超聲波檢測(cè)方法分類與特點(diǎn)

1、超聲波檢測(cè)方法分類與特點(diǎn)超聲波檢測(cè)方法分類與特點(diǎn) 12021/2/6 概概 述述 1、按原理分類: UT 脈沖反射法 衍射時(shí)差法 （TOFD） 穿透法 共振法 22021/2/6 概概 述述 2按顯示方式分類: UT A型顯示 超聲成像顯 示 B型顯示 C型顯示 D型顯示 S型顯示 P型顯示 32021/2/6 概概 述述 3按波型分類: UT 縱波法 橫波法 表面波法 板波法 爬波法 42021/2/6 概概 述述 4、按探頭數(shù)目分類: UT 單探頭法 雙探頭法 多探頭法 52021/2/6 概概 述述 5、按探頭與試件的接觸方式分類: UT 接觸法 液浸法 電磁耦合法 62021/2/6

2、概概 述述 6、按人工干預(yù)的程度分類: UT 手工檢測(cè) 自動(dòng)檢測(cè) 72021/2/6 概概 述述 每一個(gè)具體的超聲檢測(cè)方法都是上述 不同分類方式的一種組合,如最常用的:單探 頭橫波脈沖反射接觸法（A型顯示）。每一 種檢測(cè)方法都有其特點(diǎn)和局限性,針對(duì)每一 檢測(cè)對(duì)象所采用的不同的檢測(cè)方法,是根據(jù) 檢測(cè)目的檢測(cè)目的及被檢工件的形狀尺寸、材質(zhì)工件的形狀尺寸、材質(zhì)等 特征來(lái)進(jìn)行選擇的。 82021/2/6 5.1 按原理分類的超聲按原理分類的超聲 檢測(cè)方法檢測(cè)方法 超聲檢測(cè)方法按原理分類超聲檢測(cè)方法按原理分類,可分為脈沖 反射法、衍射時(shí)差法、穿透法和共振法。 92021/2/6 5.1.1 脈沖反射法脈

3、沖反射法 超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢工件內(nèi), 通過(guò)觀察來(lái)自內(nèi)部缺陷或工件底面反射波 的情況來(lái)對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為脈沖脈沖 反射法。反射法。 102021/2/6 脈沖反射法 缺陷回波法 底波高度法 多次底波法 112021/2/6 122021/2/6 132021/2/6 142021/2/6 5.1.2 衍射時(shí)差衍射時(shí)差法法 1.定義定義:Time Of Flight Diffraction 衍射時(shí)差法衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)超聲檢測(cè) TOFD(time of flight diffraction) 超聲波衍射時(shí)差法,是采用一發(fā)一收兩只探頭, 利用缺陷端點(diǎn)處的衍射信號(hào)探測(cè)和測(cè)定缺陷 尺寸的

4、一種自動(dòng)超聲檢測(cè)方法 TOFD基本結(jié)構(gòu):一發(fā)一收雙探頭,寬角度 縱波斜探頭（通常） 152021/2/6 162021/2/6 172021/2/6 182021/2/6 192021/2/6 202021/2/6 212021/2/6 222021/2/6 232021/2/6 2、TOFD檢測(cè)設(shè)備舉例 242021/2/6 252021/2/6 設(shè)備參數(shù): 外形尺寸:45cm30cm22cm 最大重量:12.8公斤 脈沖輸出:50V300V,1V步進(jìn); 系統(tǒng)帶寬:（0.525）MHz; 脈沖發(fā)射/接收器數(shù)量:16; 增益范圍:（070）dB ,每步0.1dB; 檢波方式:全波,正半波,負(fù)半

5、波,射頻; 脈沖重復(fù)頻率:20KHz可調(diào); 檢測(cè)模式:PE、PC、TT、TOFD; 編碼器:2個(gè)正交編碼器或數(shù)字輸入; 記錄方式:時(shí)間,連續(xù),位置或外部; 實(shí)時(shí)平均次數(shù):116 高通濾波器:無(wú),1,2,5,10MHz; A掃查長(zhǎng)度:328092點(diǎn) 262021/2/6 272021/2/6 3、TOFD檢測(cè)顯示示例 282021/2/6 292021/2/6 302021/2/6 312021/2/6 4、物理基礎(chǔ)衍射 322021/2/6 5.1.3 穿透法 穿透法是采用一發(fā)一收雙探頭分別放置 在試件相對(duì)的兩端面,依據(jù)脈沖波或連續(xù)波 穿透試件之后的能量變化來(lái)檢測(cè)試件缺陷 的方法 332021

6、/2/6 特點(diǎn):一收一發(fā),超聲波通過(guò)檢測(cè)區(qū)域,指示透 過(guò)聲波幅度。 應(yīng)用:復(fù)合材料;非金屬材料;粗晶材料;粘接 或焊接質(zhì)量。 發(fā)展:早期采用單頻連續(xù)波;脈沖波;調(diào)制脈沖 波。被脈沖回波檢測(cè)儀取代。 342021/2/6 352021/2/6 362021/2/6 5.1.4 共振法 依據(jù)試件的共振特性來(lái)判斷缺陷情況和工 件厚度變化情況的方法稱為共振法。常用 于試件測(cè)厚。共振法測(cè)厚的原理見(jiàn)4.1.6,目 前已很少使用 共振法測(cè)厚。 372021/2/6 382021/2/6 特點(diǎn):連續(xù)波工作,自收自發(fā),超聲波和工件相 互作用,指示振蕩峰值頻率或自振頻率計(jì)數(shù)。 應(yīng)用:復(fù)合材料結(jié)構(gòu);非金屬材料粘接;

7、厚度測(cè) 量。 發(fā)展:儀器掃頻;系統(tǒng)自振。 392021/2/6 5.2 A型顯示和超聲成像型顯示和超聲成像 5.2 A型顯示和超聲成像 按超聲信號(hào)的顯示方式,可將超聲檢測(cè)方法 分為A型顯示和超聲成像方法,其中超聲成像 顯示按成像 方式的不同又可再分為B、C、D、S、P型顯示 等。 402021/2/6 5.1.1 A型顯示 A型顯示是一種波形顯示,是將超聲信號(hào)的幅度與 傳播時(shí)間的關(guān)系以直角坐標(biāo)的形式顯示出來(lái),橫坐標(biāo)代 表聲波的傳播時(shí)間,縱坐標(biāo)代表信號(hào)幅度。A型顯示是 最基本的一種信號(hào)顯示方式。 此時(shí),示波管的電子束是振幅調(diào)制的。換言之,A型 顯示的內(nèi)容是探頭駐留在工件上某一點(diǎn)時(shí),沿聲束傳播 方

8、向的回波振幅分布。 結(jié)合脈沖放射法的A型顯示超聲檢測(cè)是目前用的 最多的一種方法,目前特種設(shè)備行業(yè)常用的JB/T 4730.3 2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的就是A型脈沖反射法超聲檢測(cè),采用 該方法時(shí),檢測(cè)結(jié)果受檢測(cè)人員的素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)等人為因 素影響較大。 412021/2/6 特點(diǎn):自收自發(fā)或一發(fā)一收,顯示測(cè)量接收脈 沖信號(hào)的傳輸時(shí)間和幅度。 應(yīng)用:一般金屬,非金屬的無(wú)損檢測(cè)。 模擬A掃顯示;傳輸延時(shí)比例;回波幅度比較 數(shù)字化A掃顯示;參數(shù)化控制和讀數(shù) 422021/2/6 A型顯示（幅度-時(shí)間曲線記錄） 432021/2/6 5.1.2 超聲成像方法 超聲成像就是用超聲波獲得物體可見(jiàn)圖像的方法。 由于聲波

9、可以穿透很多不透光的物體,故利用聲波可以 獲得這些物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性的信息,超聲成像技術(shù) 將這些信息變成人眼可見(jiàn)的圖像,即可以獲得不透光物 體內(nèi)部聲學(xué)特性分布的圖像。物體的超聲圖像可提供 直觀和大量的信息,直接顯示物體內(nèi)部情況,且可靠性、 復(fù)現(xiàn)性高,可以對(duì)缺陷進(jìn)行定量動(dòng)態(tài)監(jiān)控。一般而言, 超聲成像方法是基于A型顯示形成的工件不同截面的 圖像顯示,大都具有自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和自 動(dòng)作出評(píng)價(jià)的功能。 442021/2/6 超聲成像方法發(fā)展到現(xiàn)代,主要采用掃描 接收信號(hào)、再進(jìn)行圖像重構(gòu)的方式,因此又 稱為超聲掃描成像技術(shù),起初主要為B、C掃 描成像,隨后為檢測(cè)焊縫而開(kāi)發(fā)出D、P掃描 （投影

10、掃描成像）;因?yàn)橄嗫仃嚰夹g(shù)的出現(xiàn), 又出現(xiàn)S掃描（扇形掃描成像）等。而對(duì)應(yīng) 的,A型顯示又可稱為A掃描顯示。 452021/2/6 探頭掃查位置相關(guān)的圖象顯示（B掃描成 像,C掃描成像,D掃描成像,P掃描成像,TOFD掃 查成像,合成孔徑聚焦技術(shù)（SAFT）,波峰延 時(shí)定位技術(shù)（ALOK） 陣元探頭相位控制,合成聲束技術(shù)（移動(dòng),轉(zhuǎn) 角,聚焦,采樣相控陣技術(shù)（SAMPLING PHASED ARRAY ） 462021/2/6 1.B、C、D掃描成像 472021/2/6 扇形B掃描 線形B掃描 組合B掃描 482021/2/6 B型顯示（亮度-時(shí)間掃查記錄） 492021/2/6 B型顯示(斜

11、探頭PE平行掃查) 502021/2/6 B型顯示(TOFD非平行掃查) 512021/2/6 相控陣線掃和扇掃的B掃描成像 522021/2/6 532021/2/6 542021/2/6 552021/2/6 562021/2/6 B型顯示(TOFD平行掃查) 572021/2/6 C型顯示（） 582021/2/6 592021/2/6 D掃顯示 602021/2/6 2. P掃描成像 P掃描是“投影成像掃描”的簡(jiǎn)稱,是專為檢測(cè) 焊縫而開(kāi)發(fā)的,其工作原理如圖5 16所示。兩 個(gè)斜探頭位于焊縫兩側(cè)并按事先規(guī)劃好的方 式掃查,掃查可手動(dòng)或自動(dòng)。測(cè)到的聲波以1 dB甚至更小的精度記錄于硬盤上,

12、然后,將測(cè) 得的結(jié)果送入P掃描處理器,它以聲線理論為 基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果以兩個(gè)投影圖的 方式顯示:一個(gè)是俯視圖,投影面平行于表面; 另一個(gè)是側(cè)視圖,投影面平行于焊縫,且垂直于 表面。 612021/2/6 622021/2/6 P掃描實(shí)際上是一種同時(shí)顯示C掃描圖 像（側(cè)視）和D掃描圖像（側(cè)視）的商品化 成像系統(tǒng) 632021/2/6 3. ALOK超聲成像超聲成像 ALOK（德文）是“振幅一傳播時(shí)間一位置曲線”的 縮寫,其成像基本原理如圖5-17所示。在采集數(shù)據(jù)時(shí)不 加時(shí)間閘門,測(cè)量系統(tǒng)記下探頭在各測(cè)量點(diǎn)Pi得到的回 波串中所有的正峰值及其出現(xiàn)的時(shí)間。ALOK允許32個(gè) 不同的探頭同時(shí)

13、在線收集數(shù)據(jù)。成像和數(shù)據(jù)分析事后 在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。根據(jù)幾何聲學(xué)原理,回波的傳播時(shí)間 rk在重構(gòu)空間中確定了圓心在測(cè)量點(diǎn)P。半徑rik Cik/V的一條圓弧。許多圓弧的交點(diǎn)就是重構(gòu)出的缺陷 的像點(diǎn),回波振幅用來(lái)對(duì)重建圖像作修正。振幅修正后 可提高信噪比約20 dB。 642021/2/6 652021/2/6 ALOK成像系統(tǒng)已試用于核電站作役前 和在役超聲檢測(cè)。它是目前獲得實(shí)際應(yīng)用 的少數(shù)高級(jí)成像系統(tǒng)之一。 662021/2/6 4 相控陣和相控陣和S掃描成像掃描成像 超聲相控陣技術(shù)是借鑒相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的原 理而發(fā)展起來(lái)的。超聲檢測(cè)中,往往要進(jìn)行聲束掃 描。常用的快速掃描方式有機(jī)械掃描和電子掃

14、描。 機(jī)械掃描機(jī)械掃描又分為線掃描、扇形掃描、弧形掃描和 圓周掃描等幾種形式,而電子掃描電子掃描則也有線形和扇 形掃描兩種形式。相控陣成像是通過(guò)控制換能器 陣列中各陣元激勵(lì)（或接收）脈沖的時(shí)間延遲,改 變由各陣元發(fā)射（或接收）聲波到達(dá)（或來(lái)自） 物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系,就可實(shí)現(xiàn)聚焦點(diǎn)和聲束 方位的變化,從而可進(jìn)行掃描成像。 672021/2/6 相控陣探頭的相控陣探頭的特點(diǎn)特點(diǎn):壓電晶片不再是一個(gè)整體, 而是由多個(gè)獨(dú)立小晶片單元組成的陣列,常見(jiàn) 的有直線排列的線陣、環(huán)形排列的面陣探頭 等,如圖5-18所示。 相控陣儀器相控陣儀器:與探頭陣列相對(duì)應(yīng),儀器中用于 發(fā)射和接收信號(hào)的電路是多通道的,每

15、一個(gè)通 道接一個(gè)陣元。根據(jù)所需發(fā)射的聲束特征,由 儀器軟件計(jì)算各通道的相位（延遲）關(guān)系,并 控制發(fā)射接收移相控制器,從而形成所需的 聲束和接收信號(hào)。 682021/2/6 692021/2/6 相控陣聲束偏轉(zhuǎn)和聲束聚焦的相控陣聲束偏轉(zhuǎn)和聲束聚焦的原理原理: 為了實(shí)現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn),相當(dāng)于要使波陣 面以一定的角度傾斜,也就是說(shuō),要使各陣元 發(fā)出的聲波在與探頭成一定角度的平面上 具有相同的相位,如圖5-19所示。這時(shí),需要 使各單元的激勵(lì)脈沖從左到右等間隔增加 延遲時(shí)間,使得合成波陣面具有一個(gè)傾角,實(shí) 現(xiàn)了聲束方向的偏轉(zhuǎn)。通過(guò)改變延時(shí)間隔, 可以調(diào)整聲束角度。 702021/2/6 712021/2/

16、6 722021/2/6 相控陣可實(shí)現(xiàn)多種掃描成像方式,如前 所述的B、C、D掃描成像,較為特殊的是還可 形成S掃描成像,即在某入射點(diǎn)形成一定角度 的扇形掃查范圍,又稱扇形掃描成像,如圖5- 21所示。 732021/2/6 超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于在于: (1)由于可采用電子控制方法控制聲束進(jìn)行掃查,可在不移 動(dòng)或少移動(dòng)探頭的情況下進(jìn)行快速線掃查或扇形掃查,從 而大大提高了檢測(cè)效率。 (2)由于可對(duì)聲束角度進(jìn)行控制,具有良好的聲束可達(dá)性, 通過(guò)多個(gè)檢測(cè)角度的設(shè)定, 可以進(jìn)行復(fù)雜形狀和在役零 件的檢測(cè)。如核反應(yīng)堆壓力容器管嘴和其他接頭、摩擦 焊發(fā)動(dòng)機(jī)組件、發(fā)動(dòng)機(jī)盤件及葉片的

17、根部和葉盤結(jié)合部 的檢測(cè)。 (3)通過(guò)動(dòng)態(tài)控制聲束的偏轉(zhuǎn)和聚焦,可以實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)位 置的動(dòng)態(tài)控制,避免了普通聚焦探頭為實(shí)現(xiàn)全深度聚焦檢 測(cè)而對(duì)不同深度范圍頻繁更換探頭的麻煩。 742021/2/6 英國(guó)TD FOCUS-SCAN 多功能超聲相控陣探傷 儀 一、TD FOCUS-SCAN超聲相控陣主機(jī) 1、硬件規(guī)格 128/64/16 128晶片 /64有源 /16常規(guī) 晶片數(shù)量 128個(gè)晶片 + 16個(gè)常規(guī)晶片 激活通道數(shù)量 可達(dá)64個(gè) 動(dòng)態(tài)深度聚焦 是 752021/2/6 762021/2/6 772021/2/6 782021/2/6 792021/2/6 管道腐蝕成像三視圖檢測(cè) 80202

18、1/2/6 812021/2/6 822021/2/6 832021/2/6 5.3 按波型分類的超聲檢測(cè)方法按波型分類的超聲檢測(cè)方法 縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波 法等 5. 3.1縱波法縱波法 使用縱波進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為縱波法。 在同一介質(zhì)中傳播時(shí),縱波速度大于其 他波型的速度,穿透能力強(qiáng),對(duì)晶界反射或 散射的敏感性不高,所以可檢測(cè)工件的厚度 是所有波型中最大的,而且可用于粗晶材料 的檢測(cè)。 842021/2/6 1縱波直探頭法縱波直探頭法 使用縱波直探頭進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為 縱波直探頭法。 波束垂直入射至工件檢測(cè)面,以不變的 波型和方向透人工件,所以又稱垂直入射法, 簡(jiǎn)稱垂直

19、法,如圖5-22所示。 852021/2/6 862021/2/6 垂直法垂直法分為單晶直探頭脈沖反射法、雙晶直探 頭脈沖反射法和穿透法。 常用的是單、雙晶直探頭脈沖反射法。 單直探頭,由于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)接近于按簡(jiǎn)化模型進(jìn)行 理論推導(dǎo)的結(jié)果,可用當(dāng)量法對(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)定; 同時(shí)由于盲區(qū)和分辨力的限制,只能發(fā)現(xiàn)工件 內(nèi)部離檢測(cè)面一定距離以外的缺陷。 雙晶直探頭利用兩個(gè)晶片一發(fā)一收,很大程度 上克服了單直探頭盲區(qū)的影響,因此適用于檢 測(cè)近表面缺陷和薄壁工件。 872021/2/6 垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制 品的檢測(cè),該法對(duì)于與檢測(cè)面平行的缺陷檢 出效果最佳。由于垂直法檢測(cè)時(shí),波型和傳 播方向不變,

20、所以缺陷定位比較方便。 882021/2/6 2縱波斜探頭法 將縱波傾斜入射至工件檢測(cè)面,利用折射縱波進(jìn)行 檢測(cè)的方法,稱為縱波斜探頭法。此時(shí),入射角小于第一 臨界角a一,工件中既有縱波也有橫波,由于縱波傳播速度 快,幾乎是橫波的兩倍,因此可利用縱波來(lái)識(shí)別缺陷和定 量,但注意不要與橫波信號(hào)混淆。 小小角度縱波斜角度縱波斜探頭探頭: 探頭移動(dòng)范圍較小、檢測(cè)范圍較深的一些部件,如從螺 栓端部檢測(cè)螺栓,多層包扎設(shè)備的環(huán)焊縫等。 粗晶材料,如奧氏體不銹鋼焊接接頭的檢測(cè)。 TOFD檢測(cè)技術(shù)使用的探頭一般也為縱波斜探頭。 892021/2/6 5.3.2橫波法橫波法 將縱波傾斜入射至工件檢測(cè)面,利用波型轉(zhuǎn)

21、換得 到橫波進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為橫波法。由于入射聲束與 檢測(cè)面成一定夾角,所以又稱斜射法。 斜射斜射聲束的產(chǎn)生通常有兩種聲束的產(chǎn)生通常有兩種方式方式: 接觸法時(shí)采用斜探頭,由晶片發(fā)出的縱波通過(guò)一定 傾角的斜楔到達(dá)接觸面,在界面處發(fā)生波型轉(zhuǎn)換,在工 件中產(chǎn)生折射后的斜射橫波聲束; 利用水浸直探頭,在水中改變聲束入射到檢測(cè)面時(shí) 的入射角,從而在工件中產(chǎn)生所需波型和角度的折射波。 902021/2/6 912021/2/6 橫波法主要用于焊接接頭和管材的檢測(cè), 是目前特種設(shè)備行業(yè)中應(yīng)用最多的一種方 法。檢測(cè)其他工件時(shí),則作為一種有效的輔 助手段,用以發(fā)現(xiàn)與檢測(cè)面有一定傾角的缺 陷。 922021/2

22、/6 5. 3.3表面波檢測(cè) 使用表面波進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為表面波 法。對(duì)于近表面缺陷的檢測(cè),表面波是有效 的檢測(cè)方法。 932021/2/6 942021/2/6 (1)一部分聲波在裂紋開(kāi)口處仍以表面波的型式被 反射,并沿物體表面返回。 (2)一部分聲波仍以表面波的形式沿裂紋表面繼續(xù) 向前傳播,傳播到裂紋頂端時(shí),部分聲波被反射而 返回,部分聲波繼續(xù)以表面波的形式沿裂紋表面向 前傳播。 (3)一部分聲波在表面轉(zhuǎn)折處或裂紋頂端轉(zhuǎn)變?yōu)樽?形縱波和變形橫波,在物體內(nèi)部傳播。 在表面波檢測(cè)中,主要利用表面波的上述特性 來(lái)檢測(cè)表面和近表面裂紋表面和近表面裂紋。 952021/2/6 影響表面波傳播的其他

23、因素影響表面波傳播的其他因素 油 表面光潔度和材料組織 圓柱曲面 962021/2/6 5. 3.4板波檢測(cè) 使用板波進(jìn)行檢測(cè)的方法,稱為板波法。 主要用于薄板、薄壁管等形狀簡(jiǎn)單的工件 檢測(cè)。 972021/2/6 982021/2/6 1板波的種類板波的種類 板波充塞于整個(gè)試件,可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的和 表面的缺陷。但是檢出靈敏度除取決于儀 器工作條件外,還取決于波的形式。 992021/2/6 p 根據(jù)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況分類分類: 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與表面平行的橫波（簡(jiǎn)稱SH 波）射向邊界面時(shí),反射波仍然是SH波波。SH波 如果射向薄板,就在薄板中產(chǎn)生SH型板波,如 圖5-40a所示。 如在板

24、中傳播的波中既有振動(dòng)方向與板面 垂直的橫波（簡(jiǎn)稱SV波）,又含有振動(dòng)方向與 板面平行的縱波（簡(jiǎn)稱P波）時(shí),這種板波叫 做蘭姆波蘭姆波。 1002021/2/6 p 根據(jù)邊界條件分類: 1012021/2/6 p 根據(jù)板的變形分類 1022021/2/6 2.蘭姆波蘭姆波的產(chǎn)生的產(chǎn)生 選擇不同的板波型式是靠選擇探頭入射角 來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這可以比較直觀地用圖5-42所示 來(lái)解釋。為了獲得比較強(qiáng)的板波,總是希望 外力的節(jié)奏與板中振動(dòng)合拍,即共振。 1032021/2/6 2.蘭姆波蘭姆波的傳播特點(diǎn)的傳播特點(diǎn) （1）衰減的非單調(diào)變化 （2）反射時(shí)蘭姆波波型的變化 （3）板波回波信號(hào)的寬度 1042021/

25、2/6 3.板板波檢測(cè)的一般程序波檢測(cè)的一般程序 a、盡可能選用寬的發(fā)射脈沖 b、制作一個(gè)與被測(cè)板材料相同的對(duì)比試塊 c、選擇合適的波型 根據(jù)波型、頻率乘板厚的數(shù) 值,從相應(yīng)的圖中查得入射角 d、根據(jù)入射角選擇合適的探頭,在試塊上調(diào)整掃 描速度 e、根據(jù)人工缺陷的反射,選擇合適的探測(cè)靈敏度 f、檢測(cè)時(shí)注意點(diǎn) 1052021/2/6 5. 3.5爬波爬波法法 當(dāng)縱波從第一種介質(zhì)以第一臨界角附 近的角度（30。以內(nèi)）入射于第二種介質(zhì) 時(shí),在第二種介質(zhì)中不但存在表面縱波,而且 還存在斜射橫波,如圖5-47所示。通常把橫 波的波前稱為頭波,把沿介質(zhì)表面下一定距 離處在橫波和表面縱波之間傳播的峰值波 稱

26、為縱向頭波或爬波。 1062021/2/6 1072021/2/6 5.4 按探頭數(shù)目分類的檢測(cè)方法按探頭數(shù)目分類的檢測(cè)方法 5.4.1 單探頭法 使用一個(gè)探頭兼作發(fā)射和接收發(fā)射和接收超聲波的 檢測(cè)方法稱為單探頭法。 對(duì)于與波束軸線垂直的片狀缺陷和立體型 缺陷的檢出效果最好。 與波束軸線平行的片狀缺陷難以檢出。 當(dāng)缺陷與波束軸線傾斜時(shí),則根據(jù)傾斜角度 的大小,能夠收到部分回波或者因反射波束全 部反射在探頭之外而無(wú)法檢出。 1082021/2/6 5.4.2 雙探頭法雙探頭法 使用兩個(gè)探頭（一個(gè)一個(gè)發(fā)射發(fā)射,一一個(gè)接收個(gè)接收） 進(jìn)行檢測(cè)的方法稱為雙探頭法。主要用于 發(fā)現(xiàn)單探頭法難以檢出的缺陷。

27、雙探頭法又可根據(jù)兩個(gè)探頭排列方式和 工作方式進(jìn)一步分為并列式并列式、交叉式、交叉式、V型型 串列式、串列式、K型串列式、串列式型串列式、串列式等。 1092021/2/6 1102021/2/6 5.4.3 多探頭法多探頭法 使用兩個(gè)以上的探頭組合在一起進(jìn)行檢 測(cè)的方法,稱為多探頭法。 多探頭法的應(yīng)用,主要是通過(guò)增加聲束 來(lái)提高檢測(cè)速度或發(fā)現(xiàn)各種取向的缺陷。 通常與多通道儀器和自動(dòng)掃查裝置配合 1112021/2/6 1122021/2/6 5.5 按探頭接觸方式分類的檢測(cè)方法 接觸法、液浸法和電磁耦合法。 5.5.1 接觸法和液浸法接觸法和液浸法 探頭與試件探測(cè)面之間,涂有很薄的耦合劑層,因

28、 此可以看作為兩者直接接觸,這種檢測(cè)方法稱為直接接 觸法,或簡(jiǎn)稱接觸法接觸法。 將探頭和工件浸于液體中以液體作耦合劑進(jìn)行檢 測(cè)的方法,稱為液浸法。耦合劑可以是水,也可以是油。 當(dāng)以水為耦合劑時(shí),稱為水浸法水浸法。 液浸法檢測(cè),探頭不直接接觸試件,所以此方法適 用于表面粗糙的試件,探頭也不易磨損,耦合穩(wěn)定,探測(cè) 結(jié)果重復(fù)性好,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。 1132021/2/6 5.5.1 接觸法和液浸法接觸法和液浸法 接觸法和液浸法特點(diǎn)比較: （1）接觸法優(yōu)點(diǎn): （2）接觸法缺點(diǎn): （3）液浸法優(yōu)點(diǎn): （4）液浸法缺點(diǎn): 在實(shí)際檢測(cè)時(shí),應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的對(duì)象、目的 和場(chǎng)合,結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)綜合選擇。 1

29、142021/2/6 液浸分類液浸分類:分為全浸沒(méi)式和局部浸沒(méi)式。 (1)全浸沒(méi)式被檢工件全部浸沒(méi)于液體之中, 適用于體積不大,形狀簡(jiǎn)單的工件檢測(cè),如圖 5-51a所示。 (2)局部浸沒(méi)式把被檢工件的一部分浸沒(méi)在水 中或被檢工件與探頭之間保持一定的水層 而進(jìn)行檢測(cè)的方法,適用于大體積工件的檢 測(cè)。局部浸沒(méi)法又分為噴液式、通水式和噴液式、通水式和 滿溢式。滿溢式。 1152021/2/6 1)噴液式 超聲波通過(guò)以一定壓力噴射至檢測(cè)表面的水柱耦合方式, 如圖5-51b所示。 2)通水式 借助于一個(gè)專用的有進(jìn)水、出水口的液罩,使液罩內(nèi)經(jīng)常 保持一定容量的液體,這種方法稱為通水式,如圖5-51c所示。

30、 3)滿溢式 滿溢式液罩結(jié)構(gòu)與通水式相似,但只有進(jìn)水口,多余液體從 罩的上部溢出,這種方法稱為滿溢式,如圖5-51d所示。 根據(jù)探頭與工件檢測(cè)面之間液層的厚度,液浸法又可分為 高液層法和低液層法。 1162021/2/6 1接觸法和液浸法特點(diǎn)比較接觸法和液浸法特點(diǎn)比較 (1)接觸法優(yōu)點(diǎn)接觸法優(yōu)點(diǎn) 多為手工檢測(cè),操作方便;設(shè)備簡(jiǎn)單,適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè), 且成本較低;直接耦合,入射聲能損失小,可以提供較大的厚度穿透能 力;在相同的檢測(cè)參數(shù)下,可比液浸法提供更高的檢測(cè)靈敏度。 (2)接觸法接觸法缺點(diǎn)缺點(diǎn) 手工操作受人為因素影響較大,耦合不易穩(wěn)定;要求 被檢表面的粗糙度較小。 (3)液浸法液浸法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 探頭與被檢工件不接觸,超聲波的發(fā)射和接收均較 穩(wěn)定,表面粗糙度的影響較小;通過(guò)調(diào)節(jié)探頭角度,可方便的改變探頭 發(fā)射的聲束方向;可縮小檢測(cè)盲區(qū),從而可檢測(cè)較薄的工件;探頭不直 接接觸工件,探頭損壞的可能性小,探頭壽命長(zhǎng);便于實(shí)現(xiàn)聚焦聲束檢 測(cè),滿足高靈敏度、高分辨率檢測(cè)的需要;便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè),減少影 響檢測(cè)可靠性的人為因素。 (4)液浸法液浸法缺點(diǎn)缺點(diǎn) 超聲波在液體和金屬表面的反射,損失了大量能量, 需采用較高的增益。當(dāng)檢測(cè)高衰減材料或大厚度材料時(shí),可能沒(méi)有 足夠的能量。在較高增益下,還可能