超声波检测的原理

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,反射能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于探伤、测厚、测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。

超声波是一种机械波。超声波有纵波、横波、表面波(瑞利波)、爬波、板波(SH波)、衍射波等类型的波。

超声波的特性

主要是:”方向性好”、“能量高”、“穿透能力强”、“能在界面上产生反射、折射、衍射和波形转换”,详述如下:

1.超声波的方向性好:频率越高,方向性越好,以很窄的波束向介质中辐射,易于确定缺陷的位置。超声波声束能集中在特定的方向上,在介质中沿直线传播,具有良好的指向性。

2.超声波在介质中传播过程中,会发生衰减和散射。

3.超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性,可以获得从缺陷界面反射回来的反射波,从而达到探测缺陷的目的。

超声波在介质中传播时,在不同质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声波波长时,则超声波在缺陷上反射回来,探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时,声波将绕过射线而不能反射;

4.超声波的传播能量大,超声波的能量比声波大得多,如频率为1MHZ(100赫兹)的超生波所传播的能量,相当于振幅相同而频率为1000HZ(赫兹)的声波的100万倍。

5.超声波在固体中的传输损失很小,探测深度大,由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象,尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂,超声波传播到金属与缺陷的界面处时,就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收,通过仪器内部的电路处理,在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件中的深度、位置和形状。

什么是超声波检测

超声波检测(UltrasonicTesting)缩写为UT,也叫超声检测,是五种常规无损检测方法的一种。

无损检测(NondestructiveTesting)缩写为NDT,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检测手段。

无损检测包括射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)等五种检测方法。主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝,也可用于玻璃等其它制品。

射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。射线对人体不利,应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷,适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。

磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测,包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。

渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测,包括荧光和着色渗透检测。

涡流检测适用于管材检测,如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。

磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。

超声波检测的原理

采用一定方法将声源产生的超声波检测发射进入被测工件内部,如果工件中存在缺陷,这个缺陷与工件材料之间形成一个交界面,交界面之间的声阻抗不同,当超声波遇到交界面后就会发生反射,反射回来的超声信号被接收到,通过对接收到的超声信号进行分析,判断工件内部情况。这就是超声波检测的工作原理。

超声波探伤仪的工作原理

仪器示例

最常用的超声波检测仪是超声波探伤仪,比如BSN900系列超声波探伤仪

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