1、1第三章 超聲波檢測(cè)2超聲波檢測(cè)超聲波檢測(cè) 利用超聲波在材料中傳播特性，對(duì)工件內(nèi)部質(zhì)利用超聲波在材料中傳播特性，對(duì)工件內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)；超聲波在均勻介質(zhì)中將直線傳播，當(dāng)量進(jìn)行檢測(cè)；超聲波在均勻介質(zhì)中將直線傳播，當(dāng)遇到異種介質(zhì)超聲波將發(fā)生遇到異種介質(zhì)超聲波將發(fā)生反射、折射、透射反射、折射、透射或發(fā)或發(fā)生波型轉(zhuǎn)換等，利用這些波到達(dá)超探儀接收到的信生波型轉(zhuǎn)換等，利用這些波到達(dá)超探儀接收到的信號(hào)來(lái)判斷工件質(zhì)量狀況這就是超聲波檢測(cè)。號(hào)來(lái)判斷工件質(zhì)量狀況這就是超聲波檢測(cè)。 3 超聲波檢測(cè)主要用于探測(cè)試件的內(nèi)部缺陷，它超聲波檢測(cè)主要用于探測(cè)試件的內(nèi)部缺陷，它的應(yīng)用十分廣泛。所謂超聲波是指超過人耳聽覺，的應(yīng)用

2、十分廣泛。所謂超聲波是指超過人耳聽覺，頻率頻率大于大于2020千赫茲千赫茲的聲波。用于檢測(cè)的超聲波，的聲波。用于檢測(cè)的超聲波，頻率為頻率為0.40.42525兆赫茲，其中用得最多的是兆赫茲，其中用得最多的是1 15 5兆兆赫茲。赫茲。在金屬的探測(cè)中用的是高頻率的超聲波。這是因?yàn)椋涸诮饘俚奶綔y(cè)中用的是高頻率的超聲波。這是因?yàn)椋? 1、超聲波的指向性好，能形成窄的波束；、超聲波的指向性好，能形成窄的波束；2 2、波長(zhǎng)短，小的缺陷也能夠較好地反射；、波長(zhǎng)短，小的缺陷也能夠較好地反射；3 3、距離的分辨力好，缺陷的分辨率高。、距離的分辨力好，缺陷的分辨率高。 超聲波探傷方法很多，目前用得最多的是脈沖超

3、聲波探傷方法很多，目前用得最多的是脈沖反射法。反射法。41 1、超聲波的發(fā)生及其性質(zhì)、超聲波的發(fā)生及其性質(zhì)1 1）超聲波的發(fā)生和接收：超聲波是一種高頻機(jī)械波。）超聲波的發(fā)生和接收：超聲波是一種高頻機(jī)械波。發(fā)生超聲波探傷用的高頻超聲波用的是發(fā)生超聲波探傷用的高頻超聲波用的是壓電壓電換能器。壓換能器。壓電材料主要采用石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛和硫酸鋰等。電材料主要采用石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛和硫酸鋰等。主要是它們具有主要是它們具有壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)，可以將電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振，可以將電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，也能將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電振動(dòng)。動(dòng)，也能將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電振動(dòng)。 5、壓電效應(yīng)、壓電效應(yīng)）正壓電效應(yīng)正壓電效

4、應(yīng)晶體材料在外力拉壓作用下，晶體材料在外力拉壓作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)。）負(fù)壓電效應(yīng)）負(fù)壓電效應(yīng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為負(fù)產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為負(fù)壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)。a)石英晶體石英晶體b)正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)c)負(fù)壓電效應(yīng)負(fù)壓電效應(yīng)6 要使壓電材料產(chǎn)生超聲波，將它切成能在一定要使壓電材料產(chǎn)生超聲波，將它切成能在一定頻率下共振的晶片，當(dāng)高頻電壓加到晶片的兩個(gè)電頻率下共振的晶片，當(dāng)高頻電壓加到晶片的兩個(gè)電極上時(shí)，晶片就在厚度方向產(chǎn)生伸縮（振動(dòng)），這極上時(shí)，晶片就在厚度方向產(chǎn)生伸縮（振動(dòng)），這樣就把

5、電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)了。其發(fā)生的超聲波樣就把電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)了。其發(fā)生的超聲波可傳播到被檢物體中去?？蓚鞑サ奖粰z物體中去。 反之，將高頻機(jī)械振動(dòng)傳到晶片上時(shí)，晶片就反之，將高頻機(jī)械振動(dòng)傳到晶片上時(shí)，晶片就被振動(dòng)，在晶片兩電極之間就產(chǎn)生頻率與超聲波相被振動(dòng)，在晶片兩電極之間就產(chǎn)生頻率與超聲波相等、強(qiáng)度與超聲波成正比的高頻電壓，這個(gè)高頻電等、強(qiáng)度與超聲波成正比的高頻電壓，這個(gè)高頻電壓經(jīng)放大、檢波、顯示在示波屏上。這就是超聲波壓經(jīng)放大、檢波、顯示在示波屏上。這就是超聲波的接收。的接收。 通常在超聲波探傷中只使用一個(gè)晶片，這個(gè)晶通常在超聲波探傷中只使用一個(gè)晶片，這個(gè)晶片既作發(fā)射又作接收。片既作發(fā)射

6、又作接收。72 2）超聲波的種類：）超聲波的種類： 超聲波在介質(zhì)中傳播有不同的方式，波形不同，超聲波在介質(zhì)中傳播有不同的方式，波形不同，其振動(dòng)其振動(dòng) 方式不同，傳播速度也不同。方式不同，傳播速度也不同。 根據(jù)波動(dòng)傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相對(duì)于根據(jù)波動(dòng)傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相對(duì)于波的傳播方向的不同，可將波動(dòng)分為波的傳播方向的不同，可將波動(dòng)分為縱波、橫波、縱波、橫波、表面波和板波表面波和板波等。等。8A A、縱波：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向、縱波：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相互相平行平行的波。凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都的波。凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。能傳播縱

7、波。9B B、橫波：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直、橫波：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直的波。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生切變形的波。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生切變形變，從而形成橫波。橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液變，從而形成橫波。橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。體和氣體介質(zhì)中傳播。10D D、板波：在板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?。按質(zhì)點(diǎn)的、板波：在板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑サ牟?。按質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向不同分為振動(dòng)方向不同分為SHSH波和蘭姆波。波和蘭姆波。C C、表面波：當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)、表面波：

8、當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟ā？梢砸暈榭v波與橫波的合成。只能在固體介表面?zhèn)鞑サ牟?。可以視為縱波與橫波的合成。只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。11 在超聲波探傷中，通常用在超聲波探傷中，通常用直探頭直探頭來(lái)產(chǎn)生縱波，縱來(lái)產(chǎn)生縱波，縱波是向探頭接觸面相垂直的方向傳播。橫波通常是用波是向探頭接觸面相垂直的方向傳播。橫波通常是用斜探頭來(lái)發(fā)生的，斜探頭是將晶片貼在有機(jī)玻璃制的斜探頭來(lái)發(fā)生的，斜探頭是將晶片貼在有機(jī)玻璃制的斜楔上，晶片振動(dòng)發(fā)生的縱波在斜楔中前進(jìn)，在探傷斜楔上，晶片振動(dòng)發(fā)生的縱波在斜楔中前進(jìn)，在探傷面上發(fā)生折射，

9、聲波斜射入被檢物中。通常折射縱波面上發(fā)生折射，聲波斜射入被檢物中。通常折射縱波反射不進(jìn)入被檢物，只有折射橫波傳入被檢物中。反射不進(jìn)入被檢物，只有折射橫波傳入被檢物中。3 3） 探頭：探頭：12探頭的種類和結(jié)構(gòu)探頭的種類和結(jié)構(gòu)1) 1) 直探頭（縱波探頭）直探頭（縱波探頭）接口接口外殼外殼電纜線電纜線阻尼塊阻尼塊壓電晶片壓電晶片保護(hù)膜保護(hù)膜直探頭用于發(fā)射和接直探頭用于發(fā)射和接收縱波故又稱縱波探收縱波故又稱縱波探頭。主要用于探測(cè)與頭。主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷。探測(cè)面平行的缺陷。如板材鍛件探傷等。如板材鍛件探傷等。132) 2) 斜探頭斜探頭接口接口外殼外殼電纜線電纜線阻尼塊阻尼塊壓電晶片壓電

10、晶片斜楔斜楔斜探頭可分為縱波斜探頭（斜探頭可分為縱波斜探頭（aLa1）,橫波斜探頭橫波斜探頭（aL=a1aII）和表面波探頭）和表面波探頭(aLaII)橫波斜探頭是利用橫波探傷，主要是用于檢測(cè)與探測(cè)面垂橫波斜探頭是利用橫波探傷，主要是用于檢測(cè)與探測(cè)面垂直或成一定角度的缺陷，如焊接汽輪機(jī)葉輪等。直或成一定角度的缺陷，如焊接汽輪機(jī)葉輪等。表面波探頭當(dāng)入射角大于第二臨界角在工件中產(chǎn)生表面波，表面波探頭當(dāng)入射角大于第二臨界角在工件中產(chǎn)生表面波，主要檢測(cè)工件表面缺陷主要檢測(cè)工件表面缺陷吸聲材料吸聲材料143) 3) 雙晶探頭（分割探頭）雙晶探頭（分割探頭）接口接口外殼外殼電纜線電纜線阻尼塊阻尼塊壓電晶片

11、壓電晶片延時(shí)塊延時(shí)塊隔聲層隔聲層探傷區(qū)探傷區(qū)雙晶探頭有兩塊壓電晶片，雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于一塊用于發(fā)射聲波，一塊用于接收聲發(fā)射聲波，一塊用于接收聲波。根據(jù)波。根據(jù)入射角不同分為縱波雙晶探入射角不同分為縱波雙晶探頭和橫波頭和橫波雙晶探頭。雙晶探頭。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）靈敏度高）靈敏度高（2）雜波少盲區(qū)?。╇s波少盲區(qū)?。?）工件中近場(chǎng)區(qū)小）工件中近場(chǎng)區(qū)?。?）探測(cè)范圍可調(diào)）探測(cè)范圍可調(diào)雙晶探頭主要用于檢測(cè)近表雙晶探頭主要用于檢測(cè)近表面缺陷。面缺陷。根椐工件因選擇合適的工作根椐工件因選擇合適的工作頻率、晶片尺寸和探測(cè)深度。頻率、晶片尺寸和探測(cè)深度。153) 3) 聚焦探頭聚焦探頭探傷區(qū)探傷區(qū)

12、接口接口外殼外殼電纜線電纜線阻尼塊阻尼塊壓電晶片壓電晶片斜楔斜楔吸聲材料吸聲材料聲透鏡聲透鏡聚焦區(qū)聚焦區(qū)聚焦探頭分為點(diǎn)聚焦和線聚焦。點(diǎn)聚焦理想焦點(diǎn)為一點(diǎn)，其聲透鏡為聚焦探頭分為點(diǎn)聚焦和線聚焦。點(diǎn)聚焦理想焦點(diǎn)為一點(diǎn)，其聲透鏡為球面；線聚焦理想焦點(diǎn)為一條線，其聲透鏡為柱面。球面；線聚焦理想焦點(diǎn)為一條線，其聲透鏡為柱面。16) ) 可變角探頭可變角探頭可變角探頭入射角可變，轉(zhuǎn)動(dòng)壓電晶片可使入射角連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)縱波、可變角探頭入射角可變，轉(zhuǎn)動(dòng)壓電晶片可使入射角連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)縱波、橫波、表面波和板波探傷。橫波、表面波和板波探傷。角度標(biāo)尺角度標(biāo)尺接口接口外殼外殼壓電晶片壓電晶片旋轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)桿耦合劑耦

13、合劑保護(hù)膜保護(hù)膜17探頭型號(hào)和規(guī)格探頭型號(hào)和規(guī)格1) 1) 探頭的標(biāo)識(shí)探頭的標(biāo)識(shí)探頭的型號(hào)標(biāo)識(shí)由以下幾部分組成：探頭的型號(hào)標(biāo)識(shí)由以下幾部分組成：基本頻率基本頻率晶片材料晶片材料晶片尺寸晶片尺寸探頭種類探頭種類特征特征基本頻率：探頭的發(fā)射頻率，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為基本頻率：探頭的發(fā)射頻率，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為晶片材料：用化學(xué)元素縮寫符號(hào)表示晶片材料：用化學(xué)元素縮寫符號(hào)表示晶片尺寸：壓電晶片的大小，圓形晶片用直徑表示，矩形用長(zhǎng)乘寬表示，單位晶片尺寸：壓電晶片的大小，圓形晶片用直徑表示，矩形用長(zhǎng)乘寬表示，單位mm探頭種類：漢語(yǔ)拼音縮寫字母代表示探頭種類：漢語(yǔ)拼音縮寫字母代表示探頭特征：漢語(yǔ)拼

14、音縮寫字母代表示探頭特征：漢語(yǔ)拼音縮寫字母代表示) ) 舉例舉例2.5 P 13 X13 K 25 B 14 ZK值為值為K值斜探頭值斜探頭矩形晶片矩形晶片13X13mm鋯鈦酸鉛陶瓷鋯鈦酸鉛陶瓷頻率頻率2.5MHz2.5 P 13 X13 K 2直探頭直探頭圓形晶片直徑為圓形晶片直徑為14mm鈦酸鋇陶瓷鈦酸鋇陶瓷頻率頻率2.5MHz184 4） 波長(zhǎng)：波在一個(gè)周期內(nèi)或者說質(zhì)點(diǎn)完成一次振波長(zhǎng)：波在一個(gè)周期內(nèi)或者說質(zhì)點(diǎn)完成一次振動(dòng)所經(jīng)過的路程稱為波長(zhǎng)。用動(dòng)所經(jīng)過的路程稱為波長(zhǎng)。用表示，根據(jù)頻率表示，根據(jù)頻率f f和波速和波速C C的定義，三者有下列關(guān)系：的定義，三者有下列關(guān)系： C=fC=f195

15、 5）超聲場(chǎng)及其特征量：充滿超聲波的空）超聲場(chǎng)及其特征量：充滿超聲波的空間叫做超聲場(chǎng)，描述超聲場(chǎng)的特征量有間叫做超聲場(chǎng)，描述超聲場(chǎng)的特征量有聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗。聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗。206 6）界面的反射和透射：）界面的反射和透射：垂直入射時(shí)的反射和透射：當(dāng)超聲波垂直地傳到界垂直入射時(shí)的反射和透射：當(dāng)超聲波垂直地傳到界面上時(shí)，一部分超聲波被反射，而剩余的部分就穿面上時(shí)，一部分超聲波被反射，而剩余的部分就穿透過去，稱為透射透過去，稱為透射. .21 例如當(dāng)鋼中的超聲波傳到底面遇到空氣界面時(shí)，例如當(dāng)鋼中的超聲波傳到底面遇到空氣界面時(shí)，由于空氣與鋼的聲速和密度相差很大，超聲波在界由于空氣與鋼的聲速和密

16、度相差很大，超聲波在界面上接近面上接近100%100%地反射，幾乎完全不會(huì)傳到空氣中地反射，幾乎完全不會(huì)傳到空氣中（只傳約（只傳約0.002%0.002%），而鋼同水接觸時(shí)，則有），而鋼同水接觸時(shí)，則有88%88%的的聲能被反射，有聲能被反射，有12%12%的聲能穿透進(jìn)入水中。通過超的聲能穿透進(jìn)入水中。通過超聲波在界面上反射和透射特性得知，如果探頭與被聲波在界面上反射和透射特性得知，如果探頭與被檢物之間有空氣時(shí)，超聲波因在界面上全部被反射檢物之間有空氣時(shí)，超聲波因在界面上全部被反射而不能進(jìn)入工件，這就是為什么在而不能進(jìn)入工件，這就是為什么在 探傷時(shí)，必須探傷時(shí)，必須在探頭與工件之間涂機(jī)油或甘油

17、等在探頭與工件之間涂機(jī)油或甘油等耦合劑耦合劑的原因。的原因。22B B、斜射時(shí)的反射和折射：當(dāng)超聲波斜射到界面上、斜射時(shí)的反射和折射：當(dāng)超聲波斜射到界面上時(shí)，在界面上會(huì)產(chǎn)生反射和折射。假如介質(zhì)為液體、時(shí)，在界面上會(huì)產(chǎn)生反射和折射。假如介質(zhì)為液體、氣體時(shí)，反射波和折射波只有縱波。氣體時(shí)，反射波和折射波只有縱波。當(dāng)斜探頭接觸鋼件時(shí)，因?yàn)閮烧叨际枪腆w，所以反射波和折射波都存在縱波和橫波。此時(shí)，反射角和折射角是由兩種介質(zhì)中的聲速來(lái)決定。折射角的計(jì)算公式為： sini1/C1=sinL/CL2=sinS/Cs2式中i1入射角；C1入射波聲速；L 縱波折射角；CL2第二介質(zhì)的縱波聲速；S 橫波折射角；Cs

18、2第二介質(zhì)的橫波聲速。23用斜探頭時(shí)，從晶片發(fā)出的縱波傳入斜楔后，斜射到探傷面上，如果傳入第二介質(zhì)中同時(shí)存在縱波和橫波時(shí)，對(duì)判別會(huì)發(fā)生困難。入射角的角度大于第一臨界角（就是使縱波全部反射，而不進(jìn)入第二介質(zhì)），使被檢物中只有橫波射入。當(dāng)入射角大于第二臨界角時(shí)，第二介質(zhì)中的折射橫波也將不存在，波將沿工件表面?zhèn)鞑?。這就要求縱波的入射角必須在第一臨界角與第二臨界角之間。如斜楔采用有機(jī)玻璃（縱波聲速為2.73103米/秒），被檢材料為鋼（縱波聲速為5.9103米/秒），則第一臨界角1=2736，第二臨界角2=5748。實(shí)際用的折射角范圍為3880。折射角大小也可以用其正切值表示，稱為K值，例如折射角45

19、的探頭K值為1，K2就是折射角為63.4的探頭。247 7）指向性：）指向性：A A、聲波的指向性：聲束集中向一個(gè)方向輻射的性質(zhì)，、聲波的指向性：聲束集中向一個(gè)方向輻射的性質(zhì)，叫做聲波的指向性。探傷采用高頻超聲波，其理由叫做聲波的指向性。探傷采用高頻超聲波，其理由之一就是希望它具有指向性，才便于超聲波探傷發(fā)之一就是希望它具有指向性，才便于超聲波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷，確定缺陷位置?，F(xiàn)缺陷，確定缺陷位置。 b晶片a0如圖 聲束的指向性25 晶片發(fā)出的超聲波，其方向在某一個(gè)范圍內(nèi)，晶片發(fā)出的超聲波，其方向在某一個(gè)范圍內(nèi)，聲束是不擴(kuò)散的，可是，發(fā)射到一定程度時(shí)，由于聲束是不擴(kuò)散的，可是，發(fā)射到一定程度時(shí)，由于

20、晶片的制約力減弱，聲束就擴(kuò)散了。晶片的制約力減弱，聲束就擴(kuò)散了。B B、指向角：超聲波探頭的聲場(chǎng)中，在一定角度、指向角：超聲波探頭的聲場(chǎng)中，在一定角度中包含了大部分的超聲波能量，這個(gè)角度就叫做指中包含了大部分的超聲波能量，這個(gè)角度就叫做指向角（或叫半擴(kuò)散角）。指向角向角（或叫半擴(kuò)散角）。指向角00與超聲波波長(zhǎng)與超聲波波長(zhǎng)，晶片直徑，晶片直徑D D的關(guān)系為：的關(guān)系為： 0=arcsin(1.12/D)0=arcsin(1.12/D)頻率愈高（波長(zhǎng)愈短），晶片愈大，則指向角就愈頻率愈高（波長(zhǎng)愈短），晶片愈大，則指向角就愈小。小。b晶片a0如圖 聲束的指向性268 8）近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)：）近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)

21、區(qū)： 在超聲波探頭的聲場(chǎng)中，按聲壓變化規(guī)律分為近場(chǎng)區(qū)在超聲波探頭的聲場(chǎng)中，按聲壓變化規(guī)律分為近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。在近場(chǎng)區(qū)內(nèi)，由于波的干涉效應(yīng)使某些地方聲和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。在近場(chǎng)區(qū)內(nèi)，由于波的干涉效應(yīng)使某些地方聲壓相互干涉而加強(qiáng)，另一些地方相互干涉而減弱，其結(jié)果壓相互干涉而加強(qiáng)，另一些地方相互干涉而減弱，其結(jié)果是聲壓起伏變化很大，出現(xiàn)許多個(gè)聲壓極大和極小點(diǎn)。在是聲壓起伏變化很大，出現(xiàn)許多個(gè)聲壓極大和極小點(diǎn)。在聲束軸線上最后一個(gè)聲壓極大值至聲源的距離稱為近場(chǎng)長(zhǎng)聲束軸線上最后一個(gè)聲壓極大值至聲源的距離稱為近場(chǎng)長(zhǎng)度，用度，用N N表示。表示。N N值大小與晶片直徑值大小與晶片直徑D D以及波長(zhǎng)有關(guān)：以及波長(zhǎng)有關(guān)：

22、 ND2/4ND2/427 近場(chǎng)區(qū)內(nèi)探測(cè)缺陷在定量上會(huì)出現(xiàn)誤差，近場(chǎng)區(qū)內(nèi)探測(cè)缺陷在定量上會(huì)出現(xiàn)誤差，聲壓極大值處即使小缺陷的回波也可能較高，而聲壓極大值處即使小缺陷的回波也可能較高，而聲壓極小值處，有可能發(fā)生較大缺陷的回波較低聲壓極小值處，有可能發(fā)生較大缺陷的回波較低的情況。因此要避免在近場(chǎng)區(qū)對(duì)缺陷定量。的情況。因此要避免在近場(chǎng)區(qū)對(duì)缺陷定量。 聲場(chǎng)中近場(chǎng)區(qū)以外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，遠(yuǎn)聲場(chǎng)中近場(chǎng)區(qū)以外的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)聲束軸線上的聲壓隨距離的增大而降低。場(chǎng)區(qū)內(nèi)聲束軸線上的聲壓隨距離的增大而降低。282 2、超聲波檢測(cè)的原理：、超聲波檢測(cè)的原理：超聲波檢測(cè)可以分為超聲波探傷和超聲波測(cè)厚，超聲波

23、檢測(cè)可以分為超聲波探傷和超聲波測(cè)厚，以及超聲波測(cè)晶粒度、測(cè)應(yīng)力等。在超聲波探傷以及超聲波測(cè)晶粒度、測(cè)應(yīng)力等。在超聲波探傷中，有根據(jù)缺陷的回波和底面的回波進(jìn)行判斷的中，有根據(jù)缺陷的回波和底面的回波進(jìn)行判斷的脈沖反射法；有根據(jù)缺陷的陰影來(lái)判斷缺陷情況脈沖反射法；有根據(jù)缺陷的陰影來(lái)判斷缺陷情況的穿透法；還有由被檢物產(chǎn)生駐波來(lái)判斷缺陷情的穿透法；還有由被檢物產(chǎn)生駐波來(lái)判斷缺陷情況或者判斷板厚的共振法。目前用得最多的方法況或者判斷板厚的共振法。目前用得最多的方法是脈沖反射法。脈沖反射法在垂直探傷時(shí)用縱波，是脈沖反射法。脈沖反射法在垂直探傷時(shí)用縱波，在斜入射探傷時(shí)用橫波。把超聲波射入被檢物的在斜入射探傷時(shí)

24、用橫波。把超聲波射入被檢物的一面，然后在同一面接收從缺陷處反射回來(lái)的回一面，然后在同一面接收從缺陷處反射回來(lái)的回波，根據(jù)回波情況來(lái)判斷缺陷的情況。波，根據(jù)回波情況來(lái)判斷缺陷的情況。29 超聲波的垂直入射縱波探傷和傾斜入射的橫波探傷是超聲波的垂直入射縱波探傷和傾斜入射的橫波探傷是超聲波探傷中兩種主要探傷方法。兩種方法各有用途互超聲波探傷中兩種主要探傷方法。兩種方法各有用途互為補(bǔ)充，為補(bǔ)充，縱波探傷主要能發(fā)現(xiàn)與探測(cè)面平行或稍有傾斜縱波探傷主要能發(fā)現(xiàn)與探測(cè)面平行或稍有傾斜的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷。而傾斜入的缺陷，主要用于鋼板、鍛件、鑄件的探傷。而傾斜入射的橫波探傷，主要能發(fā)現(xiàn)垂直于探傷

25、面或傾斜較大的射的橫波探傷，主要能發(fā)現(xiàn)垂直于探傷面或傾斜較大的缺陷，主要用于焊縫的探傷。缺陷，主要用于焊縫的探傷。303 3、試塊、試塊 1 1）用途：在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，常常采用與已知）用途：在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，常常采用與已知量相比較的方法來(lái)確定被檢物的狀況。超聲波探傷量相比較的方法來(lái)確定被檢物的狀況。超聲波探傷中是以試塊作為比較的依據(jù)。試塊上有各種已知的中是以試塊作為比較的依據(jù)。試塊上有各種已知的特征，例如特定的尺寸，規(guī)定的人工缺陷某一尺寸特征，例如特定的尺寸，規(guī)定的人工缺陷某一尺寸的平底孔、橫通孔、凹槽等。用試塊作為調(diào)節(jié)儀器、的平底孔、橫通孔、凹槽等。用試塊作為調(diào)節(jié)儀器、定量缺陷的參考依據(jù)，

26、是超聲波探傷的一個(gè)特點(diǎn)。定量缺陷的參考依據(jù)，是超聲波探傷的一個(gè)特點(diǎn)。超聲波探傷技術(shù)的發(fā)展，一直與試塊的研制、使用超聲波探傷技術(shù)的發(fā)展，一直與試塊的研制、使用分不開的。分不開的。31 試塊在超聲波探傷中的用途主要有三方面：試塊在超聲波探傷中的用途主要有三方面：A A、確定合適的探傷方法。在超聲波探傷中，可以、確定合適的探傷方法。在超聲波探傷中，可以應(yīng)用在某個(gè)部位有某種人工缺陷的試塊來(lái)摸索探應(yīng)用在某個(gè)部位有某種人工缺陷的試塊來(lái)摸索探傷方法。在這種試塊上摸索到的探傷規(guī)律和方法，傷方法。在這種試塊上摸索到的探傷規(guī)律和方法，可應(yīng)用到與試塊同材質(zhì)、同形式、同尺寸的工件可應(yīng)用到與試塊同材質(zhì)、同形式、同尺寸的

27、工件探傷中去。探傷中去。32B B、確定探傷靈敏度和評(píng)價(jià)缺陷大小。對(duì)于不同種類、確定探傷靈敏度和評(píng)價(jià)缺陷大小。對(duì)于不同種類、不同厚度、不同要求的工件，需要不同的探傷靈敏度。不同厚度、不同要求的工件，需要不同的探傷靈敏度。為了確定探傷時(shí)的靈敏度，就需要帶各種人工缺陷的為了確定探傷時(shí)的靈敏度，就需要帶各種人工缺陷的試塊，用人工缺陷的波高來(lái)表示探傷靈敏度，是試塊試塊，用人工缺陷的波高來(lái)表示探傷靈敏度，是試塊常用的一種方法。為了評(píng)價(jià)工件中某一深度處的缺陷常用的一種方法。為了評(píng)價(jià)工件中某一深度處的缺陷大小，用試塊中同一深度各種尺寸的人工缺陷與之比大小，用試塊中同一深度各種尺寸的人工缺陷與之比較，這就是探

28、傷中應(yīng)用的缺陷當(dāng)量法。較，這就是探傷中應(yīng)用的缺陷當(dāng)量法。C C、校驗(yàn)儀器和測(cè)試探頭性能。通過試塊可以測(cè)試儀器、校驗(yàn)儀器和測(cè)試探頭性能。通過試塊可以測(cè)試儀器或探頭的性能，以及儀器和探頭連接在一起的系統(tǒng)綜或探頭的性能，以及儀器和探頭連接在一起的系統(tǒng)綜合性能。合性能。333 3）試塊的種類：根據(jù)試塊的用途，可分為三大類：）試塊的種類：根據(jù)試塊的用途，可分為三大類：A A、調(diào)節(jié)儀器及測(cè)試探頭的試塊。如圖、調(diào)節(jié)儀器及測(cè)試探頭的試塊。如圖B B、縱波探傷用試塊，人工缺陷為平底孔。、縱波探傷用試塊，人工缺陷為平底孔。C C、橫波探傷用試塊。如圖、橫波探傷用試塊。如圖34試塊的種類和結(jié)構(gòu)試塊的種類和結(jié)構(gòu)1)

29、IIW1) IIW試塊試塊T R 2RIIW試塊是試塊是國(guó)際焊接學(xué)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)試塊，會(huì)標(biāo)準(zhǔn)試塊，該試塊是荷該試塊是荷蘭代表首先蘭代表首先提出來(lái)的，提出來(lái)的，故又稱荷蘭故又稱荷蘭試塊，因形試塊，因形狀似船形又狀似船形又稱船形試塊。稱船形試塊。352) IIW22) IIW2試塊試塊( (牛角試塊牛角試塊) )T 25 100 T 25 50 75 100中心不開槽中心開槽中心不開槽中心開槽IIW2試塊也試塊也是國(guó)際焊接學(xué)是國(guó)際焊接學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)試塊，會(huì)標(biāo)準(zhǔn)試塊，由于外形像牛由于外形像牛角，故俗稱牛角，故俗稱牛角試塊。與角試塊。與IIW試塊相試塊相比比IIW2試塊試塊體積小重量輕，體積小重量輕，形狀

30、簡(jiǎn)單，易形狀簡(jiǎn)單，易加工，便攜帶，加工，便攜帶，但功能較但功能較IIW試塊要試塊要少。少。363) 3) 半圓試塊半圓試塊 R3RT半圓試塊是一種便于攜帶的半圓試塊是一種便于攜帶的調(diào)校型試塊，材質(zhì)與調(diào)校型試塊，材質(zhì)與IIW試塊相同，分中心開切口槽試塊相同，分中心開切口槽與不開槽兩種。與不開槽兩種。374) CSK-IA4) CSK-IA試塊試塊 R50 R100TCSK-IA試塊是國(guó)試塊是國(guó)內(nèi)自主設(shè)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)試塊，功試塊，功能與能與IIW試塊相同。試塊相同。增加了增加了R50的反的反射面。射面。385) CS-15) CS-1、CS-2CS-2試塊試塊396) CSK-IIIA

31、6) CSK-IIIA 試塊試塊( (參考試塊參考試塊) )404 4、超聲波探傷工藝要點(diǎn)：、超聲波探傷工藝要點(diǎn)：1 1）超聲波探傷的分類：）超聲波探傷的分類：A A、按原理分類：有脈沖反射法、穿透法和共振法、按原理分類：有脈沖反射法、穿透法和共振法三中。目前探傷用得最多的是脈沖反射法。三中。目前探傷用得最多的是脈沖反射法。B B、按顯示方式分類：有、按顯示方式分類：有A A型顯示、型顯示、B B型顯示、型顯示、C C型型顯示等。目前使用最多的是顯示等。目前使用最多的是A A型顯示探傷法。型顯示探傷法。41C C、按探傷波型分類：脈沖反射法大致可分為直射探傷法、按探傷波型分類：脈沖反射法大致可

32、分為直射探傷法（縱波探傷法）、斜射探傷法（橫波探傷法）、表面波（縱波探傷法）、斜射探傷法（橫波探傷法）、表面波探傷法和板波探傷法。用得較多的是縱波和橫波探傷法。探傷法和板波探傷法。用得較多的是縱波和橫波探傷法。D D、按探頭數(shù)目分類：有單探頭法、雙探頭法、多探頭法。、按探頭數(shù)目分類：有單探頭法、雙探頭法、多探頭法。用得最多的是單探頭法。用得最多的是單探頭法。E E、按接觸方法分類：有直接接觸法和水浸法兩種。直接、按接觸方法分類：有直接接觸法和水浸法兩種。直接接觸法的操作要領(lǐng)是，在探頭和工件表面之間要涂布耦接觸法的操作要領(lǐng)是，在探頭和工件表面之間要涂布耦合劑，以消除空隙，讓超聲波能順利地進(jìn)入工件

33、。耦合合劑，以消除空隙，讓超聲波能順利地進(jìn)入工件。耦合劑可以用機(jī)油、水、甘油和水玻璃等。用水浸法時(shí)，探劑可以用機(jī)油、水、甘油和水玻璃等。用水浸法時(shí)，探頭和工件之間介有水層，超聲波通過水層傳播，受表面頭和工件之間介有水層，超聲波通過水層傳播，受表面狀態(tài)影響不大，可以進(jìn)行穩(wěn)定的探傷。狀態(tài)影響不大，可以進(jìn)行穩(wěn)定的探傷。42F F、波形情況、波形情況1）縱波探傷示意圖）縱波探傷示意圖探頭發(fā)射和接收超聲波，發(fā)射探頭發(fā)射和接收超聲波，發(fā)射的超聲波是脈沖波，脈沖超聲的超聲波是脈沖波，脈沖超聲在工件中遇界面反射超聲波，在工件中遇界面反射超聲波，超聲再在探頭中換成電信號(hào)經(jīng)超聲再在探頭中換成電信號(hào)經(jīng)放大后顯示，顯

34、示屏上橫座標(biāo)放大后顯示，顯示屏上橫座標(biāo)表示超聲波在工件中傳播的時(shí)表示超聲波在工件中傳播的時(shí)間，縱座標(biāo)表示反射的超聲波間，縱座標(biāo)表示反射的超聲波聲壓，與反射面積大小對(duì)應(yīng)。聲壓，與反射面積大小對(duì)應(yīng)。432 2、橫波探傷示意圖、橫波探傷示意圖442 2）基本操作：超聲波脈沖反射）基本操作：超聲波脈沖反射A A型顯示探傷操作要點(diǎn)敘型顯示探傷操作要點(diǎn)敘述如下：述如下：A A、探傷時(shí)機(jī)選擇。根據(jù)要達(dá)到的檢測(cè)目的，選擇最適、探傷時(shí)機(jī)選擇。根據(jù)要達(dá)到的檢測(cè)目的，選擇最適當(dāng)?shù)奶絺麜r(shí)機(jī)，例如：為減小晶粒的影響，電渣焊焊縫當(dāng)?shù)奶絺麜r(shí)機(jī)，例如：為減小晶粒的影響，電渣焊焊縫應(yīng)在正火處理后探傷；鍛件在鍛造后可能產(chǎn)生鍛造缺

35、陷，應(yīng)在正火處理后探傷；鍛件在鍛造后可能產(chǎn)生鍛造缺陷，應(yīng)在鍛造全部完成后對(duì)鍛件進(jìn)行探傷。應(yīng)在鍛造全部完成后對(duì)鍛件進(jìn)行探傷。B B、探傷方法選擇。根據(jù)工件情況，選定探傷方法，如：、探傷方法選擇。根據(jù)工件情況，選定探傷方法，如：對(duì)焊縫，選擇單斜探頭接觸法，對(duì)軸類鍛件探傷，選用對(duì)焊縫，選擇單斜探頭接觸法，對(duì)軸類鍛件探傷，選用單探頭垂直探傷法。單探頭垂直探傷法。C C、探傷儀器的選擇。根據(jù)探傷方法及工件情況，選定、探傷儀器的選擇。根據(jù)探傷方法及工件情況，選定能滿足工件探傷要求的探傷儀器進(jìn)行探傷。能滿足工件探傷要求的探傷儀器進(jìn)行探傷。45D D、探傷方向和掃查面的選定。進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，、探傷方向和掃查

36、面的選定。進(jìn)行超聲波探傷時(shí)，探傷方向很重要，探傷方向應(yīng)以能發(fā)現(xiàn)缺陷為準(zhǔn)。探傷方向很重要，探傷方向應(yīng)以能發(fā)現(xiàn)缺陷為準(zhǔn)。應(yīng)以缺陷的種類和方向來(lái)決定，以應(yīng)以缺陷的種類和方向來(lái)決定，以使超聲波波束使超聲波波束垂直射向缺陷上，其反射回波最大。垂直射向缺陷上，其反射回波最大。如：焊縫探傷時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊縫坡口形式和厚度選如：焊縫探傷時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊縫坡口形式和厚度選擇掃查面，從一面兩側(cè)還是兩面四側(cè)探傷？擇掃查面，從一面兩側(cè)還是兩面四側(cè)探傷？E E、頻率的選擇。根據(jù)工件的厚度和材料的晶粒大、頻率的選擇。根據(jù)工件的厚度和材料的晶粒大小，合理的選擇探傷頻率，例如：對(duì)粗晶的探傷，小，合理的選擇探傷頻率，例如：對(duì)粗晶的探傷

37、，不宜選用高頻，因?yàn)楦哳l衰減大，往往達(dá)不到足不宜選用高頻，因?yàn)楦哳l衰減大，往往達(dá)不到足夠的穿透力。夠的穿透力。F F、晶片直徑、折射角的選定。根據(jù)探傷的對(duì)象和、晶片直徑、折射角的選定。根據(jù)探傷的對(duì)象和目的，合理選用晶片尺寸和折射角。目的，合理選用晶片尺寸和折射角。46超聲波探傷儀簡(jiǎn)單介紹（供學(xué)生了解大體情況）超聲波探傷儀簡(jiǎn)單介紹（供學(xué)生了解大體情況）一、一、 超聲波探傷儀的概述超聲波探傷儀的概述、 超聲波探傷儀的作用超聲波探傷儀的作用超聲波探傷儀是超聲波探傷的主體設(shè)備，它的作用超聲波探傷儀是超聲波探傷的主體設(shè)備，它的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（探頭）上，激勵(lì)探頭發(fā)射是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（

38、探頭）上，激勵(lì)探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)將探頭送回的電信號(hào)進(jìn)行放大，通過一定超聲波，同時(shí)將探頭送回的電信號(hào)進(jìn)行放大，通過一定的方式顯示出來(lái)，從而得到被探工件內(nèi)部有無(wú)缺陷及缺的方式顯示出來(lái)，從而得到被探工件內(nèi)部有無(wú)缺陷及缺陷位置大小等信息。陷位置大小等信息。47二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類、按波形特征分類、按波形特征分類i i 脈沖波超聲波探傷儀脈沖波超聲波探傷儀通過探頭向工件周期性的發(fā)射不連續(xù)且頻率不變的超聲波，要據(jù)超聲通過探頭向工件周期性的發(fā)射不連續(xù)且頻率不變的超聲波，要據(jù)超聲波的傳播時(shí)間及幅度判斷工件中的缺陷位置和大小，是目前使用最廣泛波的傳播時(shí)間及幅度判斷工件中的缺陷位置和大

39、小，是目前使用最廣泛的探傷儀。的探傷儀。重復(fù)周期f0=1/t0 標(biāo)稱頻率振幅強(qiáng)度48、按波形特征分類、按波形特征分類ii ii 連續(xù)波超聲波探傷儀連續(xù)波超聲波探傷儀這類儀器是連續(xù)的發(fā)射和接收頻率和振幅都不變的超聲信號(hào)，根據(jù)透這類儀器是連續(xù)的發(fā)射和接收頻率和振幅都不變的超聲信號(hào)，根據(jù)透過工件的超聲波變化判斷工件中有無(wú)缺陷及缺陷大小，這類儀器靈敏度過工件的超聲波變化判斷工件中有無(wú)缺陷及缺陷大小，這類儀器靈敏度低，且不能確定缺陷位置，因而已大多被脈沖波探傷儀所代替。低，且不能確定缺陷位置，因而已大多被脈沖波探傷儀所代替。二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類49、按波形特征分類、按波形特征分

40、類iii iii 調(diào)頻波超聲波探傷儀調(diào)頻波超聲波探傷儀這類儀器通過探頭向工件中發(fā)射連續(xù)的頻率周期性變化的超聲波，這類儀器通過探頭向工件中發(fā)射連續(xù)的頻率周期性變化的超聲波，根據(jù)發(fā)射波與反射波的差頻變化情況判斷工件中有無(wú)缺陷。但只適合檢根據(jù)發(fā)射波與反射波的差頻變化情況判斷工件中有無(wú)缺陷。但只適合檢查與探測(cè)面平行的缺陷，所以也大多被脈沖波探傷儀所代替。查與探測(cè)面平行的缺陷，所以也大多被脈沖波探傷儀所代替。二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類502 2、按缺陷顯示方式分類、按缺陷顯示方式分類i Ai A型顯示超聲探傷儀型顯示超聲探傷儀是目前脈沖反射式超聲波探傷儀最基本的一種顯示方式，在熒光屏

41、上是目前脈沖反射式超聲波探傷儀最基本的一種顯示方式，在熒光屏上以縱座標(biāo)代表反射波的幅度，以橫座標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間，從缺陷波以縱座標(biāo)代表反射波的幅度，以橫座標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間，從缺陷波的幅度和位置來(lái)確定缺陷的大小和存在的位置。的幅度和位置來(lái)確定缺陷的大小和存在的位置。二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類512 2、按缺陷顯示方式分類、按缺陷顯示方式分類ii Bii B型顯示超聲探傷儀型顯示超聲探傷儀以屏幕面代表被檢測(cè)對(duì)旬由探頭移動(dòng)線和聲束決定的截面，縱座標(biāo)代以屏幕面代表被檢測(cè)對(duì)旬由探頭移動(dòng)線和聲束決定的截面，縱座標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間，橫座標(biāo)代表探頭的水平位置，它可以顯示出缺陷在表聲

42、波的傳播時(shí)間，橫座標(biāo)代表探頭的水平位置，它可以顯示出缺陷在縱截面上的二維特征?？v截面上的二維特征。二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類522 2、按缺陷顯示方式分類、按缺陷顯示方式分類iii Ciii C型顯示超聲探傷儀型顯示超聲探傷儀是一種圖像顯示方式，以屏幕代表被檢測(cè)對(duì)象的投影面，這種顯示是一種圖像顯示方式，以屏幕代表被檢測(cè)對(duì)象的投影面，這種顯示方式能給出缺陷的水平投影位置，但不能給出深度。方式能給出缺陷的水平投影位置，但不能給出深度。二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類53二、二、 超聲波探傷儀的分類超聲波探傷儀的分類3 3、按聲波通道分類、按聲波通道分類 單通道探傷

43、儀：這種儀器由一個(gè)或一對(duì)探頭單獨(dú)工作，是目前超聲波探傷中單通道探傷儀：這種儀器由一個(gè)或一對(duì)探頭單獨(dú)工作，是目前超聲波探傷中應(yīng)用最廣泛的儀器。應(yīng)用最廣泛的儀器。 多通道探傷儀：這種儀器由多個(gè)或多對(duì)探頭交替工作，每一通道相當(dāng)于一臺(tái)多通道探傷儀：這種儀器由多個(gè)或多對(duì)探頭交替工作，每一通道相當(dāng)于一臺(tái)單通道探傷儀，適用于自動(dòng)化探傷。單通道探傷儀，適用于自動(dòng)化探傷。 目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。型顯示脈沖反射式探傷儀。54A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理 1 1、儀器電路原理圖、儀器電路

44、原理圖電路圖是把儀器每一部分用一方框來(lái)表示，各方框之間用線條連起來(lái)，電路圖是把儀器每一部分用一方框來(lái)表示，各方框之間用線條連起來(lái)，表示各部分之間的關(guān)系，說明儀器的大致結(jié)構(gòu)和工作原理。表示各部分之間的關(guān)系，說明儀器的大致結(jié)構(gòu)和工作原理。 552儀器主要組成部分的作用儀器主要組成部分的作用同步電路：同步電路又稱觸發(fā)電路，它每秒鐘產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)千個(gè)脈沖，用來(lái)觸同步電路：同步電路又稱觸發(fā)電路，它每秒鐘產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)千個(gè)脈沖，用來(lái)觸發(fā)探傷儀掃描電路、發(fā)射電路等，使之步調(diào)一致、有條不紊地工作。因此，同步電發(fā)探傷儀掃描電路、發(fā)射電路等，使之步調(diào)一致、有條不紊地工作。因此，同步電路是整個(gè)探傷儀的路是整個(gè)探傷儀的“

45、中樞中樞”，同步電路出了故障，整個(gè)探傷儀便無(wú)法工作。，同步電路出了故障，整個(gè)探傷儀便無(wú)法工作。(2) 掃描電路：掃描電路又稱時(shí)基電路，用來(lái)產(chǎn)生鋸齒波電壓，加在示波管水平掃描電路：掃描電路又稱時(shí)基電路，用來(lái)產(chǎn)生鋸齒波電壓，加在示波管水平偏轉(zhuǎn)板上，使示波管熒光屏上的光點(diǎn)沿水平方向作等速移動(dòng)，產(chǎn)生一條水平掃描時(shí)偏轉(zhuǎn)板上，使示波管熒光屏上的光點(diǎn)沿水平方向作等速移動(dòng)，產(chǎn)生一條水平掃描時(shí)基線。探傷儀面板上的深度粗調(diào)、微調(diào)、掃描延遲旋鈕都是掃描電路的控制旋鈕?；€。探傷儀面板上的深度粗調(diào)、微調(diào)、掃描延遲旋鈕都是掃描電路的控制旋鈕。探傷時(shí)，應(yīng)根據(jù)被探工件的探測(cè)深度范圍選擇適當(dāng)?shù)纳疃葯n級(jí)，井配合微調(diào)旋鈕調(diào)探傷時(shí)

46、，應(yīng)根據(jù)被探工件的探測(cè)深度范圍選擇適當(dāng)?shù)纳疃葯n級(jí)，井配合微調(diào)旋鈕調(diào)整，使刻度板水平軸上每一格代表一定的距離。掃描電路的方框圖及其波形見圖。整，使刻度板水平軸上每一格代表一定的距離。掃描電路的方框圖及其波形見圖。A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理 56(3) 發(fā)射電路發(fā)射電路：發(fā)射電路利用閘流管或可控硅的開關(guān)特性，產(chǎn)生幾百伏至上千伏發(fā)射電路利用閘流管或可控硅的開關(guān)特性，產(chǎn)生幾百伏至上千伏的電脈沖。電脈沖加于發(fā)射探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)，使之發(fā)射超聲波，可控硅的電脈沖。電脈沖加于發(fā)射探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)，使之發(fā)射超聲波，可控硅發(fā)射電路的典型電路。如圖所示

47、。發(fā)射電路的典型電路。如圖所示。發(fā)射電路中的電阻Ro稱為阻尼電阻，用發(fā)射強(qiáng)度旋鈕可改變Ro的阻值。阻值大發(fā)射強(qiáng)度高，阻值小發(fā)射強(qiáng)度低，因Ro與探頭并聯(lián)，改變Ro同時(shí)也改變了探頭電阻尼大小，即影響探頭的分辨力。 2儀器主要組成部分的作用儀器主要組成部分的作用A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理 57(4) 接收電路：接收電路由衰減器、射頻放大器、檢波器和視頻放大器等組成。接收電路：接收電路由衰減器、射頻放大器、檢波器和視頻放大器等組成。它將來(lái)自探頭的電信號(hào)進(jìn)行放大、檢波，最后加至示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，井在它將來(lái)自探頭的電信號(hào)進(jìn)行放大、檢波，最后加至示波管

48、的垂直偏轉(zhuǎn)板上，井在熒光屏上顯示。由于接收的電信號(hào)非常微弱，通常只有數(shù)百微伏到數(shù)伏，而示波熒光屏上顯示。由于接收的電信號(hào)非常微弱，通常只有數(shù)百微伏到數(shù)伏，而示波管全調(diào)制所需電壓要幾百伏，所以接收電路必須具有約管全調(diào)制所需電壓要幾百伏，所以接收電路必須具有約105的放大能力。的放大能力。 接收電路的性能對(duì)探傷儀性能影響極大，它直接影響到探傷儀的垂直線性、動(dòng)態(tài)接收電路的性能對(duì)探傷儀性能影響極大，它直接影響到探傷儀的垂直線性、動(dòng)態(tài)范圍、探傷靈敏度、分辨力等重要技術(shù)指標(biāo)。范圍、探傷靈敏度、分辨力等重要技術(shù)指標(biāo)。接收電路的方框圖及其波形如圖所示。接收電路的方框圖及其波形如圖所示。由大小不等的缺陷所產(chǎn)生的

49、回波信號(hào)電壓大約有幾百微伏到幾伏，為了使變化范圍由大小不等的缺陷所產(chǎn)生的回波信號(hào)電壓大約有幾百微伏到幾伏，為了使變化范圍如此大的缺陷回波在放大器內(nèi)得到正常的放大，并能在示波管熒光屏的有效觀察范如此大的缺陷回波在放大器內(nèi)得到正常的放大，并能在示波管熒光屏的有效觀察范圍內(nèi)正常顯示，可使用衰減器改變輸入到某級(jí)放大器信號(hào)的電平。一般把放大器的圍內(nèi)正常顯示，可使用衰減器改變輸入到某級(jí)放大器信號(hào)的電平。一般把放大器的電壓放大倍數(shù)用分貝來(lái)表示：電壓放大倍數(shù)用分貝來(lái)表示：）（入出dBKVUUlg202儀器主要組成部分的作用儀器主要組成部分的作用A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的

50、一般工作原理 582儀器主要組成部分的作用儀器主要組成部分的作用(5) 顯示電路：顯示電路主要由示波管及外圍電路組成。顯示電路：顯示電路主要由示波管及外圍電路組成。示波管用來(lái)顯示探傷圖形，示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏等三部分組成。示波管用來(lái)顯示探傷圖形，示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏等三部分組成。 電子槍發(fā)射的聚束電子以很高的速度轟擊熒光屏?xí)r，使熒光物質(zhì)發(fā)光，在熒光屏上電子槍發(fā)射的聚束電子以很高的速度轟擊熒光屏?xí)r，使熒光物質(zhì)發(fā)光，在熒光屏上形成亮點(diǎn)。掃描電路的掃描電壓和接收電路的信號(hào)電壓分別加至水平偏轉(zhuǎn)板和垂直形成亮點(diǎn)。掃描電路的掃描電壓和接收電路的信號(hào)電壓分別加至水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板

51、，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而亮點(diǎn)就在熒光屏上移動(dòng)，描出探傷圖形。由于掃偏轉(zhuǎn)板，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而亮點(diǎn)就在熒光屏上移動(dòng)，描出探傷圖形。由于掃描速度非?？?，肉眼看上去就好象是靜止的圖象。描速度非?？?，肉眼看上去就好象是靜止的圖象。 A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理 59(6) 電源：電源的作用是給探傷儀各部分電路提供適當(dāng)?shù)碾娔?，使整機(jī)電路工作。電源：電源的作用是給探傷儀各部分電路提供適當(dāng)?shù)碾娔?，使整機(jī)電路工作。模擬探傷儀一般用模擬探傷儀一般用220伏或伏或110伏交流市電，探傷儀內(nèi)部有供各部分電路使用的變伏交流市電，探傷儀內(nèi)部有供各部分電路使用的變壓、

52、整流及穩(wěn)壓電路。數(shù)字便攜式探傷儀多用蓄電池供電，用充電器給蓄電池充電。壓、整流及穩(wěn)壓電路。數(shù)字便攜式探傷儀多用蓄電池供電，用充電器給蓄電池充電。2儀器主要組成部分的作用儀器主要組成部分的作用A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理 60A型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀的工作過程可參照下圖，簡(jiǎn)要說明如下；型脈沖反射式模擬超聲波探傷儀的工作過程可參照下圖，簡(jiǎn)要說明如下；同步電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖同時(shí)加至掃描電路和發(fā)射電路，掃描電路受觸發(fā)開始工作，同步電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖同時(shí)加至掃描電路和發(fā)射電路，掃描電路受觸發(fā)開始工作，產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓，加至示波管水平偏轉(zhuǎn)板，使電子

53、束發(fā)生水平偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓，加至示波管水平偏轉(zhuǎn)板，使電子束發(fā)生水平偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上產(chǎn)生一條水平掃描線。與此同時(shí)，發(fā)射電路觸發(fā)產(chǎn)生調(diào)頻窄脈沖，加至探頭，激勵(lì)壓產(chǎn)生一條水平掃描線。與此同時(shí)，發(fā)射電路觸發(fā)產(chǎn)生調(diào)頻窄脈沖，加至探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)，在工件中產(chǎn)生超聲波，超聲波在工件中傳播，遇缺陷或底面發(fā)生反射，電晶片振動(dòng)，在工件中產(chǎn)生超聲波，超聲波在工件中傳播，遇缺陷或底面發(fā)生反射，返回探頭時(shí)，又被壓電晶片轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)接收電路放大和檢波，加至示波管垂直返回探頭時(shí)，又被壓電晶片轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)接收電路放大和檢波，加至示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉(zhuǎn)，在水平掃描相應(yīng)位置上產(chǎn)生

54、缺陷波和底波。根據(jù)偏轉(zhuǎn)板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉(zhuǎn)，在水平掃描相應(yīng)位置上產(chǎn)生缺陷波和底波。根據(jù)缺陷的位置可以確定缺陷的埋藏深度，根據(jù)缺陷波的幅度可以估算缺陷當(dāng)量的大小。缺陷的位置可以確定缺陷的埋藏深度，根據(jù)缺陷波的幅度可以估算缺陷當(dāng)量的大小。 A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理3儀器的工作流程儀器的工作流程614.儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整 A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理名稱名稱功能功能顯示部分顯示部分輝度旋鈕輝度旋鈕調(diào)節(jié)時(shí)基線和圖形的亮度調(diào)節(jié)時(shí)基線和圖形的亮度聚焦旋鈕聚

55、焦旋鈕調(diào)節(jié)示波管中電子束的聚焦程度，使時(shí)基線和波調(diào)節(jié)示波管中電子束的聚焦程度，使時(shí)基線和波形清晰形清晰水平旋鈕水平旋鈕左右移動(dòng)時(shí)基線，使時(shí)基線掃描范圍與面板的刻左右移動(dòng)時(shí)基線，使時(shí)基線掃描范圍與面板的刻度線范圍相重合度線范圍相重合垂直旋鈕垂直旋鈕上下移動(dòng)時(shí)基線，使時(shí)基線與面板上的時(shí)基線刻上下移動(dòng)時(shí)基線，使時(shí)基線與面板上的時(shí)基線刻度線相重合度線相重合發(fā)射部分發(fā)射部分工作方式選擇旋鈕工作方式選擇旋鈕可在單探頭工作方式和雙探頭工作方式間轉(zhuǎn)換可在單探頭工作方式和雙探頭工作方式間轉(zhuǎn)換發(fā)射強(qiáng)度旋鈕發(fā)射強(qiáng)度旋鈕（或稱阻尼旋鈕（或稱阻尼旋鈕 ）通過改變發(fā)射電路中的阻尼電阻來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射超聲通過改變發(fā)射電路中的阻尼

56、電阻來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射超聲波的強(qiáng)度和寬度波的強(qiáng)度和寬度624.儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整 A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理接收部分接收部分衰減器旋鈕衰減器旋鈕（或稱增益旋（或稱增益旋鈕）鈕）可定量調(diào)節(jié)顯示的反射波高度，用于調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏可定量調(diào)節(jié)顯示的反射波高度，用于調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度，評(píng)定缺陷反射波大小度，評(píng)定缺陷反射波大小增益微調(diào)旋鈕增益微調(diào)旋鈕可在小范圍內(nèi)（如可在小范圍內(nèi)（如6dB內(nèi)）連續(xù)地調(diào)節(jié)波高內(nèi)）連續(xù)地調(diào)節(jié)波高頻率選擇旋鈕頻率選擇旋鈕可選擇接收電路的頻率響應(yīng)可選擇接收電路的頻率響應(yīng)檢波方式旋鈕檢波方式旋鈕可選擇非檢波

57、、全波檢波、正檢波和負(fù)檢波可選擇非檢波、全波檢波、正檢波和負(fù)檢波抑制旋鈕抑制旋鈕使幅度較小的一部分噪聲信號(hào)不在顯示屏上顯示使幅度較小的一部分噪聲信號(hào)不在顯示屏上顯示名稱名稱功能功能63名稱名稱功能功能時(shí)基線部分時(shí)基線部分深度粗調(diào)旋鈕深度粗調(diào)旋鈕（掃描范圍旋鈕（掃描范圍旋鈕）以大的區(qū)間調(diào)節(jié)時(shí)基線長(zhǎng)度所代表的檢測(cè)范圍，以以大的區(qū)間調(diào)節(jié)時(shí)基線長(zhǎng)度所代表的檢測(cè)范圍，以使需要檢測(cè)的深度范圍的反射波顯示在屏幕上使需要檢測(cè)的深度范圍的反射波顯示在屏幕上深度微調(diào)旋鈕深度微調(diào)旋鈕（聲速旋鈕（聲速旋鈕 ）可連續(xù)精確地調(diào)節(jié)時(shí)基線代表的檢測(cè)范圍，使時(shí)基可連續(xù)精確地調(diào)節(jié)時(shí)基線代表的檢測(cè)范圍，使時(shí)基線刻度與聲傳播距離成所

58、需的比例，以對(duì)缺陷準(zhǔn)確線刻度與聲傳播距離成所需的比例，以對(duì)缺陷準(zhǔn)確定位定位延遲旋鈕延遲旋鈕調(diào)節(jié)掃描線起始點(diǎn)，將其延遲一段時(shí)間開始，配合調(diào)節(jié)掃描線起始點(diǎn)，將其延遲一段時(shí)間開始，配合深度細(xì)調(diào)，可將所需觀察的波形展寬，以便更細(xì)致深度細(xì)調(diào)，可將所需觀察的波形展寬，以便更細(xì)致地觀察，也可用于平移顯示的波形，使反射波與時(shí)地觀察，也可用于平移顯示的波形，使反射波與時(shí)基線刻度對(duì)準(zhǔn)基線刻度對(duì)準(zhǔn)4.儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整儀器主要開關(guān)旋鈕的作用及其調(diào)整 A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理64A型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作原理型脈沖反射式超聲波探傷儀的一般工作

59、原理5.模擬儀器的定位調(diào)節(jié)（掃描比例）模擬儀器的定位調(diào)節(jié)（掃描比例） 模擬儀器的缺陷定位主要是通過掃描比例的調(diào)節(jié)，從而在屏幕上觀察缺陷回波相對(duì)屏模擬儀器的缺陷定位主要是通過掃描比例的調(diào)節(jié)，從而在屏幕上觀察缺陷回波相對(duì)屏幕的位置來(lái)確定。在模擬儀器的顯波屏上橫坐標(biāo)軸上有著等分的十個(gè)大格，每一個(gè)大幕的位置來(lái)確定。在模擬儀器的顯波屏上橫坐標(biāo)軸上有著等分的十個(gè)大格，每一個(gè)大格內(nèi)又有等分的十小格，通過調(diào)節(jié)深度和延遲旋鈕當(dāng)示波器內(nèi)的電子槍的掃描速度調(diào)格內(nèi)又有等分的十小格，通過調(diào)節(jié)深度和延遲旋鈕當(dāng)示波器內(nèi)的電子槍的掃描速度調(diào)節(jié)到某一時(shí)刻，屏幕上的每一個(gè)小格都與實(shí)際距離相對(duì)應(yīng)時(shí)，掃描比例調(diào)整完畢。節(jié)到某一時(shí)刻，

60、屏幕上的每一個(gè)小格都與實(shí)際距離相對(duì)應(yīng)時(shí)，掃描比例調(diào)整完畢。如果屏幕上每一小格與實(shí)際深度距離相對(duì)應(yīng)，則稱之為深度比例，如與水平距離相對(duì)如果屏幕上每一小格與實(shí)際深度距離相對(duì)應(yīng)，則稱之為深度比例，如與水平距離相對(duì)應(yīng)，則稱之為水平比例。應(yīng)，則稱之為水平比例。當(dāng)每一小格與實(shí)際距離一毫米相對(duì)應(yīng)，則稱之為比例當(dāng)每一小格與實(shí)際距離一毫米相對(duì)應(yīng)，則稱之為比例1:1，每一小格與，每一小格與2毫米對(duì)應(yīng)，毫米對(duì)應(yīng)，稱為稱為1:2，每?jī)尚「衽c實(shí)際距離一毫米對(duì)應(yīng)稱為，每?jī)尚「衽c實(shí)際距離一毫米對(duì)應(yīng)稱為2:1，以此類推。，以此類推。 在探傷過程中，發(fā)現(xiàn)了缺陷回波，只需要從儀器上數(shù)出缺陷波對(duì)應(yīng)屏幕上的格數(shù)在探傷過程中，發(fā)現(xiàn)了缺