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山西快乐十分如何中奖:淺談超聲波探傷儀的應用

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發布人:奔普儀器   瀏覽   次【字號 】 發布時間:2012年8月16日 打印本頁
淺談超聲波探傷儀的應用
使用超聲檢測的方法來檢測的儀器稱之為超聲波探傷儀。它的原理是:超聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響,通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結構變化的技術稱為超聲檢測。超聲檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處,并由一截面進入另一截面時,在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法,當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部,遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波來,在熒光屏上形成脈沖波形,根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。
利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播的影響來檢驗材料內部缺陷的無損檢驗方法。現在廣泛采用的是觀測聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法,此外還有觀測穿過材料后的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.5~5MHz之間。
常用的檢驗儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據儀器示波屏上反射信號的有無、反射信號和入射信號的時間間隔、反射信號的高度,可確定反射面的有無、其所在位置及相對大小。儀器的基本結構和原理見圖1。
超聲波在介質中傳播時有多種波型,檢驗中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點、分層等缺陷;用橫波可探測管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷;用表面波可探測形狀簡單的制件上的表面缺陷;用板波可探測薄板中的缺陷。
在A型探傷儀的基礎上發展而成的 B型、C型探傷儀,可得到不同方向反射面的信號,也可將B型、C型顯示組合以得到材料的內部反射面的三維顯示圖。
上述各種探傷儀均利用脈沖電信號激勵壓電換能器發射超聲波,但也可用渦流聲換能器來檢驗導電材料。這種換能器的換能過程在被探傷件表面進行,無須與材料接觸,也不需要耦合劑,就可檢驗表面粗糙和溫度高至500℃以上的金屬材料,在冶金工業中應用較多。
超聲波在材料中傳播,由于吸收和散射等,強度會衰減,因此測量在諸如真空自耗爐中熔煉的合金材料中的衰減,有可能無損地了解材料組織均勻性的情況。
脈沖反射式超聲波法同其他無損檢驗方法相比
主要優點是:
①穿透能力強,探測深度可達數米;
②靈敏度高,可發現與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當的反射體;
③在確定內部反射體的位向、大小、形狀及性質等方面較為準確;
④僅須從一面接近被檢驗的物體;
⑤可立即提供缺陷檢驗結果;
⑥操作安全,設備輕便。
主要缺點是:
①要由有經驗的人員謹慎操作;
②對粗糙、形狀不規則、小、薄或非均質材料難以檢查;
③對所發現缺陷作十分準確的定性、定量表征仍有困難。
1、超聲波探傷的基本原理是什么? 
答:  超聲波探傷儀的種類繁多,但在實際的探傷過程,脈沖反射式超聲波探傷儀應用的最為廣泛。一般在均勻的材料中,缺陷的存在將造成材料的不連續,這種不連續往往又造成聲阻抗的不一致,由反射定理我們知道,超聲波在兩種不同聲阻抗的介質的交界面上將會發生反射,反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據這個原理設計的。
   目前便攜式的脈沖反射式超聲波探傷儀大部分是A掃描方式的,所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是超聲波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離,縱坐標是超聲波反射波的幅值。譬如,在一個鋼工件中存在一個缺陷,由于這個缺陷的存在,造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質之間的交界面,交界面之間的聲阻抗不同,當發射的超聲波遇到這個界面之后,就會發生反射(見圖1 ),反射回來的能量又被探頭接受到,在顯示屏幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形,橫坐標的這個位置就是缺陷在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同,反映了缺陷的性質。
2、超聲波探傷與X射線探傷相比較有何優的缺點? 
答:超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高,對人體無害等優點;缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性;超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗。
3、超聲波探傷的主要特性有哪些? 
答:(1)超聲波在介質中傳播時,在不同質界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長時,則超聲波在缺陷上反射回來,探傷儀可將反射波顯示出來;如缺陷的尺寸甚至小于波長時,聲波將繞過射線而不能反射; 
(2)波聲的方向性好,頻率越高,方向性越好,以很窄的波束向介質中輻射,易于確定缺陷的位置.
(3)超聲波的傳播能量大,如頻率為1MHZ(100赫茲)的超生波所傳播的能量,相當于振幅相同而頻率為1000HZ(赫茲)的聲波的100萬倍。
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