超声波和射线的优缺点

超声波和射线的优缺点
超声波和射线的优缺点

3、射线检测有哪些优点和局限性?

(1)直接记录—底片;(2)缺陷投影图像,定性定量准确;(3)体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷检出率受多种因素影响;(4)适宜检测厚度较薄的的工件而不适宜检验较厚的工件;(5)适宜检测对接焊缝,检测角焊缝效果较差,不适宜检测板材、棒材、锻件;(6)有些试件结构和现场条件不适合射线照相;(7)对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难;(8)检测成本高;(9)射线照相检测速度慢;(10)射线对人体有伤害。

4、超声检测优缺点和局限性。

(1)面积型缺陷检出率较高,而体积型缺陷检出率较低,反射面大小;(2)适宜厚度较大工件,不适宜较薄工件;(3)应用范围广试件;,(4)检测成本低、速度快,仪器体积小,重量轻,现场使用较方便;(5)无法得到缺陷直观图像,定性困难,定量精度不高;(6)检测结果无直接见证记录;(7)对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确;(8)材质、晶粒度对探伤有影响;(9)工件不规则的外形和一些结构会影响检测;(10)探头扫查面的平整度和粗糙度对其有一定影响。

、射线

一、范围(1)

1、大大扩展:覆盖锅炉、压力容器、压力管道、支撑件和结构件(原来适用压力容器):覆盖制造、安装,在用检验各领域;覆盖原材料、零部件、到整台设备验收各个环节(原仅适用制造);覆盖碳钢、不锈钢、钛、铝、铜、镍及其合金材料(原仅适用碳素钢、不锈钢、钛、铝及其合金)。

2、将“射线透照质量分级”改为“射线照相技术”分级。

三部分超声检测

一、范围(1)

适用范围扩大到锅炉、压力管道。增加了在用承压设备的超生检测内容。使标准统一,便于应用。

4.2 射线检测

4.2.1射线检测能却定缺陷平面投影的位置、大小、可获得缺陷平面图像并能据此判断缺陷的性质。 4.3 超生检测

4.3.1 超生检测通常能确定缺陷的位置和相对尺寸

5.1.2缺陷类型

对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未溶合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷共五类。

5.1.4质量分级一般规定

5.1.4.1 Ⅰ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未溶合、未焊透、条形缺陷。 5.1.4.2 Ⅱ级和Ⅲ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未溶合和未焊透。 5.1.4.3 对接焊接接头中缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。

5.1.4.4 当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接焊接接头质量分级。

超声诊断仪基本原理及其结构

江西中医学院计算机学院08生物医学工程2班黄月丹学号2 超声诊断仪原理及其基本结构 超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性,通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像,从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。 超声诊断技术的发展历程 20世纪50年代建立,70年代广泛发展应用的超声诊断技术,总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展,从黑白向彩色图像过渡,从二维图像向三维图像迈进,从反射法向透射法探索,以求得到专一性、特异性的超声信号,达到定量化、特异性诊断的目的。80年代介入性超声逐渐普及,体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断范围,也提高了诊断水平,90年代的血管内超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。 二.超声诊断仪的种类 (一) A型这是一种幅度调制超声诊断仪,把接收到的回声以波的振幅显示,振幅的高低代表回声的强弱,以波型形式出现,称为回声图,现已被B型超声取代,仅在眼科生物测量方面尚在应用,其优点是测量距离的精度高。(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪,把接收到的回声,以光点显示,光点的灰度等级代表回声的强弱。通过扫

描电路,最后显示为断层图像,称为声像图。B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同,显示的声像图有矩形、梯形和扇形。矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现,适用于浅表器官的诊断;扇形声像图用的探头有多种,机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野,适用于心脏诊断;后一种探头浅表与深部显示均宽广,适用于腹部诊断,有一种曲率半径小的凸阵探头,也可用小的声窗,窥见深部较宽的视野。 (三) M型 M型超声诊断仪是B型的一种变化,介于A型和B型之间,得到的是一维信息。在辉度调制的基础上,加上一个慢扫描电路,使辉度调制的一维回声信号,得到时间上的展开,形成曲线。用以观察心脏瓣膜活动等,现在M型超声已成为B型超声诊断仪中的一个功能部分不作为单独的仪器出售。(四) D型在二维图像上某点取样,获得多普勒频谱加以分析,获得血流动力学的信息,对心血管的诊断极为有用,所用探头与B型合用,只有连续波多普勒,需要用专用的探头。超声诊断仪兼有B型功能和D型功能者称双功超声诊断仪。(五) 彩色多普勒超声诊断仪具有彩色血流图功能,并覆盖在二维声像图上,可显示脏器和器官内血管的分布、走向,并借此能方便地采样,获得多普勒频谱,测得血流的多项重要的血流动力学参数,供诊断之用。彩色多普勒超声诊断仪一般均兼有B型、M型、D型和彩色血流图功能。(六) 三维超声诊断仪三维超声是建立在二维基础上,在彩色多普勒超声诊断仪的基础上,配上数据采集装置,再加上三维重建软件,该仪器即有三维显示功能。(七) C型C型超声仪也是辉度调制型的一种,与B型不同的是其显示层面与探测面呈同等深度。超声诊断仪基本原理

超声波和射线的优缺点

3、射线检测有哪些优点和局限性? (1)直接记录—底片;(2)缺陷投影图像,定性定量准确;(3)体积型缺陷检出率很高,而面积型缺陷检出率受多种因素影响;(4)适宜检测厚度较薄的的工件而不适宜检验较厚的工件;(5)适宜检测对接焊缝,检测角焊缝效果较差,不适宜检测板材、棒材、锻件;(6)有些试件结构和现场条件不适合射线照相;(7)对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难;(8)检测成本高;(9)射线照相检测速度慢;(10)射线对人体有伤害。 4、超声检测优缺点和局限性。 (1)面积型缺陷检出率较高,而体积型缺陷检出率较低,反射面大小;(2)适宜厚度较大工件,不适宜较薄工件;(3)应用范围广试件;,(4)检测成本低、速度快,仪器体积小,重量轻,现场使用较方便;(5)无法得到缺陷直观图像,定性困难,定量精度不高;(6)检测结果无直接见证记录;(7)对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确;(8)材质、晶粒度对探伤有影响;(9)工件不规则的外形和一些结构会影响检测;(10)探头扫查面的平整度和粗糙度对其有一定影响。

、射线 一、范围(1) 1、大大扩展:覆盖锅炉、压力容器、压力管道、支撑件和结构件(原来适用压力容器):覆盖制造、安装,在用检验各领域;覆盖原材料、零部件、到整台设备验收各个环节(原仅适用制造);覆盖碳钢、不锈钢、钛、铝、铜、镍及其合金材料(原仅适用碳素钢、不锈钢、钛、铝及其合金)。 2、将“射线透照质量分级”改为“射线照相技术”分级。 第三部分超声检测 一、范围(1) 适用范围扩大到锅炉、压力管道。增加了在用承压设备的超生检测内容。使标准统一,便于应用。 4.2 射线检测 4.2.1射线检测能却定缺陷平面投影的位置、大小、 可获得缺陷平面图像并能据此判断缺陷的性 质。

关于学习超声波探伤

关于学习超声波探伤,和轧辊日常维护的报告 通过这几天的学习,学习情况如下: 超声波探伤原理: 超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。与射线探伤相比,超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大对人体和环境无害,特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。但也存在操作者的水平和经验有关缺点。在探伤中,常与射线探伤配合使用,提高探伤结果的可靠性。超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。 表面波是超声波的一种,由于表面波的能量集中于表面下2个波长之内, 检查表面裂纹灵敏度极高,因此得到了广泛应用。我们这次学的也是以表面波探伤为主: 当介质表面受到交变应力作用时,产生沿介质表面传播的波称为表面波。表面波是具有纵波和横波双重性质的波,可看做振动平行表面的纵波和振动垂直表面的横波合成。 表面波探伤方法: 将磨好的轧辊表面污迹、油、切削液等痕迹擦拭干净;然后涂上润滑油,作用为润滑和隔离空气。 轧辊表面粗糙度不能高于0.8Ra,探头在移动过程中应稍作摆动避免倾斜裂纹的漏检。为保证灵敏度应匀速移动,探头移动速度小于等150m/s。较大的划伤会引起缺陷波。

除支承辊外其他轧辊都可以用二纵一环探伤法,支承辊面积大可以采用四纵两环的探伤法 轧辊缺陷判定: 缺陷波高不大于20%结合磁粉检测可以放行使用。 缺陷波高大于20%时须重新磨削。 对异常波定位: 用手指顺探头检测位置摸,跟异常波重合的地方为异常波的位置。目视不到的用磁粉进行探测。 轧辊的日常维护影响轧辊寿命的因素: 减少轧制事故: 冷轧辊一般有Cr合金钢经过淬火及低温回火,低温回火的温度通常不超过170篊,发生粘钢等重大事故时,局部温度可以达到800篊甚至更高。轧辊表面受热后,马氏体基体会分解成碳化物和铁素体,体积收缩,造成表面局部的拉应力,诱发表面裂纹,即使裂纹没有立即产生,热影响区的强度大大降低,在随后轧制中提前产生疲劳裂纹,这是轧辊表面裂纹的主要来源。所以改善轧辊的使用环境是提高轧辊使用寿命的前提。 加强检测: 轧辊表面是否有缺陷,仅肉眼观测是不够的,尤其是遭遇轧制事故经受到过热冲击的轧辊,经常会没有明显开裂,但轧辊表面或浅表层已经有损伤,如热影响区和微裂纹,这些缺陷只有通过表面探伤的方法才能将其检查出来。

射线探伤判断题(附答案)

射线判断题 1、原子核的半径约为原子半径的万分之一,其体积只占原子体积的几千亿分之一。( T ) 2、X射线、γ射线、β粒子都属于电磁辐射。( F ) 3、X射线由连续X射线和标识X射线组成。( T ) 4、连续X射线的转换效率随阳极靶物质的原子序数越高、射线管的管电压越低而升高。( F ) 5、Bq(贝可)是γ射线放射性活度的单位,Ci(居里)是γ射线放射性衰变的单位。( T ) 6、中等能量的光子对物质作用时,电子对效应是主要的。( F ) 7、对于相同能量的射线,透射的物质原子序数越大。物质的密度越大,衰减越大。( T ) 8、射线穿透同一物体时,能量越低的射线衰减越弱。( F ) 9、X射线管的阳极靶应该是耐高温的高原子序数的金属钨。( T ) 10、X射线机常采用的冷却方式有油循环冷却、水循环冷却和辐射散热冷却三种方式。( T ) 11、X射线机训机的过程是按照一定的程序,从低电压、低管电流逐步升压,直到达到X射线机的工作所需的最高工作电压。( T ) 12、工业射线胶片和普通胶片没有什么差别。( F ) 13、电子与质子的电荷基本相等,符号相同。( F ) 14、放射性同位素的放射性活度是指其在单位时间内的原子衰变数。( T ) 15、X射线和γ射线都是电磁辐射,而中子射线不是电磁辐射。( T ) 16、当射线能量大于1.02MeV至2MeV时,与物质相互作用的主要形式是电子对效应。( F ) 17、被照体离焦点越近,Ug值越大。( T ) 18、硬X射线与软X射线传播的速度相同,但硬X射线的能量比软X射线高。( T ) 19、新的或长期不用的Χ射线机,使用前要进行“训练”,其目的是提高射线管的真空度。( T ) 20、X和γ射线虽然产生机理不同,但它们的传播速度相同。( T ) 21、钴60比铱192具有较长的半衰期和较高的能量。( T ) 22、射线会受电磁场的影响。( T )

超声波探伤仪的知识问答

超声波探伤仪的知识问答 1、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。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。 2、超声波探伤的主要特性有哪些? 答:(1)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; (2)波声的方向性好,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。 (3)超声波的传播能量大,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。 3、超声波探伤选择探头K值有哪三条原则? 答:(1)声束扫查到整个焊缝截面; (2)声束尽量垂直于主要缺陷; (3)有足够的灵敏度。 4、什么是无损探伤/无损检测? 答:(1)无损探伤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。 (2)无损检测:Nondestructive Testing(缩写 NDT) 5、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:(1)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);

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

超声波和射线探伤

超声波和射线探伤都是无损检测,什么情况下用超声波,什么情况下用射线是由施工内容对应的施工设计说明和施工及验收规范来确定的。也有一些情况是双重要求,如在长输管道内设计一般会要求100%的射线检测再用超声波来复验,也有一些规范会用射线或超声波来检验,由业主和施工单位自行确定。一般情况下由于射线检测具有追溯性而且检测精度高于超声波,所以原则上是不能由超声波替代的。但超声波对裂纹的敏感性要比射线强,因此对一些高强度的容易出现裂纹的焊缝会增加超声波检验。 1、超声波检测原理:超声波探伤:是利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,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别发生反射波来,在萤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。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; 波声的方向性好,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。 超声波的传播能量大,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 2、射线检测原理:射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法。这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知,但它可使照相底片感光,也可用特殊的接收器来接收。常用于探伤的射线有x光和同位素发出的γ射线,分别称为x光探伤和γ射线探伤。当这些射线穿过(照射)物质时,该物质的密度越大,射线强度减弱得越多,即射线能穿透过该物质的强度就越小。此时,若用照相底片接收,则底片的感光量就小;若用仪器来接收,获得的信号就弱。 因此,用射线来照射待探伤的零部件时,若其内部有气孔、夹渣等缺陷,射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多,其强度就减弱得少些,即透过的强度就大些,若用底片接收,则感光量就大些,就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影;若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。由此可见,一般情况下,

超声实验1 讲义

(说明:实验室里没有下列文档的纸质版) 超声波性能表征及其在长度测量和材料性能表征中的初步应用 一、实验目的 1.掌握了超声波的特点,了解超声波的应用; 2.掌握超声波及其探测器的性能表征方法; 3.理解利用超声波进行材料性能表征的原理,掌握利用超声波测量固体弹性 常数的技术; 4.通过超声波折射现象了解弹性波的基本特性和波形转换(选做)。 二、实验仪器 JDUT-2型超声波实验仪,示波器。 JDUT-2型超声波实验仪如图1 所示,图1中1是超声波实验仪的 主体,附件2是斜探头, 附件3是试块,附件4是可变 角探头,附件5是直探头。 JDUT-2型超声波实验仪只能 够调节放大电路的衰减数值。衰减的单位是分贝,用dB 表示,定义如下:分贝值=20lgA (dB ),其中A 是放大倍数。衰减器读数与放大器的放大倍数成对数关系。 超声仪衰减器动态范围是96dB ,从0dB 到95dB ;调节步长为1dB 和10dB 两种。 示波器可以采用通用型、频率在20兆以上的示波器。 1 4 2 3 5 图1. JDUT-2型超声波实验仪

超声仪示波器 图2.仪器连接示意图 图2是仪器连接示意图,当采用单探头工作方式时,利用三通线把发射接收接头连接起来,然后与探头连接。示波器采用外触发工作方式,连接超声仪触发接头与示波器外触发输入口。分别把信号检波输出和射频输出与示波器第一、第二通道输入口相连,或者根据需要只接其中一种输出方式。 当超声仪采用双探头工作方式时,发射接口和接收接口分别与发射探头和接收探头相连。 在进行实验时,需要适当设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电压范围与时间范围,使示波器上看到的波形适中。 三、实验原理 1.超声波的基本知识 超声波是频率在2?104Hz~1012Hz的声波。超声广泛存在于自然界和日常生活中,如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分,蝙蝠利用超声导航和觅食;金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。 人们研究超声始于1830年,F. Savart曾用一个多齿轮,第一次人工产生了频率为2.4?104Hz的超声;1912年Titanic客轮事件后,科学家提出利用超声预测冰山;1916年第一次世界大战期间P. Langevin领导的研究小组开展了水下

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

实验二 超声波检测讲义csb

实验二 超声波探伤与测厚 【实验目的】 1、通过实验了解超声波探伤的基本原理,并掌握超声波探伤仪的使用及基本探伤方法。 2、探测不同样块的厚度及不同材料中超声波的传播速度。 【实验仪器】 游标卡尺或螺旋测微器(测试块中的声速用) 【实验仪器介绍】 CTS-22A 超声探伤仪的性能:CTS-22A 型超声探伤仪是按有关标准设计制造的产品,其衰减器采用衰减型。仪器灵敏度高,分辨力好,功耗低,体积小,使用方便,稳定可靠的便携式超声探伤仪,可用于各种钢板焊缝及锻件探伤,尤其适用于机械、能源、交通、石化等工业部门中流动性大的野外或高架空探伤作业;同时也可作为无损检测人员资格考核鉴定用标准化仪器。 【实验原理】 超声波探伤原理: 1.超声波的传播特性 声波是由物体的机械振动所发出的波动,它在均匀弹性介质中匀速传播,其传播距离与时间成正比。当声波的频率超过20000赫时,人耳已不能感受,即为超声波。声波的频率、波长和声速间的关系 是: f c =λ (1) 式中 λ——波长;c ——波速;f ——频率。 由公式可见,声波的波长与频率成反比,超声波则具有很短的波长。 超声波探伤技术,就是利用超声波的高频率和短波长所决定的传播特性。即: CTS-22A 超声探伤仪

(1)具有束射性(又叫指向性),如同一束光在介质中是直线传播的,可以定向控制。 (2)具有穿透性,频率越高,波长越短,穿透能力越强,因此可以探测很深(尺寸大)的零件。穿透的介质超致密,能量衰减越小,所以可用于探测金属零件的缺陷。 (3)具有界面反射性、折射性,对质量稀疏的空气将发生全反射。声波频率越高,它的传播特性越和光的传播特性接近。如超声波的反射、折射规律完全符合光的反射、折射规律。 利用超声波在零件中的匀速传播以及在传播中遇到界面时发生反射、折射等特性,即可以发现工件中的缺陷。因为缺陷处介质不再连续,缺陷与金属的界面就要发生反射等。如图1所示超声波在工件中传播,没有伤时,如图1a ,声波直达工件底面,遇界面全反射回来。当工件中有垂直于声波传播方向的伤,声波遇到伤界面也反射回来,如图1b 。当伤的形状和位置决定界面与声波传播方向有角度时,将按光的反射规律产生声波的反射传播。 2.超声波探伤仪的工作原理 超声波探伤仪首先是个超声波发生器,它利用交流电源和振荡电路,产生高频电脉冲,并可根据探伤要求调节脉冲的频率及发射能量。超声波探伤仪还具有将接受到的电脉冲依其能量的大小、时间的先后通过荧光显示屏显示出来的功能。其工作原理示于图2。发生器使示波管产生水平扫描线(一条亮线,代表时间轴),接收放大器使接受到的脉冲信号作用于示波管的垂直偏转板,并按信号收到的时间先后将水平扫描线的相应部位拉起脉冲值。始脉冲是仪器发射出去的原始脉冲信号,伤脉冲是超声波自工件内缺陷处返回的脉冲信号,底脉冲则是超声波自工件底部返回来的脉冲信号。由于超声波在工件内是匀速传播的,因此在工件内走过的路程越长,返回的时间越晚,所以底脉冲要比伤脉冲出现的晚,它们在荧光屏上的水平距离反应了超声波在工件内走过的距离。因此有: a b b I d = 则 I b b d a ?= (2) 式中:d ——工件表面至缺陷的距离。 I ——沿探测方向的工件厚度。 b ——伤脉冲到始脉冲的扫描刻度。 a b ——底脉冲到始脉冲的扫描刻度。 图1 超声波在工件中的传播

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

磁粉探伤和超声波探伤原理

有表面或近表面缺陷的工件被磁化后,当缺陷方向与磁场方向成一定角度时,由于缺陷处的磁导率的变化,磁力线逸出工件表面,产生漏磁场,吸附磁粉形成磁痕。用磁粉探伤检验表面裂纹,与超声探伤和射线探伤比较,其灵敏度高、操作简单、结果可靠、重复性好、缺陷容易辨认。但这种方法仅适用于检验铁磁性材料的表面和近表面缺陷。 当前位置:首页 >> 企业新闻 >> 技术文章 >> 正文 磁粉探伤的原理 我要打印 IE收藏放入公文包我要留言查看留言 切割设备网:利用在强磁场中,铁磁性材料表层缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象而进行的无损检验法,称磁粉探伤。 磁粉探伤原理:首先将被检焊缝局部充磁,焊缝中便有磁力线通过。对于断面尺寸相同、内部材料均匀的焊缝,磁力线的分布是均匀的。当焊缝内部或表面有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时,磁力线将绕过磁阻较大的缺陷产生弯曲。此时在焊缝表面撒上磁粉,磁力线将穿过表面缺陷上的磁粉,形成“漏磁”。根据被吸附磁粉的形状、数量、厚薄程度,便可判断缺陷的大小和位置。内部缺陷由于离焊缝表面较远,磁力线在其上不会形成漏磁,磁粉不能被吸住,无堆积现象,所以缺陷无法显露。 超声波探伤仪 运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是:超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。 说白了就是变频原理

超声波探伤技术简介 1、超声检测 超声波检测是无损检测方法之一,无损检测是在不破坏前提下,检查工件宏观缺陷或测量工件特征的各种技术方法的统称。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); 2、超声波探伤仪 运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原理是:超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。 PXUT-350 1、检测范围0.0-5000.0mm 2、工作频率 3、增益调节 4、 波形显示 3、衰减控制 4、垂直性误差≤3% 5、水平性误差≤0.3% 6、抑制电平 7、探伤灵敏度余量≥60dB 8、脉冲移位 9、使用电源7.2VDC,220VAC 10、外形尺寸250×140×50 11、备注全国服务,上门调试培训。如有特殊需要,特聘上海铁路局机务系统无损检测设备服务中心工程师,上门培训指导。探伤工艺乃保证质量的重中之重,选购信誉好,产品好的商家尤为重要。 12、产品介绍PXUT-350全数字智能超声波探伤仪采用新型超大屏幕高亮度EL显示器件(6.5"高亮场致发光显示器),仪器造型优美,体积小巧,屏幕超大,强光下无需遮光也能清晰显示,仪器功能实用,性能稳定,操作简便,是一款性能价格比非常优异的笔记本式全数字智能超声波探伤仪。 13、产地中国 回答者:Eisenhower314 - 魔法学徒一级5-18 11:23 PXUT系列超声波探伤仪是南通友联生产的主要机型,我用其中的几款。 工作原理一两句说不清楚,我就简单说一下吧。 首先,超声波,探伤仪发射出电脉冲,通过屏蔽传输线给探头上的压电晶片(换能器)两个

焊缝超声波探伤

焊缝手动超声波探伤 锅炉压力容器和各种钢结构主要采用焊接方法制造。射线探伤和超声波探伤是对焊缝进行无损检测的主要方法。对于焊缝中的裂纹、未熔合等面状危害性缺陷,超声波比射线有更高的检出率。随着现代科技快速发展,技术进步。超声仪器数字化,探头品种类型增加,使得超声波检测工艺可以更加完善,检测技术更为成熟。但众所周知:超声波探伤中人为因素对检测结果影响甚大;工艺性强;故此对超声波检测人员的素质要求高。检测人员不仅要具备熟练的超声波探伤技术,还应了解有关的焊接基本知识;如焊接接头形式、坡口形式、焊接方法和可能产生的缺陷方向、性质等。针对不同的检测对象制定相应的探伤工艺,选用合适的探伤方法,从而获得正确的检测结果。 射线检测局限性: 1.辐射影响,在检测场地附近,防护不当会对人体造成伤害。 2.受穿透力等局限影响,对厚截面及厚度变化大的被检物检测效果不好。 3.面状缺陷受方向影响检出率低。 4.不能提供缺陷的深度信息。 5.需接近被检物体的两面。 6.检测周期长,结果反馈慢。设备较超声笨重。成本高。 常规超声波检测不存在对人体的危害,它能提供缺陷的深度信息和检出射线照相容易疏漏的垂直于射线入射方向的面积型缺陷。能即时出结果;与射线检测互补。 超声检测局限性: 1.由于操作者操作误差导致检测结果的差异。 2.对操作者的主观因素(能力、经验、状态)要求很高。 3.定性困难。 4.无直接见证记录(有些自动化扫查装置可作永久性记录)。 5.对小的(但有可能超标的缺陷)不连续性重复检测结果的可能性小。 6.对粗糙、形状不规则、小而薄及不均质的零件难以检查。 7.需使用耦合剂使波能量在换能器和被检工件之间有效传播。

超声波提取原理、特点与应用介绍

超声波提取原理、特点与应用介绍 超声波指频率高于20KHz,人的听觉阈以外的声波。 超声波提取在中药制剂质量检测中(药检系统)已广泛应用。《中华人民共和国药典》中,应用超声波处理的有232个品种,且呈日渐增多的趋势。 近年来,超声波技术在中药制剂提取工艺中的应用越来越受到关注。超声波技术用于天然产物有效成分的提取是一种非常有效的方法和手段。作为中药制剂取工艺的一种新技术,超声波提取具有广阔的前景。 超声波提取是利用超声波具有的机械效应,空化效应和热效应,通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。 1、提取原理 (1)机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动,从而强化介质的扩散、传播,这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强,沿声波方向传播,对物料有很强的破坏作用,可使细胞组织变形,植物蛋白质变性;同时,它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度,且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦,这种摩擦力可使生物分子解聚,使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。 (2)空化效应通常情况下,介质内部或多或少地溶解了一些微气泡,这些气泡在超声波的作用下产生振动,当声压达到一定值时,气泡由于定向扩散(rectieddiffvsion)而增大,形成共振腔,然后突然闭合,这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力,形成微激波,它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂,而且整个破裂过程在瞬间完成,有利于有效成分的溶出。 (3)热效应和其它物理波一样,超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程,即超声波在介质的传播过程中,其声能不断被介质的质点吸收,介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能,从而导致介质本身和药材组织温度的升高,增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的,因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。 此外,超声波还可以产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解,促使药物有效成分进入介质,并于介质充分混合,加快了提取过程的进行,并提高了药物有效成分的提取率。 2、超声波提取的特点 (1)超声波提取时不需加热,避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响,适用于对热敏物质的提取;同时,由于其不需加热,因而也节省了能源。 (2)超声波提取提高了药物有效成分的提取率,节省了原料药材,有利于中药资源的充分利用,提高了经济效益。 (3)溶剂用量少,节约了溶剂。 (4)超声波提取是一个物理过程,在整个浸提过程中无化学反应发生,不影响大多数药物有效成分的生理活性。 (5)提取物有效成分含量高,有利于进一步精制。 3、超声波技术在天然产物提取方面的应用 与水煎煮法对比,采用超声波法对黄芩的提取结果表明,超声波法提取与常规煎煮法相比,提取时间明显缩短,黄芩苷的提取率升高;超声波提取10、20、40、60min均比煎煮法提取3h的提取率高。 应用超声波法对槐米中主要有效成分芦丁的提取结果表明,超声波处理槐米30min所

(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。

超声波探伤培训资料

超声波探伤培训资料 超声波探伤是利用超声波在物质中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。与射线探伤相比,超声波探伤具有灵敏度高、探测速度快、成本低、操作方便、探测厚度大、对人体和环境无害,特别对裂纹、未熔合等危险性缺陷探伤灵敏度高等优点。但也存在缺陷评定不直观、定性定量与操作者的水平和经验有关、存档困难等缺点。在探伤中,常与射线探伤配合使用,提高探伤结果的可靠性。超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷。 1、超声波:频率大于20KHZ的声波。它是一种机械波。探伤中常用的超声波频率为0.5~10MHz,其中2~2.5MHz被推荐为焊缝探伤的公称频率。 机械振动:物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动,称为机械振动。振幅A、周期T、频率f。。 波动:振动的传播过程称为波动。C=λ*f 超声波具有以下几个特性: (1)束射特性。超声波波长短,声束指向性好,可以使超声能量向一定方向集中辐射。(2)反射特性。反射特性正是脉冲反射法的探伤基础。 (3)传播特性。超声波传播距离远,可检测范围大。 (4)波型转换特性。超声波在两个声速不同的异质界面上容易实现波型转换。 2、波的类型:(1)纵波L:振动方向与传播方向一致。气、液、固体均可传播纵波。(2)横波S:振动方向与传播方向垂直的波。只能在固体介质中传播。 (3)表面波R:沿介质表面传播的波。只能在固体表面传播。 (4)板波:在板厚与波长相当的薄板中传播的波。只能在固体介质中传播。 3、超声波的传播速度(固体介质中) (1) E:弹性横量,ρ:密度,σ:泊松比,不同介质E、ρ不一样, 波速也不一样。 (2)在同一介质中,纵波、横波和表面波的声速各不相同 CL>CS>CR 钢:CL=5900m/s,CS=3230m/s,CR=3007m/s 4、波的迭加、干涉、衍射 ⑴波的迭加原理 当几列波在同一介质中传播时,如果在空间某处相遇,则相遇处质点的振动是各列波引起振动的合成,在任意时刻该质点的位移是各列波引起位移的矢量和。几列波相遇后仍保持自己原有的频率、波长、振动方向等特性并按原来的传播方向继续前进,好象在各自的途中没有遇到其它波一样,这就是波的迭加原理,又称波的独立性原理。 ⑵波的干涉 两列频率相同,振动方向相同,位相相同或位相差恒定的波相遇时,介质中某些地方的振动互相加强,而另一些地方的振动互相减弱或完全抵消的现象叫做波的干涉现象。波的干涉是波动的重要特征,在超声波探伤中,由于波的干涉,使超声波源附近出现声压极大极小值。 ⑶波的衍射(绕射) 波在传播过程中遇到与波长相当的障碍物时,能绕过障碍物边缘改变方向继续前进的现象,称为波的衍射或波的绕射。 波的绕射和障碍物尺寸Df及波长λ的相对大小有关。当Df<<λ时,波的绕射强,反射弱,缺陷回波很低,容易漏检。超声探伤灵敏度约为λ/2,这是一个重要原因。当Df>>λ时,反射强,绕射弱,声波几乎全反射。 波的绕射对探伤即有利又不利。由于波的绕射,使超声波产生晶粒绕射顺利地在介质中传播,这对探伤是有利的。但同时由于波的绕射,使一些小缺陷回波显著下降,以致造成漏检,这

超声波自编讲义

超声波测试实验 超声波是频率在2?104Hz~1012Hz的声波。超声广泛存在于自然界和日常生活中,如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分,蝙蝠利用超声导航和觅食;金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。 超声波测试把超声波作为一种信息载体,它已在海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如,在海洋应用中,超声波可以用来探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中,利用超声波检验固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参数测量等。在医学中,可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描(B超诊断)和血流速度的测量(彩超诊断)等。 本实验将学习超声波的产生方法、传播规律和测试原理,通过对固体弹性常数的测量了解超声波在测试方面应用的特点;通过对试块尺寸的测量和人工反射体定位了解超声波在检验和探测方面的应用。 一、教学目的与要求 1、理解压电效应;了解超声波的产生和传播规律 2、学会使用探头测量超声波的声速 3、初步掌握超声探伤的原理 二、实验仪器 JDUT-2型超声波实验仪,双踪示波器, 三、实验原理 1、超声波的产生 能够产生超声波的方法很多,常用的有压电效应方法、磁致伸缩效应方法、静电效应方法和电磁效应方法等。我们把能够实现超声能量与其他形式能量相互转换的器件称为超声波换能器。一般情况下,超声波换能器既能用于发射又能用于接收。 在本实验中采用压电效应实现超声波信号与电信号的转换,即压电换能器,它是利用压电材料的压电效应实现超声波的发射和接收。 压电效应——某些固体物质,在压力(或拉力)的作用下产生形变,从而使物质本身极化,在物体相对的表面出现正、负束缚电荷,这一效应称为压电效应。 其物理机理如图1-1所示。通常具有压电效应的物质同时也具有逆压电效应,即当对施加电压后会发生变形。超声波探头利用逆压电效应产生超声波,而利用压电效应接收超声波。 图1-1 石英晶体的压电效应 2、脉冲超声波的产生及其特点 用于产生和接收超声波的材料一般被制成片状(晶片),并在其正反两面镀上导电层(如镀银层)作为正负电极。如果在电极两端施加一脉冲电压,则晶片发生弹性形变,随后发生

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