超声波无损检测技术的发展

梁棋钰（武汉理工大学交通学院船海ZY1101班0121102090637）

摘要：超声波无损检测是物体无损检测的一种重要方法,几乎应用到所有工业部门。本文浅谈了超声无损检测技术的发展历史，并展望超声波检测技术发展趋势。

关键词：超声波；无损检测；无损探伤；无损评价

前言

人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术在超声无损检测中的应用,使得无损检测的定位、定性和定量的可靠性和完备性大幅度提高,为无损评价奠定了良好的判定基础。现代超声无损检测技术正向着智能化、自动化、图像化、数字化、小型化、系列化、多功能化、信息化和交叉领域的前沿方向发展,实现了复杂形面复合构件的超声扫描成像无损检测,满足现代质量对无损检测的要求。

1 超声波无损检测技术分析

声波的指向性比较好，其频率越高，指向性越好。超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。超声波的声速、衰减、阻抗和散射等特性，为超声波的应用提供了丰富的信息。超声检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、设备轻巧、成本低廉，可即时得到探伤结果，适合在实验室及野外等各种环境下工作，并能对正在运行的装置和设备实行在线检查。超声法检测过程无损于材料、结构的组织和使用性能；直接在构筑物上测试验并推定其实际的强度；重复或复核检测方便，重复性良好[1]。

应用超声来进行无损检测也有其相应的缺点[2]。对于球面状的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是较密集的话，就难以得到足够的回波信号或是其时间变化不明显；对于各向非同性的材料，例如混凝土，相应会存在材料的离析，使得材料密度不均匀，这使得人们把离析误判为是内部的空洞而导致决策上的失误。

2 超声波无损检测仪器的发展

我国50年代初引进苏联超声波探伤仪，60年代初期先后形成了一些批量生产的厂家，80年代初，国内各生产厂研制生产的超声波探伤仪的主要技术招标均有大幅度地提高，较好地满足了超声波探伤技术的需要。我国便携式数字化超声波探伤仪的研制随大规模集成电路的发展也已开始形成规模生产，并得到推广使用。如1989年中科院武汉物理所武汉科威技术公司研制成功国内第一台全数字化超声波探伤仪(KS1010型)，并于1990年批量推向市场，与此同时中科院声学所数字、模拟组合式电脑超声波探伤仪也研制成功并推向市场。汕头超声电子(集团)公司在1980年推出了CTS 一22型超声波探伤仪，其主要性能指标与当时国际同类仪器水平相当，目前该公司已生产出智能式、手推式、便携式彩色、数字式的多种金属超声波探伤仪，其技术、质量、产销量均占全国首位。【3】20世纪80年代，新一代的超声检测仪器——数字化、智能化超声仪问世，标志着超声检测仪器进入一个新时代。超声无损检测仪器将向数字化、智能化、图像化、小型化和多功能化发展。现代的扫查装置也在向智能化方向发展。扫查装置是自动检测系统的基础部分，检测结果准确性、可靠性都依赖于扫查装置。从20世纪90年代以来，出现的各种智能检测机器人，已经形成了机器人检测的新时代及工程检测机器人的系列与商业市场。【4】

3 超声波无损检测技术的发展

随着电子学和计算机科学技术的飞速发展, 采用人工智能技术、自适应技术、机器人技术、相关技术、信息融合技术、激光技术和CAD\CAM 等技术与无损检测技术有机结合以实现复杂形面复合构件的超声扫描成像检测, 是近年来国外复合材料构件无损检测领域研

究的前沿课题。超声无损检测技术主要包括超声成像技术、人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术。

3.1超声成像技术

早在20年代，人们就开始探索超声成像的原理及方法，使超声成像成为最早实现的超声无损检测技术。20世纪60年代，激光的发明和光学全息技术的成就极大地刺激了人们对声像研究的兴趣。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点，因而有许多优点，如检测的一致性好，可靠性、复现性高，存储的检测结果可随时调用，并可以对历次检测的结果自动比较，以对缺陷做动态检测等。目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像，超声C扫描成像、超声D扫描成像，ALOK(德文“振幅—传播时间—位置曲线”的缩写)成像，SAFT(合成孔径聚焦)成像，P扫描成像，超声全息成像，超声CT成像等技术。

3.2人工智能技术

目前, 人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的, 在超声无损检测应用中, 主要研

究领域有专家系统和人工神经网络等。

3.3人工神经网络

人工神经网络可实现缺陷的分类, 具有很高的识别准确度, 对于不完全、不够清晰的数据同样有效；具有强大的学习能力, 能从样例中学习, 获取知识；易于实现并行运算, 而且便于硬件上的实现, 从而可大大提高速度。人工神经网络的这些优点, 使其很适合于应用到超声定量无损检测中。由A dap tronics公司研制的ALN 4060智能超声探伤仪就是人工神经网络在超声检测中成功应用的代表。

3.4自适应技术

自适应处理技术是由Widrow.B 等人提出、20世纪60 年代开始发展起来的一门学科, 它是现代信号处理的重要组成部分, 对复杂信号的处理具有独特的功能。目前国内外自适应算法研究仍比较活跃,自适应滤波的优点是对处理参数依赖性比较小, 软、硬件实现均较简单, 因而在工业性应用中有良好前景。近年来, 国内外学者开始尝试将自适应滤波技术用于超声无损检测,使得超声检测目标信号在各种干扰条件下(包括材料结构内部各种干涉杂波) 保持整齐、清晰且不畸变的波形。

3.5机器人技术

无损检测就是以不损害被检测对象为前提, 对其的各种性能进行检测, 。但在进行一些关键部位的无损检测时, 操作者常会遇到难以进入或接近的场合, 因此, 不能采用常规方法实现检测。对此, 采用遥控或自动方式的检测机器人是行之有效的方法。现在国外已有形形色色、各种各样的无损检测机器人。

3.6相关技术

相关技术是一门边缘科学, 它是以信息论和随机过程理论作为基础, 随着信息科学的发展, 相关技术在计算机科学、微电子学、无损检测和人工神经网络等领域日益得到广泛的应用。

4 结语

国外工业发达国家的无损检测技术，目前已逐步由NDI和NDT向NDE过渡，即用材料超声波无损评价来代替超声波无损探伤和超声波无损检测，并且向自动超声波无损评价(ANDE)和定嫩超声波无损评价(QNDE)的方向发展和应用。我国当前迫切需要解决的问题是涉及实际工程应用中亟待解决的问题，如检测方法的规范化，判伤的标准化，检测和验收标准的制订，操作步骤的程序化.检测技术领域的信息化。

【1】罗骐先，李为杜.新编混凝土无损检测技术.中国科学出版社.2004.50～144

【2】刘其伟,程跃辉,王键,秦向杰.超声波无损检测的特点方折及其在混凝之缺陷评定中的应用.华东公路.2003.08.20.(4)

【3】浅谈超声波无损检测技术的发展与应用

https://www.360docs.net/doc/f614956372.html,/enstyle/newsinfo_534932.html

【4】超声波无损检测的发展https://www.360docs.net/doc/f614956372.html,/view/072c701414791711cc791745.html

简述全自动超声波无损检测方法

简述全自动超声波无损检测方法摘要：全自动超声波检测技术（AUT）对于提高无损检测效率、保证无损检测质量，节约工程成本有着重要的意义，通过对AUT检测的特点，与传统检测手段进行了对比分析，阐述工程无损检测中AUT检测的通用做法。关键词：全自动超声环焊缝检测引言：AUT检测技术是一种新型的无损检测技术，在近几年的推广使用过程中得到了工程质检方的认可，在使用过程中各公司做法不一，本文通过多年AUT 检测工程应用经验总结归纳了AUT检测通用做法。 1、AUT检测方法适用范围本文论述了环向焊缝全自动超声检测的要求。在AUT检测所得到结论的基础上分析评定环焊缝。根据工程临界判别法（ECA）来最终确定检测验收标准。 2 AUT检测方法步骤 2.1 外观检查工程现场所有待检环焊缝在焊接完成后都要进行三方（监理、施工、检测）外观检查并且按照AUT检测相应标准的要求进行评定。所有坡口应在机加工后进行焊接，并且确保焊接符合焊接工艺的要求，随后AUT全自动超声波检测应结合画参考线一起进行。 2.2 超声波检测工程现场的所有环焊缝的全自动超声检测都要在整个焊缝圆周方向上进行，并按相应的验收标准进行评定。 3 超声波检测系统 AUT检测系统应该提供足够的检测通道的数量，保证仅扫查环焊缝一周，就可对该焊缝整个厚度上的所有区域进行全面检测。所有被选通道都应能显示一个线性A型扫查显示。检测的通道应该能按照通常如图1所示的检测区域评估被检焊缝。仪器的线性应按照相应标准来确定，每6个月测定一次。仪器的误差应该不大于实际满幅高的5％。这一条件应该适用于对数放大器及线性放大器。每一个检测的通道都应可以选择脉冲反射法或者直射法。每一个检测通道的闸门位置及两个闸门之间的最小跨度和增益都是可选择的。记录电位也是可以选择的，以显示记录的波幅和传播时间位于满幅高0～100％之间的信号。对于B扫查或者图像显示的资料记录也应该为0～100％。对于每个门都有两个可记录的输出信号。无论是模拟信号还是数字信号都包括信号的高度和渡越时间。它们都适于多通道记录仪或计算机数据采集软件的显示。 4 AUT的系统设置 4.1 AUT探头及探头灵敏度的确定在工程现场的检测中用AUT对比试块选定该检测系统的合适当量。每个AUT 检测探头固定在扫查架相应位置上，保证中心距满足要求。分别调整扫查架上探头的位置、角度和激活晶片数，使所有探头在标准试块上的主反射体的信号都达到最大值。把所有检测探头的峰值信号都设置到仪器满屏的80%，此时显示的灵敏度数值就是该探头检测时的基准灵敏度。 4.2 闸门的设置 4.2.1 熔合区闸门的设置参照AUT对比试块上的标准反射体：闸门起点位置在坡口前大于等于3mm，闸门终点位置应大于焊缝上中心线位置1mm。闸门的起点和长度应记录在工艺文件中。

超声波无损检测的发展

超声无损检测仪器的发展超声检测仪器性能直接影响超声检测的可靠性，其发展与电子技术等相关学科的发展是息息相关的。计算机的介入，一方面提高了设备的抗干扰能力，另一方面利用计算机的运算功能，实现了对缺陷信号的定量、自动读数、自动识别、自动补偿和报警。20世纪80年代，新一代的超声检测仪器——数字化、智能化超声仪问世，标志着超声检测仪器进入一个新时代。超声无损检测仪器将向数字化、智能化、图像化、小型化和多功能化发展。在第十三、十四世界无损检测会议仪器展览会、1996年中国国际质量控制技术与测试仪器展览会、1997年日本无损检测展览会等大型国际会议会展中，数字化、智能化、图像化超声仪最引人注目，显示了当今世界无损检测仪器的发展趋势。其中以德国Krauthammer公司、美国Panametrics公司、丹麦Force Institutes公司与美国PAC公司的产品最具代表性。真正的智能化超声仪应该是全面、客观地反映实际情况，而且可以运用频谱分析，自适应专家网络对数据进行分析，提高可靠性。提高超声检测中对缺陷的定位、定量和定性的可靠性也是超声检测仪器实现数字化、智能化急待解决的关键技术问题。现代的扫查装置也在向智能化方向发展。扫查装置是自动检测系统的基础部分，检测结果准确性、可靠性都依赖于扫查装置。例如采用声藕合监视或藕合不良反馈控制方式提高探头与工件表面的耦合稳定度以及检测的可靠性。从20世纪90年代以来，出现的各种智能检测机器人，已经形成了机器人检测的新时代及工程检测机器人的系列与商业市场。例如日本东京煤气公司的蜘蛛型机器人，移动速度约60m/h ，重约140kg，采用16个超声探头可以对运行状态下的球罐上任意点坐标位置进行扫描。日本NKK公司研制的机器人借助管道内液体推力前进，可以测量输油管道腐蚀状况，其检测精度小于1mm。丹麦Force研究所的爬壁机器人，重约10吨，采用磁吸附与预置磁条跟踪方式可检测各类大型储罐与船体的缺陷。超声无损检测技术的发展超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术, 体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检测以及设备服役的各个阶段和保证机器零件的可靠性和安全性上。世界各国出版的无损检测书

数字超声波探伤仪焊缝探伤实例DAC曲线绘制探伤步骤

数字超声波探伤仪焊缝探伤实例/DAC曲线绘制探伤步骤：一、探伤前的准备工作 1. 数字式超声探伤仪目前市面上的探伤仪大都是数字机，数字机显示的是数字化的波形，具有检测速度快、精度高、可靠性高和稳定性好等特点。1983年德国KK公司推出了世界第一台数字超声探伤仪，采用Z80作中央处理器，但其重达10公斤，体积很大，应用时需要车载、用户爬到很高的地方来操作，不太适用于野外作业。1986年后，工业化国家的超声探伤仪得到了迅猛发展，现代数字式超声探伤仪趋向小型化和图像化方向，如国内也已推出的掌上型探伤仪，还有具有强大图像处理功能的TOFD探伤仪。这里选用的是市场上的一般的数字探伤仪。 2.横波斜探头： 5M13×13K2 3.标准试块：CSK-IB 、CSK-3A 4.30mm厚钢板的对接焊缝 5．DAC参数：（1）DAC点数：d=5、10、15、20（mm）的4点（2）判废线偏移量：+5dB （3）定量线偏移量：-3dB （4）评定线偏移量：-9dB 6．耦合剂（如：机油、水、凡士林等）二．探测面的选择焊缝一侧三．开机 1．将探头和超声探伤仪连接 2．开启面板开关，开机自检，约5秒钟进入探伤界面。 (1)按键，使屏幕下方显示“基本”、“收发”、“闸门”、“通道”、“探头”五个功能主菜单。 (2)按“F1”键，进入“基本”功能组，将“基本”功能内的“探测范围”调为“150”，将“材料声速”调为“3230”，将“脉冲移位”调为“0.0，将“探头零点”调为“0.00”。 (3)按下F2键，进入“收发”功能组，将“收发”功能内的“探头方式”调为“单晶”，将“回波抑制”调为“0%”。(4)按下F3键，进入“闸门”功能组，将“闸门报警”调为“关”，将“闸门宽度”调为“20.0”，将“闸门高度”调为“50%”。（此条内容的调整可根据使用者的习惯而定）。(5)按下F4键，进入“通道”功能组，将“探伤通道”调为所需的未存储曲线的通道，如“No.1”，此时

无损检测的发展趋势

无损检测的发展趋势 1.超声相控阵技术超声检测是应用最广泛的无损检测技术,具有许多优点,但需要耦合剂和换能器接近被检材料,因此,超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中,超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比,由于声束角度可控和可动态聚焦,超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点,可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象,如管形焊缝、板材和管材等,超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中,采用合理的相控阵检测技术,只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。 2.微波无损检测微波无损检测技术将在330～3300 MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模

式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强,类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合剂,避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料,因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外,无需做特别的分析处理,采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了微波无损检测技术的发展。

超声波无损检测技术的理论研究

毕业设计（论文）题目超声波无损检测技术的理论研究系（院）物理与电子科学系专业电子信息科学与技术班级2006级4班学生姓名李荣学号2006080927 指导教师吴新华职称讲师二〇一〇年六月十八日

独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二〇一〇年六月一十八日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二〇一〇年六月一十八日

超声波无损检测技术的理论研究摘要本文首先针对波无损检测技术进行理论研究，简明扼要的介绍了超声波无损检测技术的研究意义和发展现状,超声波无损检测技术是当前一种较为先进的检测技术,应用领域更广,适用范围更宽。然后细致的分析了超声波无损检测技术的工作原理特性，基于超声波的优良特性，和传播机理，进行器件或工程的无损检测，并分析了超声波无损检测系统的噪声干扰来源，提出了降低噪声的方法。尝试用计算机模拟系统通过仿真软件来处理超声波无损检测过程中的庞大的数据信息。直观准确地定位缺陷的位置和类型。最后介绍了超声波在无损检测领域的两种典型应用，建筑方面，可以通过超声探头，利用声波的反射的折射来检测混凝土路基的厚度，电力系统方面，利用超声波无损检测技术确定次绝缘子的寿命定位绝缘子中缺陷的类型的具体位置，快速有效的解除安全隐患。关键词：超声波；无损检测；计算机仿真；瓷绝缘子

无损检测超声检测公式汇总

无损检测超声检测公式汇总 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

超声检测公式 1.周期和频率的关系，二者互为倒数： T=1/f 2.波速、波长和频率的关系：C=f λ 或λ=f c ∶Cs ∶C R ≈∶1∶ 4.声压： P ＝P 1－P 0 帕斯卡（Pa ）微帕斯卡（μPa ）1Pa ＝1N/m 2 1Pa ＝106μP 6.声阻抗:Z ＝p/u ＝ρcu/u ＝ρc 单位为克/厘米2·秒（g/cm 2·s ）或千克/米2·秒（kg/m 2·s ） 7.声强；I ＝21Zu2＝Z P 22 单位; 瓦/厘米2（W/cm 2）或焦耳/厘米2·秒（J/cm 2·s ） 8.声强级贝尔（BeL ）。△＝lgI 2/I 1 （BeL ） 9.声强级即分贝（dB ） △＝10lgI 2/I 1 ＝20lgP 2/P 1 （dB ） 10.仪器示波屏上的波高与回波声压成正比：△20lgP 2/P 1＝20lgH 2/H 1 （dB ） 11.声压反射率、透射率： r=Pr / P0 t =Pt / P0 ?? ?=-=+21//)1(1Z t Z r t r r =12120Z Z Z Z P P r +-= t =122 02Z Z Z P P t += Z 1—第一种介质的声阻抗； Z 2—第二种介质的声阻抗 12.声强反射率： R= 2 12 1220???? ??+-==Z Z Z Z r I I r 声强透射率：T ()2122 14Z Z Z Z += T+R=1 t －r =1 13.声压往复透射率；T 往= 2 122 1)(4Z Z Z Z + 14.纵波斜入射: 1sin L L c α=1sin L L c α'=1n si S S c '=2sin L L c β=2sin S S c β CL1、CS1—第一介质中的纵波、横波波速； C L2、C S2—第二介质中的纵波、横波波速；αL 、α′L —纵波入射角、反射角； βL 、βS —纵波、横波折射角；α′S —横波反射角。 15.纵波入射时：第一临界角α: βL =90°时αⅠ=arcsin 21 L L c c 第二临界角α：βS =90°时αⅡ=arcsin 21S L c c 16.有机玻璃横波探头αL =°～°，有机玻璃表面波探头αL ≥° 水钢界面横波 αL =°～° 17.横波入射：第三临界角：当α′L=90°时αⅢ=arcsin 11 L S c c =°当αS ≥°时，钢中横波全反射。有机玻璃横波入射角αS （等于横波探头的折射角βS ）=35°～55°，即K=tg βS=～时，检测灵敏度最高。 18.衰减系数的计算 1. α=(Bn-Bm-20lg n/m)/2x(m-n) α—衰减系数，dB/m （单程）； )(m n B B -—两次底波分贝值之差，dB ；δ为反射损失，每次反射损失约为（~1)dB ； X 为薄板的厚度 T ：工件检测厚度，mm ；N ：单直探头近场区长度，mm ；m 、n —底波反射次数

超声波无损检测基础原理

第1章绪论 1.1超声检测的定义和作用指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。作用：质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率 1.2超声检测的发展简史和现状利用声响来检测物体的好坏利用超声波来探查水中物体1910‘ 利用超声波来对固体内部进行无损检测 1929年，前苏联Sokolov 穿透法 1940年，美国的Firestone 脉冲反射法 20世纪60年代电子技术大发展 20世纪70年代，TOFD 20世纪80年代以来，数字、自动超声、超声成像我国始于20世纪50年代初范围专业队伍理论及基础研究标准超声仪器差距 1.3超声检测的基础知识次声波、声波和超声波声波：频率在20～20000Hz之间次声波、超声波对钢等金属材料的检测，常用的频率为0.5～10MHz 超声波特点：方向性好能量高能在界面上产生反射、折射、衍射和波型转换穿透能力强超声检测工作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。超声检测工作原理脉冲反射法：声源产生的脉冲波进入到试件中——超声波在试件中以一定方向和速度向前传播——遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射——检测设备接收和显示——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。通常用来发现和对缺陷进行评估的基本信息为： 1、是否存在来自缺陷的超声波信号及其幅度； 2、入射声波与接收声波之间的传播时间； 3、超声波通过材料以后能量的衰减。超声检测的分类原理：脉冲反射、衍射时差法、穿透、共振法显示方式：A 、超声成像（B C D P）波型：纵波、横波、表面波、板波

超声波无损检测概述

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 超声波无损检测概述

2.2 国内研究情况 20 世纪50 年代，我国开始从国外引进模拟超声检测设备并应用于工业生产中。上世纪80 年代初，我国研制生产的超声波探伤设备在测量精度、放大器线性、动态范围等主要技术指标方面已有很大程度的提高[3]。80 年代末期，随大规模集成电路的发展，我国开始了数字化超声检测装置的研制。近年来，我国的数字化超声检测装置发展迅速，已有多家专业从事超声检测仪器研究、生产的机构和企业（如中科院武汉物理研究所、汕头超声研究所、南通精密仪器有限公司、鞍山美斯检测技术有限公司等）[1]。目前，国内的超声超声检测装置正在向数字化、智能化的方向发展并且取得了一定的成绩。另外，国内许多领域（如航空航天、石油化工、核电站、铁道部等）的大型企业通过引进国外先进的成套设备和检测技术（如相控阵超声检测设备与技术和TOFD 检测设备与技术），既完善了国内的超声检测设备，又促进了超声无损检测技术的发展[5]。 2.3 超声波无损检测技术发展趋势超声检测技术的应用依赖于具体检测工件的检测工艺和方法，同时，超声检测还存在检测的可靠性，缺陷的定量、定性、定位以及缺陷检出概率、漏检率、检测结果重复率等问题，这些对超声检测仪器的研制提出了更高要求。为克服传统接触式超声检测的不足，人们开始探索非接触式超声检测技术，提出了激光超声、电磁超声、空气耦合超声等。为提高检测效率，发展了相控阵超声检测。随着机械扫描超声成像技术的成熟，超声成像检测也得到飞速发展。目前，超声检测仪器已明显向检测自动化、超声信号处理数字化、诊断智能化、多种成像技术的方向发展[5-7]。 3.超声波检测的基本原理 3.1超声波无损检测基本介绍超声检测（UT）是超声波在均匀连续弹性介质中传播时，将产生极少能量损失；但当材料中存在着晶界、缺陷等不连续阻隔时，将产生反射、折射、散射、绕射和衰减等现象，从而损失比较多的能量，使我们由接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形或频率发生了相应的变化，测定这些变化就

超声波无损检测论文无损检测论文

超声波无损检测论文无损检测论文一种可实现高速信号处理的超声波无损检测系统的设计无损探伤技术是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。超声波探伤就是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另，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。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別发生反射波来，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。随着超声波探伤技术的发展，对数字信号的处理与分析已不再仅仅是辅助技术。而是一种基本技术，由此出现了各种全数字化的超声波检测设备。但早期的数字化设备仅停留在超声波检测频率较低频段的信号处理上，主要是受到高速A/D和高速存储技术的限制，山于计算机总线技术应用的瓶颈，也不能实时多通道传送波形数据到计算机去处理，声源定位信号分析等实时显示分析的功能只能由硬件输出的参数完成。而A/D转换器和高效率微处理器的问世克服了在高频领域应用模拟电子技术受到的各种限制。数字化全波形超声波探伤设备就是由计算机作为主机，以单片机芯片为主构成的专用板卡统一控制管理超声系统。这种设备综合应用了高速数据采集技术、A/D转换技术、大容量缓冲技术、多通道切换技术、数据存储技术和数据管理软件技术

等先进的数据信号处理技术，使得多通道声发射波形的采集和分析不再困难。因此，如何开发和研制更具先进性、创新性、科学性和实用性的全数字式超声波检测设备和系统，已成为一项紧迫性的任务。本文主要介绍一种基于高速信号处理技术的超声波无损检测系统的典型设计方案，从系统的总体设计、单元电路设计和程序设计等方面阐述和分析了设让原理，电路和软件的结构与功能等，系统方案具有较高的技术含量和实用价值。总体设计系统的总体结构设计如图1所示。首先，由高压脉冲发生器发射高压脉冲，其经能量转換电路形成超声波信号，遇到缺陷或杂质时产生反射波，再经能量转换电路转換为电压信号，最后经放大电路放大、A/D转换后，形成数字量，写入高速数据缓存器中；然后，由PCI接口电路将缓存器中的数据适时地通过PCI总线送到本系统的微处理器进行处理，实现与外部计算机通信、显示、打印，存储和控制等功能。本系统采用转换速率为60MHz的8位高速A/D转换电路以满足数据采集的要求。为对A/D芯片输出的高速数据进行缓冲，并充分利用LCI总线带宽，采用了]2KB的高速数据缓存电路；对于多通道检测的要求，设计了通道选择控制电路以实现通道之间的切換；采用高增益的高频宽带放大电路对缺陷回波信号进行整理和放大。

无损检测案例分析(1)

焊缝无损检测缺陷图片一、气孔与圆缺图8-1-1 分散的气孔图8-1-2 密集气孔图8-1-3 夹钨二、条形夹渣与条形气孔图8-1-4 条形夹渣

图8-1-5 条形气孔三、未焊透图8-1-6 未焊透四、未熔合图8-1-7 未熔合五、裂纹图8-1-8 裂纹（transverse cracks:横向裂纹；longitudinal root crack:纵向根部裂纹）六、咬边

图8-1-9 内咬边图8-1-10 外咬边七、内凹图8-1-11 内凹八、烧穿图8-1-12 烧穿

焊缝无损检测案例分析【案例1】无损检测工艺规程 1、背景某天然气分输管网工程，要求射线检测100%。 2、问题描述查无损检测项目部工艺规程《XX公司XX工程无损检测通用射线检测规程》，其中描述“……像质计的使用参照SY/T4109-2005，……射线评级参照SY/T4109-2005……，”等指导性话语；查其曝光曲线为固定时间，电压－厚度曲线，但其现规程中明确说明项目投入三台XXG2505定向射线机，但其曝光曲线只有一个，现场人员解释为三台机器为同一厂家生产，性能差不多。 3、问题分析（1）工艺规程是相当于公司标准一级的文件，对于项目上的工艺规程，就应当相当于项目上的标准，是所有检测人员赖以编制工艺卡的依据，应当结合公司实际情况与设计指定标准的要求，对每一个方面的技术要求做出明文规定，而不能使用“参照XX标准”等术语。（2）曝光曲线是反映每一台射线机在一定的透照工艺，胶片系统条件下其曝光时间、选用电压、透照厚度三者之间关系的曲线，虽然射线机厂家给定的曝光曲线是一个型号一个曲线，这不能说明这些射线机就可以共用一个曝光曲线，实际上，就是同一台机器在不同的使用时期，我们还要对其曝光曲线做出修正，这就是为什么，一定要一机一曲线。 4、问题处理（1）重新编制工艺规程，将标准中的内容，根据工程的实际需要，加入到工艺规程中来，使工艺规程能切实地指导检测人员工作。（2）要求检测单位对每一台设备做曝光曲线，并制定曝光曲线校验制度。【案例2】无损检测工艺卡 1、背景某5万方储油罐无损检测工程，施工规范为GB50128－2005，最底层板厚为24mm,最上层板厚为8mm。 2、问题描述在检查工艺卡的过程中，发现以下内容：透照厚度填写为8～24，电压填写为150Kv～240kV，曝光时间填定为1～3min，查其现场操作记录，所有的工艺参数确实能包含在这些范围之内，现场人员解释说这样只是为了省事，其工艺卡没有技术上的问题。 3、问题分析（1）工艺卡的内容必须要覆盖工程中所有检测对象，但绝不是像标准中一样用一个区间去覆盖，是一一对应的覆盖，一就是一，二就是二，如：厚度为8mm，电压填写150kV，曝光时间填写1min等，必须使现场检测人员，能准确无误地根据板厚，读出各项参数，拍出合格底片。（2）现场操作记录中的数据可以说不是来自于工艺卡，而是来自于现场工作人员的经验，也

无损检测超声波检测

超声波检测华北科技学院机电工程学院摘要：超声无损检测是在现代工业生产中应用的非常广泛的一种无损检测方法，它对于提高产品的质量和可靠性有着重要的意义。尽管随着电子技术的发展，国内出现了一些数字化的超声检测仪器，但其数据处理及扩展能力有限，缺乏足够的灵活性。而虚拟仪器是近年来刚刚发展起来的一种新的仪器构成方式，它是一种、通讯技术和测量技术相结合的产物，具有很大的灵活性和扩展性，具有旺盛的生命力。关键词：无损检测；超声波探伤；计算机技术；通讯技术 Abstract：As a kind of NDT(Non-Destructive Testing)，UT (Ultrasonic Testing) is widely used in modern industry, which plays a very important role in improving the quality and the reliability of product. Although along with technical development in electronics, some digital UT instruments have been developed at home, its expand- ability and the ability of processing data limited. VI (Virtual Instru- ment) is a new Instrument structure developed recent years and is an outcome which combines the computer technique, the communication technique together with the measure technique, which has huge expandability, flexibility and the prosperous vitality. Keywords：NDT(Non-Destructive Testing) UT (Ultrasonic Testing) computer technique communication technique

超声波检测系统设计

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摘要钢管在生产和加工的过程中，其内部或者外部会产生分层、裂纹等各种缺陷。目前比较广泛的一种无损检测方法是超声波探伤，它可以在不损伤被检测对象的内部结构的前提下进行检测。论文以超声探伤理论为基础，利用CPLD强大的逻辑处理功能结合单片机MCU作为系统的核心开发了超声检测系统。在论文设计的过程中，采用了模块化的设计方案，提高了系统的可靠性；在主控芯片上选择了低成本的单片机MCU和可编程逻辑控制器件CPLD,提高了系统开发的灵活性。在设计中首先对超声波检测技术进行介绍，并对超声波检测的基本理论进行探讨。对设计中的数字式超声波探伤仪的总体设计及各功能模块进行探讨，之后重点研究超声检测系统的硬件设计，包括超声波的激励电路，信号处理模块，MCU模块以及数据采集处理系统的设计。最后利用LabVIEW对超声检测系统进行软件设计，并进行总体流程的设计及下位机的设计。关键词超声波探伤虚拟仪器CPLD单片机

Abstract In the production and processing of iron and steel materials,its internal and external will produce a layered,cracks and other defects.The relatively wide range of a nondestructive testing method is ultrasonic flaw detection that can not damage the object to be detected in the internal structure of the premise of testing with the basis of the ultrasonic flaw detection theory,the CPLD and MCU are the core of system development of ultrasonic testing system.In the process,to design it use a modular design to improve the reliability of the system;and select low cost MCU single-chip microcomputer and programmable logic control device CPLD in the main control chip to enhance the system flexibility. In the paper, the ultrasonic detection technique is introduced,and then the basic theory of ultrasonic testing id discussed.Then the design of the digital ultrasonic flaw detector in the general design and the functional module is discussed,then focuses on the hardware design of ultrasonic detection system,including the ultrasonic transmitting circuit,receiving circuit,MCU module and data acquisition and processing system design.Finally using LabVIEW on ultrasonic detection system for the software design,the system software design of the overall process,ultrasonic excitation pulse signal generating,data acquisition system control logic in this paper. Key words Ultrasonicexamination VirtualInstrument CPLD MCU

无损检测行业发展

无损检测行业发展班级：学号：：

无损检测是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数的检测技术。常见的有超声波检测焊缝中的裂纹等方法。中国机械工程学会无损检测学会是中国无损检测学术组织，TC56是其标准化机构。常用的无损检测方法：射线照相检验（RT）、超声检测(UT）、磁粉检测(MT）和液体渗透检测(PT) 四种。其他无损检测方法：涡流检测(ET）、声发射检测（AT）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）、目视检测法（VT）等。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。无损检测技术经历了三个发展阶段，即无损探伤（Nondestructive inspection，NDI）、无损检测（Nondestructive testing，NDT）和无损评价（Nondestructive evaluation，NDE）。目前一般统称为无损检测（NDT），而不是特指上述的第二阶段。在这三个阶段中，各阶段之间也没有绝对的时间分界点，它们之间存在相互继承和发展，各自的主要特点如下。 1.无损探伤（NDI）从国际上看，这一技术主要应用于20世纪五六十年代，作为无损检测的初级阶段，其特点是技术和任务都较为简单。在技术手段上可选择的并不丰富，主要采用超声、射线等技术；在任务上主要是检

测试件是否存在缺陷或者异常，其基本任务是在不破坏产品的情况下发现零件或者构件中的缺陷，满足工程需要，其检测结论主要分为有缺陷和无缺陷两类。 2.无损检测（NDT）随着科学技术的不断发展，特别是生产对无损检测技术的需求不断提升，仅仅检测出是否有缺陷显然不能满足人们的实际需求。在无损检测（NDT）这一发展阶段，不仅仅是探测出试件是否含有缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如缺陷的结构、性质、位置等，并试图通过检测掌握更多的信息、对于国际上发达的工业国家，这一阶段大致开始于20世纪70年代末或者80年代初。 3.无损检测评价（NDE）尽管第二阶段的无损检测（NDT）技术已经能够满足大部分工业生产的需求，但是随着对材料、构件等质量要求不断提高，特别是针对在役设备的安全性和经济性的需求越加突出，无损检测技术进入了第三阶段，即无损评价阶段（NDE）。这一阶段的一个标志性事件是1996年在新德里召开的第14界世界无损检测大会（Word conference on NDT，WCNDT），在该次大会上提出了将无损检测（NDT）变为无损评价（NDE）这一重要观点，并很快被各国无损检测界所接受。在这一阶段，人们不仅要对缺陷的有无、属性、位置、大小等信息进行掌握，还要进一步评估分析缺陷的这些特性对被检构件的综合性能指标（例如寿命、强度、稳定性等）的影响程度，最终给出关于综合性指标的某些结论。目前工业发达国家已经处于这一发展阶段。其他国家

无损检测的发展历程

现在无损检测的定义是：物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。主要的检测方法有五种： 1.超声波检测UT（Ultrasonic Testing） 2.射线检测RT（Radiographic Testing） 3.磁粉检测MT（Magnetic Particle Testing） 4.渗透检测PT（Penetrant Testing） 5.目视检查VT（Visual Testing）无损检测技术经历了三个发展阶段，即无损探伤（Nondestructive inspection，NDI）、无损检测（Nondestructive testing，NDT）和无损评（Nondestructive evaluationNDE）。目前一般统称为无损检测（NDT），而不是特指上述的第二阶段。下面跟大家讲讲这3个阶段，各阶段之间也没有绝对的时间分界点，它们之间存在相互继承和发展，每个阶段主要特点如下。 1.无损探伤（NDI）从国际上看，这一技术主要应用于20世纪五六十年代，作为无损检测的初级阶段，其

特点是技术和任务都较为简单。在技术手段上可选择的并不丰富，主要采用超声、射线等技术；在任务上主要是检测试件是否存在缺陷或者异常，其基本任务是在不破坏产品的情况下发现零件或者构件中的缺陷，满足工程需要，其检测结论主要分为有缺陷和无缺陷两类。 2.无损检测（NDT）随着科学技术的不断发展，特别是生产对无损检测技术的需求不断提升，仅仅检测出是否有缺陷显然不能满足人们的实际需求。在无损检测（NDT）这一发展阶段，不仅仅是探测出试件是否含有缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如缺陷的结构、性质、位置等，并试图通过检测掌握更多的信息、对于国际上发达的工业国家，这一阶段大致开始于20世纪70年代末或者80年代初。 3.无损检测评价（NDE）

(完整版)无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案.docx

无损检测超声波试题 (UT 二级 ) 一、是非题 1.1受迫振动的频率等于策动力的频率。√ 1.2波只能在弹性介质中产生和传播。×（应该是机械波） 1.3由于机械波是由机械振动产生的，所以波动频率等于振动频率。√ 1.4由于机械波是由机械振动产生的，所以波长等于振幅。× 1.5传声介质的弹性模量越大，密度越小，声速就越高。√ 1.6材料组织不均匀会影响声速，所以对铸铁材料超声波探伤和测厚必须注意这一问题。√ 1.7一般固体介质中的声速随温度升高而增大。× 1.8 由端角反射率试验结果推断，使用K≥ l.5的探头探测单面焊焊缝根部未焊透缺陷，灵敏度较低，可能造成漏检。√ 1.9超声波扩散衰减的大小与介质无关。√ 1.10超声波的频率越高，传播速度越快。× 1.11介质能传播横波和表面波的必要条件是介质具有切变弹性模量。√ 1.12频率相同的纵波，在水中的波长大于在钢中的波长。× 1.13既然水波能在水面传播，那么超声表面波也能沿液体表面传播。× 1.14因为超声波是由机械振动产生的，所以超声波在介质中的传播速度即为质点的振动速度。× 1.15如材质相同，细钢棒 (直径 <λ=与钢锻件中的声速相同。×（ C细钢棒＝（ E/ρ） ?） 1.16在同种固体材料中，纵、横渡声速之比为常数。√ 1.17水的温度升高时，超声波在水中的传播速度亦随着增加。× 1.18几乎所有的液体（水除外），其声速都随温度的升高而减小。√ 1.19波的叠加原理说明，几列波在同一介质中传播并相遇时，都可以合成一个波继续传播。×1.20介质中形成驻波时，相邻两波节或波腹之间的距离是一个波长。×（应是λ/4；相邻两节点或波腹间的距离为λ/2） 1.21具有一定能量的声束，在铝中要比在钢中传播的更远。√ 1.22 材料中应力会影响超声波传播速度，在拉应力时声速减小，在压应力时声速增大，根据这一特性，可用超声波测量材料的内应力。√ 1.23材料的声阻抗越大，超声波传播时衰减越大。×（成反比） 1.24平面波垂直入射到界面上，入射声压等于透射声压和反射声压之和。× 1.25平面波垂直入射到界面上，入射能量等于透射能量与反射能量之和。√ 1.26超声波的扩散衰减与波型，声程和传声介质、晶粒度有关。× 1.27对同一材料而言，横波的衰减系数比纵波大得多。√ 1.28界面上入射声束的折射角等于反射角。× 1.29当声束以一定角度入射到不同介质的界面上，会发生波形转换。√ 1.30在同一固体材料中，传播纵、横波时声阻抗不一样。√（ Z＝ρ· C） 1.31声阻抗是衡量介质声学特性的重要参数，温度变化对材料的声阻抗无任何影响。× 1.32超声波垂直入射到平界面时，声强反射率与声强透射率之和等于1。√ 1.33超声波垂直入射到异质界面时，界面一侧的总声压等于另一侧的总声压。√ 1.34超声波垂直入射到 Z2>Zl 的界面时，声压透过率大于1，说明界面有增强声压的作用。× 1.35超声波垂直入射到异质界时，声压往复透射率与声强透射率在数值上相等。√ 1.36超声波垂直入射时，界面两侧介质声阻抗差愈小，声压往复透射率愈低。× 1.37当钢中的气隙（如裂纹）厚度一定时，超声波频率增加，反射波高也随着增加。√（声压反射率也随频率增加而增加） 1.38超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的反射角等于折射角。× 1.39超声波倾斜入射到异质界面时，同种波型的折射角总大于入射角。

超声波无损检测报告

这学期我们学习了机械故障诊断基础，学习了无损检测的很多方法和原理，那么什么是无损检测呢？无损检测是在不影响检测对象未来使用功能或现在的运行状态前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理技术仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数的检测技术。常见的有超声波检测焊缝中的裂纹等方法，无损检测技术已经历一个世纪，尽管无损检测技术本身并非一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。超声波无损检测原理当然，无损检测在实际的工业中用途如此广泛，方法也有很多。我主要来谈谈超声波无损检测的一些认识，我们首先必须对超声波的工作原理必须有一定的了解，主要是基于超声波在试件中的传播特性。 a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件； b.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； c.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； d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及内部是否存在缺陷及缺陷的特性。超声波检测的优点： a.适用于金属、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，现场使用较方便。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；

超声波无损检测实例

超声波无损检测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后；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。超声波无损检测的原理图如下：在日常的检测工作中，有一些工件由于表面粗糙、形状特殊等原因，不能用常见的直接接触法来进行超声波检测。对于这类的工件，不妨尝试使用液浸法超声波探伤。液浸探伤相对于直接接触法而言，有如下优势：

1. 当改变被检工件的尺寸或者形状时，不需要特殊的探头或楔块来匹配工件； 2. 可以较简单地连续调整声束入射角，这对形状复杂的结构件的异形表面或新的检测工艺的研究而言都是必须的； 3. 耦合液体可以连续使用； 4. 由于不需要紧密的接触，因此检测速度能够非常快； 5. 直接接触法探伤会因工件的表面形状、表面状况或尺寸的变化而产生比较大的耦合损失，液浸法则不会； 6. 水槽中整个浸没有助于排除表面波，因表面波不规则地增加来自外表面的较小不连续性信号； 7. 水槽提供延迟块以允许非常强的界面信号在弱信号返回到仪器之前就通过放大器。这一点当检测小尺寸管子和薄板时特别能显示出优越性。主要缺点：主要缺点 ①要由有经验的人员谨慎操作,依赖于探伤人员的经验和分析判断，准确性差；②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难。

在液浸探伤法中，水作为一种易获取的耦合剂得到了很好的应用。因此，水浸探伤法是液浸探伤中最常用的一种检测方法。下面通过一个铝压缩机旋转轮水浸探伤实例说明不同缺陷的水浸探伤波形显示： A、伪缺陷显示水浸探伤中，始脉冲（由换能器激发）显示在最左边，接着是工件前表面的反射显示，当换能器沿轴方向移动时，折射声速恰好穿过U形槽的角并且产生伪缺陷波显示。 B、裂纹显示将换能器沿轴向方向向右移动，在遇到裂纹时产生反射，此时屏幕显示波形如下图；