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
1、引言
无损检测诊断技术应用的范围十分广泛，已在机械制造、石油化工、舰艇船舶、汽车、铁道、建筑、冶金、航空航天和核能等工业中被普遍采用，取得了显著的经济效益和社会效益。随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测诊断技术的重要性。在工业发达国家中，无损检测诊断技术已成为必不可少的重要工具和手段。美国为了保持它在世界科技中的领先地位，在1979年的一次政府工作报告中提出成立六大技术中心，其中之一就是无损检测中心。美国前总统里根曾说，“如果没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有众多领域的领先地位”。由此可见无损检测诊断技术在现代国民经济中的重要地位。超声波检测技术是当今社会无损检测技术领域中的一种非常重要的手段和方法。已被广泛地应用于各行各业的质量监控和安全保障。
近年来，超声无损检测领域的学术气氛十分活跃。1989年4月在荷兰阿姆斯特丹召开的第12届世界无损检测会议上共发表论文478篇，其中有关超声检测的论文18篇，是论文数量最多的无损检测方法。1992年10月在巴西圣保罗市召开的第13届世界无损检测会议上宣读和交流的论文共312篇，5种常规无损检测论文占65%，其中有关超声检测的论文最多，占到55%。1996年第14届世界无损检测会议在印度的新德里举行，会议收到论
文732篇，收入论文集的论文550篇，其中与超声检测有关的论文200篇。新千年的无损检测大会，第15届世界无损检测会议在意大利的罗马市召开，大会收到773篇论文，收入论文集的有663篇，其中有关超声检测的有250篇。随着微电子技术、计算机技术、数字技术、传感技术、自动控制技术的发展，现代超声无损检测技术已经进入到以计算机控制为主的信息技术时代。
就当前时代国内的超声波检测技术应用情况来看，超声波无损检测诊断技术虽然已经被广泛地应用于各种领域和场所，对质量控制和在线实时检测都具有重要的作用和影响。但是，其主要的应用发展方向还基本上是不断扩展应用领域。而且它的重要作用还有赖于无损检测技术方法选择的正确和检测结果是否可靠。检测结果对检测人员的依赖性都还很强,并且都还存在着一些难以克服的困难和缺陷,比如:①通常要有熟练的技术技能，对结果做出说明及解释。因此,在相互关系未经证明的情况下,可能存在不同人员对结果看法不统一。②外界环境的温度、湿度、粉尘、振动、噪音以及磁、电场和仪器本身内部的各种干扰都会对检测结果造成难以估计的后果。③性能可以直接测试、而检测结果却只是定性或相对的。④检测人员的技术水平、操作技能、知识水准等,检测人员对工作的责任心,检测人员在操作期间的心理和生理状况都会对检测结果造成很大的影响。⑤我国的超声无损检测还大部分是采用常规的A型脉冲反射法技术，存在不直观、判伤难、无记录、人为因素影响大等缺点，严重影响着超声检测结果的可靠性。
当然，伴随着以计算机技术为具体体现的信息技术的突飞猛进，现代超声无损检测技术主要还是向着数字信号处理和检测成像方面发展。已经应用或正在采用的数字信号处理技术主要有：时间渡越衍射技术、合成孔径聚焦技术、裂谱技术、倒谱技术、模式识别和分析、自适应神经网络等。采用数字动态滤波技术提高检测信噪比,通过频谱分析进行超声参量检测和提取,数字信
号处理压缩波形有效提高检测分辨率。
2、超声波及超声波检测
2.1超声波的基本性质
通常人耳能够听到的声波的频率范围在20-20000Hz之间，人们习惯上把频率超过20KHz的声波称为超声波。超声波本质上是一种机械波，所以它的产生必须依赖于两个条件，一是有做机械振动的声源，二是有能够传播振动的弹性介质。
波的种类是根据介质质点的振动方向和波动传播方向的关系来区分的。超声波在介质中传播的波形有许多种，用于探伤的有纵波、横波、表面波、板波等，其中最常用的是纵波直探头探伤和横波斜探头探伤。纵波常用来探测钢板、锭材、大型锻件等形状比较简单的制品，而横波常用来检测焊缝、管材等形状比较复杂的制品。
2.1.1超声波的速度及波长
声波在介质中向前传播的速度，称为声速。对于不同种类的超声波，其传播速度不同。超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量及介质的密度有关，对一定的介质，弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同的介质，有不同的声速。超声波波形不同时，介质弹性变形的方式不同，速度也不一样。因此，超声波在介质中传播的速度是表征介质声学特性的一个重要参数。超声波的频率、波长和声速之间的关系如下:
λ
c/
f
=
其中λ为超声波的波长、c为超声波在介质中的的波速、?为超声波的频率。可见，在同一种介质中超声波的波长与超声波的频率成反比。
2.1.2超声波的衰减
超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，其能量逐渐减弱，这种现象叫做超声的衰减。均质物质对超声波强度(声压)不曾造成减弱，然一般材料或多或少都会使超声波强度造成衰减，其原因来自于吸收与散射两种现象。
吸收:材料将声束能量转换为热能而散失，使得声束强度降低。
散射:由于材料的非均质性，包括杂质、气孔、晶界…等阻碍声束传送而形成许多声束分量，致使超声波强度减弱。
2.2超声波检测技术的介绍
作为无损检测技术中一种非常重要的方法。超声波用于无损检测领域是由其特性决定的：超声波是指频率大于20KHZ，并且能在连续介质中传播的弹性机械波。
超声波的方向性好。超声波具有像光波一样的方向性，经过专门的设计可以定向发射，利用超声波可在被检测对象中进行有效的探测。
超声波的穿透能力强。对大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。特别在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。
超声波的能量高。超声检测的工作频率远高于声波的频率，具有很高的能量。被检材料的声速、声衰减、声阻抗等特性携带有丰富的能量转换信息，成为广泛应用超声波检测的基础。
遇有界面时，超声波将发生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传
播时的这些物理现象，经过巧妙的设计，使得超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高，这也是超声检测得以迅速发展的原因。
对人体无害、适应性强、检测灵敏度高、设备轻巧、使用灵
活、检验速度快、可及时得到探伤结果，适合在车间、野外和水下等各种环境下工作，并能对正在运行的装置和设备进行检测和诊断。
2.2.1超声波探伤的原理
超声波探伤是利用超声波在物体中传播的一些物理特性来发现物体内部的不连续性(即通常所说的缺陷)的一种方法。首先通过激励超声发射换能器产生超声波并使其进入工件，然后再通过超声接收换能器将工件中经过被检测材料自身或缺陷所反射、折射、衍射、散射的入射波转换成接收信号，缺陷作为与构件材料不同的介质将会产生不同的特征信号，接着再对接收到的信号进行分析，从而获得有关缺陷或材料的特性信息。
2.2.2超声波探伤方法的分类
超声波探伤法的种类很多，根据声耦合方式可分为接触法和液浸法两大类，按声波传播方式可分为反射法和透射法两种。按超声波激励方式可分为脉冲波、连续波和调频波等探伤方法。按波形分又可分为纵波、横波、表面波和板波等。在目前的实际使用中，广泛使用的是接触式脉冲反射法。
考虑到脉冲超声探伤仪在实际中应用最为广泛，在此将对基于虚拟仪器技术的超声脉冲反射式探伤仪的实现技术进行讨论。
超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检工件内，利用被检工件底面或内部缺陷的反射回波探测反射源的位置和大小的方法，称为脉冲反射法。纵波脉冲反射法工作原理如图2-1所示，一般只需要一个探头兼做发射和接收。超声探伤主要是判断工件材料有无缺陷，若有缺陷时，确定缺陷的大小和位置，进而评价其有无使用价值和修复的可能性。
图2-1脉冲法纵波探伤原理
换能器发射的超声波在工件内部传播时，当遇到不同介质时，将发生反射。反射信号的强度与反射率R 的大小有关，而反射率R 只与入射介质和反射介质的材料有关。由于反射信号通过的声程是一定的，换能器获得的反射信号的强度也是一定的。
当工件无缺陷时，只有始发射脉冲波和底面反射
波，两者之间没有其它回波。
当工件中有面积小于声束截面的小缺陷，则会在始
波和底波之间出现缺陷回波。缺陷回波在时间轴上的位置可以确定缺陷在工件中的位置，缺陷回波幅度的大小取决于缺陷在声束入射方向上的投影面积的大小，当有缺陷回波出现时，底波高度下降。
当工件中缺陷大于声束截面时，全部声能被缺陷所反射，只有始波和缺陷回波，不会出现底波。
缺陷的定位
由于超声波在介质的波速是一定的，则在图2.1中 L T T X b f
若知道工件长L 的大小，则可以根据发射波到反射波与发射波到底波的时间的比值，来确定缺陷距探头的距离。
若不知道L 的大小，则可以根据声束和声波在介质中传播至缺陷
所需时间和波速来定位缺陷。
f T C
X 2=
式中C 为材料中的声速，
f T 为声波遇到缺陷时的来回传播时间。
缺陷的定量 假如缺陷尺寸小于波长一半时，由于超声波的衍射作用而将不会产生明显的反射回波，从而无法探测缺陷，因此缺陷尺寸的最小检测极限为2λ
。
工件或材料中的实际缺陷是多种多样的，其形状和性质也各不相同，而超声波的波长又比较大，要确定其真实大小是非常困难的，甚至不可能的，所以只能采用相对比较的方法，即用未知量(缺陷)与已知量(规定的人工缺陷)的回波振幅相比较的方法，来确定缺陷的当量大小，这就是超声探伤中的缺陷定量的基本原理。
假设已经规定A 处为已知量，以此处为参考，如图2.2
图2.2 缺陷定量示意图
则缺陷率为 ：
T F
A A P =
其中F A—缺陷波幅值T A—始波幅值
2.3超声波讯号显示与记录
超声波讯号显示之表示方法常见有A扫描、B扫描及C扫描三种，示意如图4-26所示。
A扫描表示法
此种讯号显示之表示方法是超声波检测最普遍的方法，通常应用于脉波反射式超声波检测。探头在检测物上一点，所记录的是此点下方一条线的讯息，如图4-26(a)所示。显示屏幕上之水平轴表示讯号出现的时间或声波回波之路径长度，利用此长度及声束方向即可推算出回波反射体之位置。垂直轴表示讯号高度(振幅)，在没有人工缺陷规块的校准比对下，不能断然地以讯号高度判定缺陷大小。
B扫描表示法
如图4-26(b)所示，探头在检测物上沿直线移动，所记录的是此线下方一截面的讯息。水平显示表示扫描移动方向的位置，而垂直显示表示检测物内之通过时间，即缺陷深度，因此B扫描可显示受测物某一截面上缺陷分布的大致情形。
C扫描表示法
如图4-26(c)所示，探头在检测物表面上来回扫描整个表面，所记录的是此面下方一个整体的讯，此方法之显示与射线照相结果相似，可看出缺陷的分布情形及形状，但无法得知其深度。
讯号记录之符号
为分辨检测物几何形状及缺陷造成之回波讯号显示，超声波讯号以符号加以记录，如表4-8所示;配合检测实例图形说明，如图4-27所示。
3、超声波探伤常用器材及设备
校准规块
超声波检测为建立缺陷大小评估的比对根
据，并了解仪器特性是否达到使用条件标准，
必须视检测需要制作各种不同形状、大小及人工缺陷的校准规块。校准规块依其检测目的区分为仪器校准用之标准规块(StandardTestBlock'及检测材料用之比较规块(ReferenceBlock)两种。
探头(Probe)
探头亦称换能器(Transducer)，主要由压晶体管(PiezoelectricCrystal)构成，当通以交流电时，压晶体管会发生高频振动而产生超声波，藉以发射进人检测物内，当反射回波撞击探头时，压晶体管会使其转换成交流脉波讯号，因此探头兼备声波发射与接收之双重作用。超声波探头依其使用场合不同，
区分为接触式探头(ContactProbe)及浸液式探头(ImmersionPrObe)两种;若依使用目的不同，则区分为直束探头(Straight Beam Probe)、斜束探头(Angle Beam Probe)、可变角度探头(Changeable Angle Probe)、双晶探头(Twin Probe)、迟延探头(DeIayProbe)、漆刷型探头(Paint Brush Probe)及聚焦探头(Focusing Probe)。
耦合剂
在检测时于探头与检测物表面间添加水、油或浆糊等物质，藉以赶走空气，避免声波能量损失而以较佳的传送效率进入检测物内部，此等接触媒质，称为耦合剂(CoupIant)。网合剂于检测时应稳定滞留于检测面上，于完成检测后，必须容易清除，且不能对检测物或探头造成损害。实用上耦合剂以罐装或瓶装居多，选用时应注意其化学特性，并注意适用温度。
4、超声波检测技术的应用
随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测诊断技术的重要性。在工业发达国家中，无损检测诊断技术已成为必不可少的重要工具和手段. 超声波探伤中用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。对我国及世界的发展起着关键的作用。
在现代超声波检测技术的发展中，超声成像技术是一种根据
声波的特点，以扫描技术为主流的超声成像方法。它是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来的，是计算机技术、信息采集技术和图像处理技术相结合的产物。超声图像可以提供直观和大量的信息，直接反映物体的声学和力学性质，有着自动化和智能化的特点，在医疗诊断、地震遥感、地质勘探、海洋研究、材料科学等领域正日益开辟新的用途，具有非常广阔的发展前景。目前正在使用和开发的超声成像技术包括：超声B扫描成像，超声C扫描成像，超声D扫描成像，SAFT(合成孔径聚焦)成像，P扫描成像，超声全息成像，衍射CT成像、相控阵成像等。结合精密扫查机构的超声成像系统和工业超声相控阵成像系统等已在实际应用上取得了很大的成果。
5、总结
伴随着各种新材料、复合材料的出现和使用，以及对现代检测技术的要求不断提高,研制和开发数字化、智能化、模块化、网络化的超声波检测仪器已成为发展的必然。未来的超声波检测仪器应当具有以下特征：
模块化和插卡化各种超声波检测卡(含数据采集和数据处理以及接口的插卡)将大量问世，借助于高速度、高容量的计算机，超声波检测仪器的研制将变得比较容易。
高数字化、高智能化和图像显示功能未来的超声波检测仪器应当是高度数字化、高度智能化的，其检测结果应可用图像显示出来；具有友好的用户界面；开机后具有自检功能；可用菜单选择仪器测试参数；可调用或可存储仪器的设定参数，以及与其它计算机进行通讯或传输数据。
数据库及自动识别功能未来超声波检测仪器的一个最重要的进步是具有对被检对象的缺陷类型进行自动识别，以及对被检测对象的状态进行自动评价的功能。因此，它应当具有比较完备
的数据库和专家识别系统。
专门的超声检测专家系统专门的专家系统是保证数字化、智能化超声波检测仪器的有力手段和技术支持，系统内建有模式识别和自适应学习网络，它也是协调检测仪器软、硬件以及仪器与人的友好互动的关键所在。
目前，虽然世界上各种超声波检测技术和超声波检测仪器的发展相当快，但我们综合以上的分析和调查、研究之后，不难发现：超声波检测的未来主要趋势还是应该朝研制一种智能化的诊断装置方向发展。这种智能化的诊断装置应该能靠增加所获得的被检工件的信息量、提高信息质量以及经专门的数学后续处理等手段来提高评价工件质量的能力。因此，把握这方面的发展动态，紧随时代发展潮流的脉搏，是我国超声波无损检测人员进行研制、开发以及应用超声波检测技术责无旁贷的义务，亦是我们不断前进的方向和动力。
参考文献
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【9】张易知，肖啸等.虚拟仪器的设计与实现.西安:西安电子科技大学出版社，2002
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。
超声波探伤仪检测原理
超声波探伤仪检测原理
1、超声波探伤仪原理超声检测1、什么是无损探伤/无损检测？：(1)无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，包装机械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。(2)无损检测： Nondestructive Testing（缩写 NDT） 2、常用的探伤方法有哪些？答：无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析，认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种：常规无损检测方法有：－超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）；－射线检测Radiographic Testing（缩写RT）；－磁粉检测Magnetic particle Testing（缩写 MT）；－渗透检验 Penetrant Testing（缩写 PT）；－涡流检测Eddy current Testing（缩写 ET）；非常规无损检测技术有：－声发射Acoustic Emission(缩写 AE)；－泄漏检测Leak Testing（缩写 UT）；－光全息照相Optical Holography；－红外热成象Infrared Thermography；－微波检测 Microwave Testing 3、超声波探伤的基本原理是什么？答：超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。代孕脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射(见图1 )，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。 4、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点？答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对
无损检测 超声波检测
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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
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
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
无损检测超声波检测二级(UT)试题库带答案
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
超声波无损检测概述
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
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
超声波探伤无损检测
超声波探伤无损检测 产品名称：OU5100数字式超声波探伤仪 ?产地：中国销售：沧州欧谱 ?简介：全数字便携式超声波探伤仪，它能够快速便捷、无损伤、精确 地进行工件内部多种缺陷(裂纹、夹杂、气孔等)的检测、定位、评估 和诊断。既用于实验室，也用于工程现场检测。广泛应用于航空航天、 铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。 ? 沧州欧谱OU5100数字式超声波探伤仪是一款真彩显示全数字式超声波探伤仪，它能够快速便捷、无损伤、 精确地进行工件内部多种缺陷(裂纹、夹杂、气孔等)的检测、定位、评估和诊断。既用于实验室，也用于 工程现场检测。本仪器广泛应用在各地特检院、建设工程质量检测站、锅炉压力容器制造、工程机械制造 业、钢铁冶金业、钢结构制造、船舶制造、石油天然气装备制造等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广 泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。 仪器特点：功能全、性价比高。 一、执行标准： ◆国家标准： 1. JJG 746-2004《中华人民共和国国家计量检定规程-超声波探伤仪》 2. JB/T 10061-1999《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》 3. JB/T 10062-1999《超声探伤用探头性能测试方法》 4. JB/T 9214-1999《A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法》 5. Z2344-93《金属材料脉冲反射式超声探伤检验方法》） ◆欧洲标准（EN12668）包括有三个部分： 1. EN12668-1 无损检测-超声检验设备的特性与认证-第1部分：仪器 2. EN12668-2 无损检测-超声检验设备的特性与认证-第2部分：探头 3. EN12668-3 无损检测-超声检验设备的特性与认证-第3部分：综合设备 二、超声波探伤仪功能特点 ·发射脉冲宽度和强度可调； ·高精度定量、定位，满足了较近和较远距离探伤的要求；
(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；