内部情况，且可靠性、复现性高，可以对缺陷进行定量 动态监控。一般而言，超声成像方法是基于A型显示形成的 工件不同截面的图像显示，大都具有自动数据采集、自动数 据处理和自动作出评价的功能。 超声成像的研究历史 超声成像方法发展到现代，主要采用扫描接收信号、再进行 图像重构的方式，因此又称为超声扫描成像技术，起初主要 为B、C扫描成像，随后为检测焊缝而开发出D、P扫描（投 影扫描成像）；因为相控阵技术的出现，又出现S扫描（扇 形扫描成像）等。而对应的，A型显示又可称为A扫描显示。
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5.3.4 板波检测
3．兰姆波的传播特点 （1）衰减的非单调变化 （2）反射时兰姆波波型的变化 （3）板波回波信号的宽度
4．板波检测的一般程序 a、尽可能选用宽的发射脉冲 b、制作一个与被测板材料相同的对比试块 c、选择合适的波型 根据波型、频率乘板厚的数值，从 相应的图中查得入射角 d、根据入射角选择合适的探头，在试块上调整扫描速度 e、根据人工缺陷的反射，选择合适的探测灵敏度 f、检测时注意点
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5.3.3 表面波检测
使用表面波进行检测的方法，称为表面波法。
1．表面波的性质
传播
运动状态
速度
能量分布
2、表面波的产生
（1）Y切石英法
（2）纵波折射法
3．人工反射体的反射特点
（1）柱孔
（2）横孔
（3）沟槽
（2042）0/5棱/5 边的反射
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表面、近表面缺陷
5.3.3 表面波检测
当缺陷与波束轴线倾斜时，则根据倾斜角度的大小， 能够收到部分回波或者因反射波束全部反射在探头 之外而无法检出。
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5.4.2 双探头法
使用两个探头（一个发射，一个接收）进行检测的方法称为 双探头法。主要用于发现单探头法难以检出的缺陷。
双探头法又可根据两个探头排列方式和工作方式进一步分为 并列式、交叉式、V型串列式、K型串列式、串列式等。
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5.3.5.爬波法 产生：第一临界角附近入射
概念
优点
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5.4 按探头数目分类的检测方法
5.4.1 单探头法 使用一个探头兼作发射和接收超声波的检测方法称 为单探头法。
对于与波束轴线垂直的片状缺陷和立体型缺陷的检 出效果最好。
与波束轴线平行的片状缺陷难以检出。
1
2 3
1
2 3
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根部未焊透
17
4、密集气孔
1
2
1
2
3
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18
5、横向裂纹
1 1
22
1
3
2
3
4
3
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19
6、根部未焊满
1
2 3
1 2
3
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7、层间未熔合
1 2
3
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TOFD technique
8、根部未熔合
Lack of root fusion defect
缺陷，比如气孔、夹层等；
（4）TOFD数据分析对检测人员要求高。
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5.1.3 穿透法
穿透法是采用一发一收双探头分别放置在试 件相对的两端面，依据脉冲波或连续波穿透 试件之后的能量变化来检测试件缺陷的方法。
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5.1.4 共振法
依据试件的共振特性来判断缺陷情况和工件 厚度变化情况的方法称为共振法。常用于试 件测厚。
第5章 超声检测方法分类与特点
中国特种设备检测研究院 全国特种设备无损考委会
郑晖
5.1.2 衍射时差法
定义：Time Of Flight Diffraction
衍射时差法超声检测
TOFD 方法利用缺陷端点的衍射波信号探测和测量 缺陷的尺寸 TOFD基本结构：一发一收双探头
宽角度纵波斜探头（通常）
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荷兰焊接协会的对比试验
POD 缺陷检出率 FCR 误报率 R可靠性
2020/TOFD的直通波和底面反射波均有一 定的宽度，处于此范围的缺陷波难以被发现， 因此在扫查面和底面存在几毫米的表面盲区；
（2）TOFD信号较弱，易受噪声影响； （3）倾向于“过分夸大”中壁缺陷和部分良性
共振法测厚的原理见4.1.6，目前已很少使用 共振法测厚。
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5.2 A型显示和超声成像
按超声信号的显示方式，可将超声检测方法分为A 型显示和超声成像方法，其中超声成像显示按成像 方式的不同又可再分为B、C、D、S、P型显示等。