2 超声检测教材课程.ppt

第三讲超声波检测
对应教材内容:
超声波检测方法
超声场检测技术应用
超声检测中使用的超声波探头,其主要部件是用压电材料做的压电晶片,在压电晶片的两表面涂有导电银层作为电极,从而晶片表面上各点部具有相同的电位。
将晶片接于高频电源时,晶片两面便以相同的相位产生拉伸或压缩效应,发射超声波的晶片如活塞作往复运动一样辐射出声能。
圆形压电晶片声场
晶片大小、振动频率和传播介质不同,声场中声压和声能产生不同的分布状况。
圆形活塞声源轴线上的声压是声程x的正弦函数。由于正弦函数最大值为1,所以声压最大值为2p;正弦函数最小值为0,声压最小值也为0。
最后一个声压最大值至声源的距离N称为近场长度。在声场中,称x<N的区域为声源的近场区。在声场中,x>N时的区域为远场区。在远场区,声压随距离增加而减小。
近场区、远场区和指向性
在近场区内,由于声源表面上各点辐射至被考察点的波程差大,所引起的声压振幅差和相位差也大,且它们彼此互相干涉,结果使近场区的声压分布十分复杂,出现很多极大值与极小值,因此在近场区内如有缺陷存在,其反射波极不规则,对缺陷的判断十分困难。
近场区不利于缺陷判断
近场区截面声压分布(黑色部分为波峰)
声场的指向性
在声场中沿中心轴线声压最大,形成声场的主瓣,即主声束。在近场区声压交替出现极大与极小值,形成声束的副瓣。当声源为圆形活塞声源时,用指向角描述主声束宽度(或称半扩散角)。
主付瓣声束
主瓣声束
超声探伤仪以及选择
超声波探伤仪
超声波探伤仪是超声波检测的主体设备,它的作用是产生电振荡并加于换能器——探头,激励探头发射超声波,同时将探头送回的电信号进行放大,通过一定方式显示出来,从而得到被检工件内部有无缺陷及缺陷仪置和大小的信息。
仪器选样
应从被检对象的材质及其缺陷存在的状况考虑。探头的性能是检测工作顺利实施的关键。
超声波分类:按连续性
连续波探伤仪:这种仪器通过探头向工件中发射连续且频率不变的超声波,根据透过工件的超声波强度变化判断工件缺陷及缺陷大小。
这种仪器灵敏度低,不能确定缺陷位置,因而已大多被脉冲波探伤仪所代替。
超声波分类:按缺陷显示方式
A型显示探伤仪:一种波形显示
探伤仪荧光屏的横坐标代表声波的传播时间(或距离),纵坐标代表反射波的幅度,由反射波的位置确定缺陷位置,由反射波的幅度确定缺陷大小。
B型显示探伤仪一种图像显示
探伤仪荧光屏的横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹,纵坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间(或距离),因而可直观地显示出被检工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。