new超聲波檢測(cè)要點(diǎn)

1、皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）超聲波在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用分析 作 者 陶海濤 指導(dǎo)教師張仲義摘要：本文通過(guò)對(duì)已有超聲波檢測(cè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，論述超聲波的產(chǎn)生原理、闡述超聲波的應(yīng)用 范圍、討論其檢測(cè)原理和方法、展望超聲波檢測(cè)發(fā)展前景、把握超聲波檢測(cè)技術(shù)今后的應(yīng)用 方向。其中簡(jiǎn)要介紹了使用超聲波技術(shù)對(duì)金剛石復(fù)合片(pdc)進(jìn)行檢測(cè)的一些初步體會(huì)，對(duì)應(yīng)用超聲波a掃描、c掃描方法在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了描述；討論了將滾焊機(jī)滾 輪進(jìn)行改裝而進(jìn)行超聲波檢查的方法、原理。關(guān)鍵詞：超聲波檢測(cè)pdc縫焊abstract: this article has been through ultrasonic testin

2、g knowledge of the study, ultrasound on the formation of principle, on the application of ultrasonic and discuss its principles and methods of detecting and looking forward to the development prospects of ultrasonic testing, and ultrasonic detection technology grasp the future direction of the appli

3、cation. which gave a briefing on the use of ultrasound technology to pdc (pdc) to detect some of the initial experience, the use of ultrasound scanning a, c scanning method in the process of testing should pay attention to the problem were described; discussed the scroll wheel for the roll welder ul

4、trasonic inspection and modification to the method, principlekey words: ultrasonic testing pdc seam welding第19頁(yè)目錄引言31超聲波應(yīng)用范圍42超聲波檢測(cè)原理和方法52.1 超聲波檢測(cè)的原理52.1.1 縱波（l波）52.1.2 橫波（tv, th 波或sv, sh 波）52.1.3 表面波（r波）62.1.4 板波（lamb 波和 love波）62.2 超聲波檢測(cè)的方法62.2.1 超聲傳播檢測(cè)法62.2.2 超聲振動(dòng)檢測(cè)法73舉例說(shuō)明超聲波檢測(cè)的原理和方法73.1 金剛石復(fù)合片（pd

5、c）的內(nèi)部燒結(jié)質(zhì)量問(wèn)題73.1.1 超聲波檢測(cè)原理73.1.2 試驗(yàn)與討論83.2 縫焊的超聲波檢測(cè)93.2.1 滾焊機(jī)滾輪和超聲波探頭93.2.2 超聲波檢測(cè)原理93.2.3 超聲波檢測(cè)縫焊的討論103.3 微控制器與超聲波技術(shù)在汽車倒車檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用103.3.1 倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)盲區(qū)內(nèi)障礙物的探測(cè)103.3.2 超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與工作程式（見(jiàn)圖1所示）113.3.3 基于超聲波微控制器技術(shù)的倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案123.3.4 用微控制器作為檢測(cè)系統(tǒng)的主控器133.3.5 超聲波傳感器的選擇與參數(shù)143.3.6 有關(guān)提高倒車檢測(cè)系統(tǒng)性能與精度的解決154超聲檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)164

6、.1 超聲檢測(cè)在地下管道方面的發(fā)展趨勢(shì)164.2 激光超聲檢測(cè)技術(shù)在材料評(píng)價(jià)上的發(fā)展趨勢(shì)1617結(jié)束語(yǔ)物體的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生波，波的頻率取決于物體的振動(dòng)頻率。頻率范圍在2x 1043x 108hz 的波稱為超聲波。超聲波是指頻率在人耳聽(tīng)聞以上的在連續(xù)介質(zhì)中傳播的彈性波。人們最早 就從大自然中得到啟示，利用超聲波可以探測(cè)目標(biāo)，如蝙蝠在黃昏時(shí)飛行自如而不撞擊墻壁 和樹木，海豚在水月中可以準(zhǔn)確地跟蹤捕捉目標(biāo)， 都是因?yàn)樗麄兙哂邪l(fā)射和接受超聲波的功能。 后來(lái)，在航海中人們就用超聲波探測(cè)冰山。早在1983年，f?savrt曾用齒輪，第一次產(chǎn)生 2.4x 104 hz的超聲。1876年f?galton用 氣哨

7、產(chǎn)生3x 104 hz的超聲。1916年p?langevin（朗芝凡）首次致力于研究水下超聲作為偵察 手段。1927年r?w?wood和a?e?loomis首次發(fā)表對(duì)超聲能量作用的實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 為今天稱為 功率超聲學(xué)奠定了基礎(chǔ)。利用超聲波探測(cè)物體內(nèi)部的缺陷和結(jié)構(gòu)醉?xiàng)検窃K聯(lián)的sokolov與1929年提出的。1931年德國(guó)人在專利中提出了工業(yè)應(yīng)用方案。在第二次世界大戰(zhàn)中，由于雷達(dá)技術(shù)和脈沖技術(shù)的 發(fā)展以及戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，大大促進(jìn)了超聲脈檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。1944年美國(guó)的f.a.firestone發(fā)表采用超聲脈沖法的探傷儀的報(bào)告，1946年英國(guó)d.o.sproule制成a型脈沖反射式超聲波探傷 儀，并用

8、于鋼材的探傷。到了本世紀(jì)50年代，a型脈沖反射式超聲探傷儀已廣泛應(yīng)用與世界 先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的鋼鐵、機(jī)械制造和造船工業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)解放前超聲學(xué)研究是個(gè)空白。超聲學(xué) 研究始于1956年的12年科學(xué)規(guī)劃。1959年超聲應(yīng)用（探傷、加工、種子處理、顯示、醫(yī)療、 粉碎、乳化及染料等）取得了進(jìn)展。在基礎(chǔ)研究方面也有相當(dāng)深度，如棒的聲振動(dòng)、超聲乳 化和水中氣泡的超聲吸收問(wèn)題；建立了分子聲學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)馳豫吸收、懸浮體的聲吸收進(jìn) 行了系列研究；建立了固體中超聲衰減的測(cè)量設(shè)備；對(duì)粘彈性和可壓縮流體的聲速進(jìn)行了深 入研究。1965年開(kāi)始了表面波換能器。進(jìn)入 80年代，我國(guó)超聲學(xué)面向?qū)嶋H應(yīng)用。b超醫(yī)療 開(kāi)始投入生產(chǎn)；超

9、聲加工、超聲研磨、超聲焊接、超聲清洗、超聲催化與濾礦及超聲技術(shù)育 種等逐步開(kāi)始形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。壓電復(fù)合換能器研制成功，窄脈沖短余振探頭問(wèn)世；pvdf 新穎壓電薄膜換能器及超聲顯微鏡獲得實(shí)用；高頻壓電材料linbo3研制成功和走向?qū)嵱?。九十年代以?lái)，在中國(guó)科學(xué)院研究所與南京大學(xué)聲學(xué)研究所相繼批準(zhǔn)建立了國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 總之，我國(guó)的超聲學(xué)研究獲得了巨大的發(fā)展，有些方面已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。1超聲波應(yīng)用范圍超聲檢測(cè)技術(shù)是一種重要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，由于它的穿透能力，對(duì)材料和人體無(wú)損害， 使用方便等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之中，注入材料工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、石油化工、水文地質(zhì)和宇航、

10、能源等領(lǐng)域。超聲技術(shù)是學(xué)術(shù)界、工程界公認(rèn)的高新技術(shù)與未 來(lái)產(chǎn)業(yè)之一。超聲技術(shù)研究和應(yīng)用的范圍，已從船舶、冶金、機(jī)械等擴(kuò)大到二十多個(gè)工業(yè)部 門，并取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。研究方向也是百家齊放，現(xiàn)在主要研究方向有： 超聲波清洗、超聲波焊接、超聲加工、超聲波分散、功率超聲在治療疾病中的應(yīng)用等。在超 聲波檢測(cè)研究中，主要的研究?jī)?nèi)容為：檢測(cè)超聲參數(shù)測(cè)量技術(shù)、檢測(cè)超聲典型電路與微機(jī)信 號(hào)處理技術(shù)、超聲波流量計(jì)、超聲波測(cè)厚儀、超聲波測(cè)漏儀、空氣耦合超聲換能器及其檢測(cè) 應(yīng)用、超聲波探傷、超聲波對(duì)濃度與聲速的檢測(cè)、超聲對(duì)力和風(fēng)速以及交通流量等的檢測(cè)、 電力變壓器（電抗器）局部放電超聲檢測(cè)與定位技術(shù)、水下

11、超聲定位與探測(cè)等等。2超聲波檢測(cè)原理和方法超聲檢測(cè)是指用超聲波來(lái)檢測(cè)材料和工件、并以超聲檢測(cè)儀作為顯示方式的一種無(wú)損檢 測(cè)方法，是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。2.1 超聲波檢測(cè)的原理超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽(tīng)聲波的規(guī)律并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長(zhǎng)很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽(tīng)聲波比較，超 聲波具有許多奇異特性：傳播特性一一超聲 波的波長(zhǎng)很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波 的波長(zhǎng)大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波 的波長(zhǎng)越短，這一特性就越顯著.超聲波在介質(zhì)中產(chǎn)撥的波型取決與介質(zhì)本身的固有特性和邊界條件

12、，對(duì)于流體介質(zhì)（空 氣、水等），當(dāng)超聲波傳播時(shí)，在介質(zhì)中只有體積形變（即拉伸形變）而沒(méi)有切變變形發(fā)生， 所以只存在超聲縱波；在固態(tài)介質(zhì)中，由于切變產(chǎn)生，故還存在超聲橫波（切變波）。2.1.1 縱波（l波）當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向相同時(shí)，此種超聲波為縱波波型，以 l表 示。任何介質(zhì)當(dāng)具體積產(chǎn)生交替變化時(shí)均產(chǎn)生縱波。由于縱波的產(chǎn)生和接受都較容易，在超 聲無(wú)損檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。2.1.2 橫波（tv, th 波或 sv, sh 波）當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向相會(huì)垂直時(shí)，此種超聲波為橫波波型，以 超聲波入射的固體材料的界面為基準(zhǔn)，橫波又可分為垂直偏振和水平偏振兩類，即t

13、v波和th波（或sv波和sh波）。2.1.3 表面波（r波）表面波是瑞利與1887年首先證實(shí)的，因此也稱之為瑞利波。表面波是沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ囊环N波，1）在表面波的傳播中，介質(zhì)邊面內(nèi)受擾動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 振動(dòng)軌跡為一橢圓；2）距表面四分之一波長(zhǎng)深處的振幅最強(qiáng)，隨著深度的增加其振幅衰減很 快，實(shí)際上在表面一個(gè)波長(zhǎng)以上的地方，振動(dòng)已近消失。因此應(yīng)用表面筆進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般 只能發(fā)現(xiàn)介質(zhì)表面下一個(gè)波長(zhǎng)深度內(nèi)的缺陷。對(duì)于近表面內(nèi)的缺陷（如表面裂紋）則十分敏 感；3）超聲波表面波在固態(tài)介質(zhì)表面的傳播速度小與介質(zhì)體內(nèi)超聲橫波的傳播速度。2.1.4 板波（lamb波和love波）板波也叫拉姆波，是板材特有的一種波型，它

14、在板材厚度小于入射波波長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生。當(dāng)一 塊薄板粘貼在另一塊不同固體材料上時(shí)，例如厚板表面上有一均勻薄層的情形，這時(shí)產(chǎn)生一 種純橫波，這種波叫做拉甫波。2.2 超聲波檢測(cè)的方法超聲檢測(cè)是利用超聲波的眾多特性（如反射和衍射），通過(guò)觀察顯示在超聲檢測(cè)儀上的有 關(guān)超聲波在被檢材料或工件中發(fā)生的傳播變化，來(lái)判定被檢材料和工件的內(nèi)部和表面是否存 在缺陷，從而在不破壞或不損害被檢材料和工件的情況下，評(píng)估其質(zhì)量和使用價(jià)值。超聲工業(yè)測(cè)量，則是利用代表待測(cè)介質(zhì)的特性或狀態(tài)的諸非聲學(xué)量（如液體的密度、濃 度、粘度、流量、液位和固體的致密度、晶粒度或球化率、彈性、硬度、粘接強(qiáng)度、厚度、 應(yīng)力及溫度等）與描述介質(zhì)聲學(xué)特性

15、的聲學(xué)量（如聲速、衰減、聲阻抗等）之間存在的關(guān)系， 通過(guò)這些關(guān)系來(lái)測(cè)定分析介質(zhì)的特性，評(píng)價(jià)介質(zhì)質(zhì)量和測(cè)出某些與工程有關(guān)的參量。研究超聲檢測(cè)技術(shù)中的聲學(xué)問(wèn)題，構(gòu)成超聲學(xué)的重要分支學(xué)科一一檢測(cè)超聲。超聲檢測(cè) 學(xué)科可分兩大類：一類是利用超聲波在介質(zhì)中的傳播特性而發(fā)展起來(lái)的超聲傳播檢測(cè)法；另 一類是利用超聲作用被檢物體的振動(dòng)特性而發(fā)展起來(lái)的振動(dòng)檢測(cè)法。在傳播檢測(cè)法中又可分 為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩類。超聲檢測(cè)是指用超聲波來(lái)檢測(cè)材料和工件、并以超聲檢測(cè)儀作為顯示方式的一種無(wú)損檢 測(cè)方法。超聲檢測(cè)是利用超聲波的眾多特性（如反射和衍射），通過(guò)觀察顯示在超聲檢測(cè)儀 上的有關(guān)超聲波在被檢材料或工件中發(fā)生的傳播變化，來(lái)

16、判定被檢材料和工件的內(nèi)部和表面 是否存在缺陷，從而在不破壞或不損害被檢材料和工件的情況下，評(píng)估其質(zhì)量和使用價(jià)值。超聲波是頻率大于20 khz的一種機(jī)械波（相對(duì)于頻率范圍在 20 hz20 khz的聲波 而言）。超聲檢測(cè)用的超聲波，其頻率范圍一般在0.25 mhz15 mhz之間。用于金屬材 料超聲檢測(cè)的超聲波，其頻率范圍通常在 0.5 mhz10 mhz之間；而用于普通鋼鐵材料超 聲檢測(cè)的超聲波，其頻率范圍通常為 1 mhz5 mhz。超聲波具有眾多與眾不同的特性，如：聲束指向性好（能量集中）；聲壓聲強(qiáng)大（能量 高），傳播距離遠(yuǎn)；穿透能力強(qiáng)；在界面處會(huì)產(chǎn)生反射、透射（或折射）和波型轉(zhuǎn)換，以及

17、產(chǎn)生衍射等。通常，超聲檢測(cè)采用了不同的技術(shù)： 按波源不同可分為：連續(xù)波、脈沖波； 按波型不同可分為：縱波、橫波、表面波、板波、爬波； 按接收方式不同可分為：回波（反射）、穿透； 按耦合方式不同可分為：接觸式、液浸式； 按探頭數(shù)不同可分為：?jiǎn)翁筋^、雙探頭、多探頭。脈沖回波（脈沖反射）技術(shù)是超聲檢測(cè)中最常用的一種技術(shù)，其所用的超聲波是一種脈 沖波，即波源振動(dòng)持續(xù)時(shí)間很短（通常是微秒數(shù)量級(jí)）、僅在很短一段時(shí)間內(nèi)有振幅（間歇 發(fā)射）的一種機(jī)械波動(dòng)。通常，脈沖回波超聲檢測(cè)的過(guò)程是：由超聲檢測(cè)儀（亦稱超聲波探傷儀）產(chǎn)生脈沖電信 號(hào)，輸入到換能器（或探頭）上，激勵(lì)換能器的壓電晶片發(fā)射脈沖超聲波；超聲波透射（

18、或 折射）進(jìn)入被檢材料或工件中，經(jīng)過(guò)反射或衍射等傳播變化，最終又被換能器的壓電晶片所 接收，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸送回超聲檢測(cè)儀顯示出來(lái)；最后，通過(guò)對(duì)顯示屏進(jìn)行觀察，來(lái)分 析和評(píng)價(jià)被檢材料或工件的內(nèi)部或表面質(zhì)量。超聲檢測(cè)儀的顯示方式通常有三種：a掃描顯示、b掃描顯示、c掃描顯示。2.2.1 超聲傳播檢測(cè)法所謂主動(dòng)式超聲傳播檢測(cè)法是超聲的發(fā)射、傳播、接收及判別的過(guò)程。發(fā)射是指產(chǎn)生一 個(gè)用于檢測(cè)目的的超聲信號(hào)。傳播是指聲信號(hào)與介質(zhì)（包括缺陷）相互作用。接收是指超聲 波信號(hào)的接收、處理及顯示。判別是指區(qū)分（或檢出）介質(zhì)特性或介質(zhì)內(nèi)部的缺陷。所謂被動(dòng)式超聲傳播檢測(cè)法，又稱之為聲發(fā)射技術(shù)。固體材料或構(gòu)件在受

19、外力或內(nèi)力作 用下產(chǎn)生形變或斷裂時(shí)，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。利用這一原理的檢 測(cè)技術(shù)稱聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。2.2.2 超聲振動(dòng)檢測(cè)法所謂超聲振動(dòng)檢測(cè)法是利用被檢物體在外力作用下受激產(chǎn)生振動(dòng)，通過(guò)振動(dòng)特性的測(cè)量 來(lái)探測(cè)缺陷和物體（或介質(zhì)）特性的方法。在這過(guò)程中的聲學(xué)問(wèn)題，是如何激發(fā)物體振動(dòng)， 尋找物體振動(dòng)特性與介質(zhì)中缺陷、介質(zhì)特性的關(guān)系，以及如何測(cè)量反映缺陷和介質(zhì)振動(dòng)特性 等問(wèn)題。3舉例說(shuō)明超聲波檢測(cè)的原理和方法3.1 金剛石復(fù)合片（pdc）的內(nèi)部燒結(jié)質(zhì)量問(wèn)題金剛石層與硬質(zhì)合金層的結(jié)合是否牢固，一直是 pdc生產(chǎn)廠家和用戶備受關(guān)注的問(wèn)題。 作為新型的超硬材料產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi) pdc的

20、產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬，對(duì)外也開(kāi)始 呈現(xiàn)較大批量的出口。在此情況下，如何更好地檢測(cè) pdc的內(nèi)部質(zhì)量，生產(chǎn)出質(zhì)量更可靠的 產(chǎn)品，成了擺在pdc生產(chǎn)廠家面前的一個(gè)需要解決的新問(wèn)題。 據(jù)了解，目前在國(guó)外檢測(cè)pdc 內(nèi)部質(zhì)量情況時(shí)都采用超聲波檢測(cè)方法。3.1.1 超聲波檢測(cè)原理用超聲波檢測(cè)pdc的內(nèi)部質(zhì)量，實(shí)際上是一個(gè)使用超聲波技術(shù)進(jìn)行探傷的過(guò)程。目前使用的超聲探傷原理中，脈沖反射法應(yīng)用最為廣泛。脈沖反射法的基本原理如圖1超聲波探傷儀產(chǎn)生高頻的窄脈沖激勵(lì)探頭，由探頭發(fā)射持續(xù)時(shí)間極短的脈沖超聲波，通過(guò)耦合介質(zhì)在被 探工件中傳播。當(dāng)遇到缺陷或底面等異質(zhì)界面即產(chǎn)生反射，反射的超聲波回波被探頭接收，

21、 并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)在儀器示波屏上顯示反射脈沖回波，根據(jù)回波的狀態(tài)（波形形狀、高度和在時(shí)間軸上的位置）對(duì)工件質(zhì)量狀況予以評(píng)定。圖1超聲波脈沖反射法的檢測(cè)原理從理論上講，對(duì)于一個(gè)結(jié)合面好的 pdc,其金剛石層與硬質(zhì)合金基體應(yīng)完全燒成一個(gè)無(wú) 間隙的pdc,當(dāng)超聲波脈沖通過(guò)金剛石層進(jìn)入兩者結(jié)合的界面，再進(jìn)入硬質(zhì)合金層最后又反 射到探頭，在界面與底面的反射之間應(yīng)見(jiàn)不到其它反射波（或反射波很弱），并且底波與界面波的峰值之比應(yīng)該是越大越好；比值大，一方面說(shuō)明 pdc的顆粒之問(wèn)間隙很小，超聲波損耗 ?。涣硗?，也說(shuō)明界面損耗小，金剛石層 （pcd）與硬質(zhì)合金基體（wc）的結(jié)合更為牢固。但對(duì) 于帶有各種槽型（或齒型

22、）的pdc,因其槽型的結(jié)構(gòu)不同，其結(jié)合界面的反射波也會(huì)有很大區(qū) 別。3.1.2 試驗(yàn)與討論有資料說(shuō)明，超聲c掃描是檢測(cè)陶瓷材料內(nèi)部缺陷位置、大小和分布狀態(tài)的有效方法。 檢出缺陷的大小與所使用的超聲頻率高低有直接的關(guān)系；一般來(lái)說(shuō)，使用的探頭頻率越高， 可檢出的缺陷就越小。用15mhz的探頭對(duì)氮化硅進(jìn)行c掃描，可以檢出？30仙m的氣孔，以 30mhz的探頭對(duì)氧化結(jié)進(jìn)行c掃描，可以清晰地檢出？20m以上的所有氣孔。但對(duì)于pdc 產(chǎn)品的檢驗(yàn)，目前尚未見(jiàn)到有關(guān)的能夠定量的反映檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)資料。通過(guò)一系列的試驗(yàn)和檢測(cè)，我們可以總結(jié)出一些帶規(guī)律性的東西：諸如對(duì)如何使用超聲 波檢測(cè)時(shí)的探頭頻率、探頭的聚焦位

23、置、每次采樣的步進(jìn)距離、采樣的閘門時(shí)間和延遲時(shí)間 等，這些都是在使用超聲波檢測(cè)儀時(shí)有重要意義的參數(shù)。圖像的清晰度與超聲波探頭的頻率和使用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)距離有直接的關(guān)系，當(dāng)探頭 頻率低、步進(jìn)距大時(shí)，圖像就比較粗糙，特別當(dāng)探頭的聚焦點(diǎn)落在邊界上時(shí)，由于能量損失 較大，因而造成圖像的邊界不清晰甚至有些變形（圖像呈現(xiàn)橢圓形）；當(dāng)使用探頭頻率高（100mhz）、步進(jìn)距?。?.04mm）時(shí)，圖像的清晰度就好。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，不光要考慮圖像的質(zhì)量是否越高越好，還要考慮在滿足圖像質(zhì)量 要求的前提下有合適的效率，在探頭頻率高 （100mhz）、步進(jìn)距離?。?.04mm）時(shí)，圖像較好， 但效率很低。因此，在

24、我們做試驗(yàn)時(shí)，一般都采用探頭頻率為50mhz、步進(jìn)距為0.125mm,其原因就是兼顧了圖像質(zhì)量與效率的雙重要求。在試驗(yàn)過(guò)程中可以看到，只要將超聲波檢測(cè)儀調(diào)整好：探頭的垂直度、聚焦點(diǎn)、取樣的 閘門時(shí)間等處于合適的狀態(tài)，并配以合適的耦合介質(zhì)，在探頭頻率為50mhz、步進(jìn)距為0.125mm的條件下，是可以得到滿意的檢測(cè)效果的。不管是 pdc的大面積分層還是只有局 部的、燒結(jié)不完全的缺陷，都可以用超聲波 c掃描的方法直觀地顯現(xiàn)出來(lái)。因此，有的單位 也把此種儀器叫做聲學(xué)顯微鏡。c掃描的檢測(cè)方法顯示的缺陷是一個(gè)投影圖像，可以確定缺陷的平面位置，但不能精確 地確定它的深度位置。另外，在pdc的合成過(guò)程中，由

25、于高溫和超高壓的作用，使得pdc的 合金基體可能會(huì)產(chǎn)生變形；在將pdc的毛坯變?yōu)槌善返募庸み^(guò)程中，如在研磨金剛石表面和 用平面磨硬質(zhì)合金底面時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生pdc的金剛石層（或硬質(zhì)合金基體）稍微偏斜的現(xiàn)象，這 些現(xiàn)象在c掃描圖像中也會(huì)反映出其形狀、位置的變化；同時(shí)，也會(huì)使探頭焦點(diǎn)不能準(zhǔn)確地 聚焦在某一層面上，使圖像出現(xiàn)色澤層次上的變化。綜上所述可以看到，采用超聲波是c掃描檢測(cè)，可以清晰地觀察到pdc的內(nèi)部燒結(jié)情況。c掃描的方法檢測(cè)pdc的最大好處就是直觀，我們可以從顯示器上對(duì)pdc內(nèi)部的各種缺陷的位置、形狀和類型進(jìn)行定位、定性與判斷，即使不是很了解超聲波的人，也可以根據(jù)圖像 判斷pdc的優(yōu)劣，從而

26、進(jìn)行檢驗(yàn)和選擇。3.2 縫焊的超聲波檢測(cè)3.2.1 滾焊機(jī)滾輪和超聲波探頭滾焊機(jī)滾輪載有很大的焊接電流，滾輪進(jìn)行改裝后如圖2,將探頭安裝在滾輪上，改裝時(shí)要保證滾輪的旋轉(zhuǎn)不影響探頭垂直掃射縫焊接頭。3.2.2 超聲波檢測(cè)原理利用超聲波檢查，能判斷出熔核的規(guī)定尺寸是否已經(jīng)形成，可靠地探出未焊透和虛焊。以超聲穿透法為基礎(chǔ)，在焊接過(guò)程中用單個(gè)探頭測(cè)量通過(guò)焊縫的超聲回波高度，將此作為時(shí) 問(wèn)函數(shù)。用這樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來(lái)探測(cè)熔核形成的條件和計(jì)算它的面積。滾輪探頭縫焊接頭反射面圖2滾焊機(jī)滾輪和超聲波探頭圖3熔核面積、超聲回波高度和焊接周期關(guān)系如圖3,將滾焊過(guò)程分為6階段，各階段簡(jiǎn)述如下。第1階段：滾輪施壓，但未通

27、電。 第2階段：電極通電，引起滾輪和焊接材料間以及焊接材料相互間的熱變形，從而改善了表 面接觸狀態(tài)，使超聲波得以通過(guò)。第3階段：焊接材料開(kāi)始熔化，形成固相和液相的混合體， 從而減少了超聲波的透射。第 4階段：開(kāi)始形成完全熔化，超聲波的透射在達(dá)到最小值之后 再次增加。第5階段：熔核隨通電時(shí)間成線性增長(zhǎng)。第 6階段：當(dāng)熔核直徑增長(zhǎng)到等于或大 于電極或超聲波束截面時(shí)，超聲波的透射達(dá)到飽和。第6階段過(guò)后，新的一個(gè)焊接循環(huán)開(kāi)始。 3.2.3超聲波檢測(cè)縫焊的討論在縫焊加工過(guò)程中，由于焊機(jī)性能不穩(wěn)定、電壓波動(dòng)、焊接工藝不恰當(dāng)，加之縫焊是電 氣和機(jī)械共同的結(jié)果，焊縫質(zhì)量的好壞與所施加的電流、電壓、溫度、壓力、

28、脈沖時(shí)間等因 素有關(guān)，而這些因素都不可能同時(shí)控制得十分穩(wěn)定，所以未焊透和虛焊是縫焊經(jīng)常產(chǎn)生的缺 陷。而經(jīng)常采用的目視、密封、撕破、金相、低倍、機(jī)械性能等破壞性檢驗(yàn)方法很難實(shí)現(xiàn)焊 縫的百分之百檢測(cè)，而超聲波檢測(cè)因其靈敏度高、低成本、高效率、不受焊縫高溫限制等優(yōu) 點(diǎn)完全實(shí)現(xiàn)了滾焊焊縫的百分之百無(wú)損檢查。3.3 微控制器與超聲波技術(shù)在汽車倒車檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用3.3.1 倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)盲區(qū)內(nèi)障礙物的探測(cè)倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)所采用的超聲波傳感器技術(shù)可以探測(cè)到附近的障礙物，為駕駛員提供倒車警告和輔助泊車功能，其原理是利用超聲波探測(cè)倒車路徑上或附近存在的任何障礙物 ，并及時(shí) 發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)可以同

29、時(shí)提供聲光并茂的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)警告 ，其警告表示是探測(cè)到 了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣，在狹窄的地方不管是泊車還是開(kāi)車，借助倒車障礙 報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)，駕駛員心理壓力就會(huì)減少，并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。而這種 pic 18f8490微控制器與超聲波傳感器很便宜，并且可以用在眾多車型上。那末什么是基于超聲波傳感器的倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)呢？為此應(yīng)先了解超聲波傳感器的有 關(guān)技術(shù)問(wèn)題3.3.2 超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與工作程式（見(jiàn)圖1所示）由發(fā)送傳感器（或稱超聲波發(fā)送器）、接收傳感器（或稱超聲波接收器）、控制部分與電源部 分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為 15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器

30、作用 是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超聲波能量并向空中幅射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收超聲波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，將其變換成電能量，作為傳感器接收器 的輸出，從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè).而實(shí)際使用中，用發(fā)送傳感器的陶瓷振子的也可以用做 接收器傳感器社的陶瓷振子.控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和 計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制.超聲波傳感器的電源（或稱信號(hào)源）可用dc12vz 10%或24v± 10%.若對(duì)發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為 40khz的壓電陶瓷片（雙晶振子）施加40khz高頻電壓，則壓 電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長(zhǎng)與縮短，于是發(fā)送40k

31、hz頻率的超聲波，其超聲波以疏 密形式傳播（疏密程度可由控制電路調(diào)制），具超聲波波形見(jiàn)圖1所示,并傳給超聲波接收器.接 收器是利用壓電效應(yīng)的原理，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，則產(chǎn)生一面為" + 極，另一面為”-極的40khz正弦電壓.因該高頻電壓幅值較小，故必須進(jìn)行放大.根據(jù)超聲波傳感器等效電路與阻抗特性可知，對(duì)發(fā)送傳感器而言，工作于串聯(lián)諧振，即諧振 頻率fr處阻抗zr最低，故能供給最大功率，能用較大振動(dòng)傳感器；而對(duì)接收傳感器而言，工作于并 聯(lián)諧振，即諧振頻率f a處阻抗za最高，難供大功率，但阻抗za高就能得到較大振幅信號(hào)，所以f a 處用作傳感器具靈敏度高.倒車撿

32、測(cè)障礙系統(tǒng)超聲換能器的工作方式為反射式，即發(fā)送傳感器換能器發(fā)射40khz頻率的超聲波，迂到障礙后反射被接收傳感器的換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，見(jiàn)圖2所示.其傳播介質(zhì)為空氣.發(fā)送熟能舞接收換能累為倒車覆褐物檢測(cè)系線超聲波傳感器 日（整能器）反射方式示意圖3.3.3 基于超聲波微控制器技術(shù)的倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖3為汽車倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖,設(shè)計(jì)方案包括：ic1主控器-為用microchip的 pic 18f8490微控制器作為汽車倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)的主控器；發(fā)送部份（即發(fā)送超聲波傳感器） 與接收部份（即接收超聲波傳感器）；溫度傳感器（tc1047a）、通信接口 rs-232驅(qū)動(dòng)器以及與

33、lcd或led顯示器等外圍電路組成。用eie片而叫口微控制器薜主在理容i 發(fā)送御調(diào)棚i（方波茹，*蟀超adsfettci428eepmjm定時(shí)獸1蠲感器版寬調(diào)制器2接收超聲波隹感器 隱隰部分）五甬菽麗斯土石后贏而云至 麗寤 區(qū)1與飛送超聲傳感器和授收超聲隹序器及皿果示器等狙成倒軍隨礙檢淵系統(tǒng)方褰設(shè)計(jì)總框示意圖dc-dc陡縱我ucf1ss0運(yùn)直 效大期溫度有渡像tc1d47a/d <ss-232可編程 快閃存調(diào)制器1lcd最不r -一 ，日日日日3.3.4 用微控制器作為檢測(cè)系統(tǒng)的主控器微控制器是倒車檢測(cè)系統(tǒng)的核心。 而microchip的pic 18f8490微控制器它非常適合于汽車 車

34、身控制這類應(yīng)用。因它是一種有片上lcd驅(qū)動(dòng)控制模塊功能的閃存、電源管理的單片機(jī)，即運(yùn)行速率為10mips-10百萬(wàn)指令每秒（mips）,16kb閃存存儲(chǔ)器、768字節(jié)ram,具有一個(gè) lcd控制器、兩個(gè)pwm、兩個(gè)比較器和四個(gè)定時(shí)器，見(jiàn)圖3中間ic1所示。因此它是倒車檢 測(cè)超聲波傳感器應(yīng)用的高集成解決方案的主控部分。該微控制器采用納瓦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電源管 理功能，可以顯著提高功效和系統(tǒng)可靠性，可滿足包括在休眠模式下驅(qū)動(dòng) lcd顯示在內(nèi)的低 功耗設(shè)計(jì)要求。其系列產(chǎn)品可針對(duì)不同的嵌入式控制應(yīng)用提供高達(dá)192段lcd的驅(qū)動(dòng)，備有各種封裝尺寸和集成特性。發(fā)送器部分的控制發(fā)送器是以每秒4-5次比率，在1ms

35、期間發(fā)送40khz脈沖方波，為了產(chǎn)生發(fā)射脈沖鏈，可以 采用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，以驅(qū)動(dòng)超聲換能器，其驅(qū)動(dòng)器是 microchip的tcl428 mosfet驅(qū)動(dòng)器見(jiàn)圖 3左側(cè)所示。因?qū)嶋H超聲波傳感器特性的標(biāo)準(zhǔn)頻率均為 40khz，這樣發(fā)送器發(fā)送的40khz脈沖 方波鏈盡管是一個(gè)通用發(fā)送頻率，但并非超聲頻率固定不變，可以根據(jù)盲區(qū)范圍及障礙物遠(yuǎn)近 作出選擇，標(biāo)準(zhǔn)頻率（或稱中心頻率）愈高測(cè)距越短，而分辯率越高，常見(jiàn)超波傳感器標(biāo)準(zhǔn)頻率有 30khz、 4khz、 75khz 等.當(dāng)發(fā)送器發(fā)送第一個(gè)脈沖的上升沿時(shí)刻定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)數(shù).由于要求脈沖鏈的電壓振幅比系統(tǒng)電壓（+5v）高（這是由換能器所需信號(hào)源決定的），所

36、以這個(gè)發(fā)送器部分應(yīng)含有一個(gè)升壓電 路。這兒采用一種簡(jiǎn)單的有效升高電壓的方式 ，即使用microchip的mcp1650升壓dc/dc控 制器，它只需要一個(gè)電容、一個(gè)電感和兩個(gè)電阻就可以輕松選擇需要的輸出電壓。主控器ic1 中pwm1（脈寬調(diào)制器）的作用是調(diào)節(jié)升壓電路的輸出電壓為一恒定值。接收器部分的控制接收器部分包括一個(gè)超聲波接收換能器、放大器、濾波器和一個(gè)比較器見(jiàn)圖3左側(cè)下所示。 接收換能器的輸出是一個(gè)低振幅正弦波，其頻率與發(fā)射脈沖鏈頻率相同。為了對(duì)換能器輸出 的信號(hào)進(jìn)行放大，可采用 microchip的mcp6293運(yùn)算放大器。這個(gè)運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是，雖 然封裝較小，但卻擁有10mhz的帶

37、寬和引腳可選的低功耗模式?？蓪⑤敵鲂盘?hào)傳送lc帶通濾波器電路（又稱振幅探測(cè)電路）,該帶通濾波器的中心頻率（標(biāo)準(zhǔn)頻率）與接收器的標(biāo)準(zhǔn)頻率 40khz相同.這個(gè)振幅探測(cè)電路的作用是將接收到的脈沖轉(zhuǎn)換為一個(gè)平滑、完整的波形，其高頻 噪聲被過(guò)濾掉，這樣一個(gè)被探測(cè)到的信號(hào)就形成了。然后這個(gè)信號(hào)被傳送到比較器與衰減電 壓進(jìn)行比較.需要說(shuō)明的是，該比較器的參考電壓是一個(gè)衰減電壓（由rc阻容電路產(chǎn)生），這樣 該衰減參考就會(huì)隨時(shí)間不斷衰減接收到的信號(hào).直至小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離值時(shí)，則定時(shí)器1 仃止計(jì)數(shù).3.3.5 超聲波傳感器的選擇與參數(shù)可選用國(guó)產(chǎn)tc40-167r系列或ma40s2s（發(fā)送傳感器）、ma40

38、s2r（接收傳感器）超聲波傳 感器.其主要參數(shù)為（以tc40-167r為例）:標(biāo)準(zhǔn)頻率40i0.1khz;靈敏度（db）*8;聲壓（db） >114; 方向角（度）60;靜電容量/pf-2500;工作溫度（c）- 20 c -+70 c ;有效距離> 15m反射接收有效距離 為 4m-7m.關(guān)于對(duì)倒車障礙物的探測(cè)距離計(jì)算顯示撿測(cè)系統(tǒng)在探測(cè)到障礙物時(shí)向駕駛員發(fā)出警告，而新型汽車倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí) 際使用環(huán)境采用多套發(fā)送與接收超聲波傳感器來(lái)擴(kuò)大探測(cè)范圍，從而提高對(duì)障礙物的正確度，即將距離最近的障礙物探測(cè)到并作出顯示，故該倒車障礙物撿測(cè)系統(tǒng)的lcd或led顯示器顯 示出的數(shù)字是最

39、近障礙物的距離。超聲波測(cè)量距離的計(jì)算方法超聲波是以脈沖用的形式向外發(fā)送的，脈沖頻率即中心頻率（或稱標(biāo)準(zhǔn)頻率）。pic l8f8490主控器的定時(shí)器1（見(jiàn)圖3的ic1內(nèi)所示）從發(fā)射第一個(gè)脈沖的上升沿時(shí)刻開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到主 控器收到不斷衰減的接收信號(hào)小于設(shè)定值（即當(dāng)距離小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定值）時(shí)定時(shí)器1停止計(jì) 數(shù)。因此，所測(cè)量出的時(shí)間問(wèn)隔（發(fā)射信號(hào)和接收到的反射信號(hào)之間的時(shí)間差）t乘以聲速就等于被測(cè)距離l的兩倍（24l）。若超聲波在溫度t時(shí)的傳播速度為v,則微控制器就可以 計(jì)算出汽車和障礙物之間的距離，其計(jì)算被測(cè)距離的公式為：為此，只要當(dāng)距離小于一個(gè)預(yù)先設(shè)定值時(shí)，非但有顯示而且就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。3.

40、3.6 有關(guān)提高倒車檢測(cè)系統(tǒng)性能與精度的解決換能器選擇與安裝根據(jù)所需要的精度、距離和系統(tǒng)成本，有幾種不同的實(shí)施方案可供選擇。換能器的頻率和 功率越大，精度就越高。換能器頻率越高，具體積越小，也就使得系統(tǒng)可以更簡(jiǎn)便地安裝到 汽車上。頻率低的換能器也有好處，其探測(cè)范圍更大，更容易探測(cè)到換能器周圍的物體。一 種可降低干擾的廉價(jià)技術(shù)是，在接收換能器周圍加一根3厘米的管子，這樣就可以集中接收有效信號(hào)，并增加方向性。影響系統(tǒng)性能下降的一個(gè)重要因素是，在發(fā)射器和揚(yáng)聲器之間的申擾。只有發(fā)射脈沖在接 收換能器中的作用徹底消失，接收信號(hào)才能被探測(cè)到。在這兩個(gè)組件之間盡可能減少機(jī)械耦 合很重要?？刹捎玫募夹g(shù)是，將每

41、個(gè)換能器安裝在不同的pcb上。如果它們共用一個(gè)基板，可以在換能器后面放一塊薄的泡沫塑料。如果發(fā)射-接收運(yùn)用單換能器解決方案，那么應(yīng)該通 過(guò)軟件在發(fā)射之后和啟用接收部分之前設(shè)置一個(gè)足夠長(zhǎng)的延遲。應(yīng)該避免給換能器增加任何 保護(hù)涂層。所有這些技術(shù)都能改進(jìn)超聲系統(tǒng)的性能 關(guān)于系統(tǒng)精度的提高溫度傳感器消除該項(xiàng)誤差由于當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)超聲波的傳播速度也隨之改變，這將會(huì)引起測(cè)距誤差。利用溫 度傳感器tc1047a測(cè)量空氣溫度再送主控器中的 a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，即可消除該項(xiàng)誤 差。改善接收器lc帶通濾波器效果，可以增加信號(hào)保真度和系統(tǒng)精度。反射信號(hào)的額外增益級(jí) 對(duì)增加探測(cè)范圍和提高精度也有幫助。上述

42、類型的汽車倒車障礙檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是微控制器和超聲波傳感器相結(jié)合的應(yīng)用技 術(shù),是提高駕駛安全與體驗(yàn)的一個(gè)解決方案。由于系統(tǒng)可以識(shí)別駕駛盲區(qū)內(nèi)的障礙物，司機(jī)駕 駛起來(lái)會(huì)更加得心應(yīng)手。通過(guò)方案比較 該基于微控制器技術(shù)倒車障礙物撿測(cè)系統(tǒng)比單純用硬件電路系統(tǒng)（例內(nèi)置有發(fā)送接收電路的lm1812芯片及外圍電路組成的撿測(cè)系統(tǒng)）要方便靈活得多，因?yàn)榭捎贸浞职l(fā)揮軟件技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，既可根據(jù)運(yùn)行與泊車環(huán)境需要增加功能又替代很多硬件電路，使倒車障礙物撿測(cè)系統(tǒng)更可靠準(zhǔn)確.4超聲檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)超聲檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年應(yīng)用發(fā)展，現(xiàn)在各行各業(yè)的檢測(cè)技術(shù)也初具規(guī)模。關(guān)于整個(gè)超聲 檢測(cè)的發(fā)展，我們無(wú)法概述全面，下面僅從以下幾個(gè)方面

43、來(lái)討論超聲檢測(cè)在相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 趨勢(shì)。4.1 超聲檢測(cè)在地下管道方面的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)的地下管道檢測(cè)技術(shù)仍處于起步探索階段，大部分管線不僅沒(méi)有使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，而且各種檢測(cè)管道腐蝕技術(shù)也大都停留在管外檢測(cè)，方法傳統(tǒng)落后。管道的各種智能檢測(cè)爬機(jī)仍在研究中，成熟的產(chǎn)品尚未開(kāi)發(fā)出來(lái)。盡管某些科研單位已研制出了幾種功能 樣機(jī)，但它們只能對(duì)空管道進(jìn)行檢測(cè)，很難滿足實(shí)際要求。由于國(guó)外的智能檢測(cè)爬機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，通常是幾百萬(wàn)元一套儀器?，F(xiàn)在我國(guó)的大部分油田都沒(méi)有引進(jìn)這種設(shè)備， 而只是采用傳統(tǒng)的管道外檢測(cè)方法，這就無(wú)法對(duì)埋地管道腐蝕受損情況進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)，從而造成了一些重大損失。止匕外，從國(guó)內(nèi)有的管

44、道技術(shù)公司買進(jìn)的超聲波爬機(jī)和漏磁爬 機(jī)的使用情況來(lái)看，使用超聲爬機(jī)檢測(cè)中存在的最大問(wèn)題就是，我國(guó)的石油大部分是稠油， 石油在管道內(nèi)的結(jié)蠟較厚，每次探測(cè)都需清洗數(shù)次，但檢測(cè)時(shí)在管壁上和液體介質(zhì)中仍有少 量的蠟片存在，這些蠟片往往嚴(yán)重影響了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致了檢測(cè)精度的降低。 而漏磁爬機(jī)檢測(cè)時(shí)雖不受蠟片的影響，但其檢測(cè)精度不如超聲爬機(jī)高，對(duì)管道上的軸向裂縫 檢測(cè)還有一定的困難，而且由于漏磁技術(shù)是檢測(cè)管道壁厚的間接檢測(cè)方法，用其檢測(cè)的數(shù)據(jù) 實(shí)現(xiàn)直觀顯示管壁的缺陷也比較困難。從上述分析可知，用智能爬機(jī)在管道內(nèi)檢測(cè)管道腐蝕 狀況已成為現(xiàn)在世界石油天然氣行業(yè)的趨勢(shì)，而且目前管道內(nèi)智能爬機(jī)在國(guó)內(nèi)尚屬

45、一項(xiàng)新技術(shù)，所以我國(guó)應(yīng)針對(duì)國(guó)外智能爬機(jī)的不足之處，結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，在管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)技術(shù)方面加大研究的力度， 研制開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的智能檢測(cè)爬機(jī)， 并進(jìn)一步提高爬機(jī)檢 測(cè)時(shí)的抗干擾能力，完善檢測(cè)數(shù)據(jù)的視圖工具。4.2 激光超聲檢測(cè)技術(shù)在材料評(píng)價(jià)上的發(fā)展趨勢(shì)從專業(yè)應(yīng)用的角度看激光超聲檢測(cè)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，解決了一些關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，例 如過(guò)去的激光超聲檢測(cè)技術(shù)，對(duì)自由選擇超聲波的模式和頻率確有一定困難，但這個(gè)問(wèn)題著 實(shí)獲得了明顯的進(jìn)展，模式和頻率相對(duì)比較容易選擇；又如為了克服使用上的制約，粗糙面 上超聲波檢測(cè)精度的提高是必不可少的，fabry-perot干涉儀的使用使焦點(diǎn)尺寸的效果有了大 幅度

46、的提高；再如，盡管激光超聲檢測(cè)技術(shù)與常規(guī)的接觸法和水浸法相比，靈敏度偏低，但 對(duì)光束的自動(dòng)掃描技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用例，還是經(jīng)常見(jiàn)諸報(bào)導(dǎo)。但是，從今后發(fā)展必須解決的一些實(shí)際問(wèn)題角度看，信噪比的提高、系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性、系統(tǒng)的小型化、成本的降低等 各方面的進(jìn)一步發(fā)展，都是必不可少的。結(jié)束語(yǔ)超聲波檢測(cè)技術(shù)作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的重要手段之一，在其發(fā)展過(guò)程中起著重要的作用，它 提供了評(píng)價(jià)固體材料的微觀組織及相關(guān)力學(xué)性能、檢測(cè)其微觀和宏觀不連續(xù)性的有效通用方 法。由于其信號(hào)的高頻特性，超聲波檢測(cè)早期僅使用模擬量信號(hào)的分析，大部分檢測(cè)設(shè)備僅 有a掃描形式，需要通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的無(wú)損檢測(cè)人員對(duì)信號(hào)進(jìn)行人工分析才能得出正確的

47、結(jié)論， 對(duì)檢測(cè)和分析人員的要求較高。因此，人為因素對(duì)檢測(cè)的結(jié)果影響較大，波形也不易記錄和 保存，不適宜完成自動(dòng)化檢測(cè)。八十年代后期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和高速器件的不斷發(fā)展，使超聲波信號(hào)的數(shù)字化采集和分 析成為可能。這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)減少了超聲波無(wú)損檢測(cè)中人為的因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使波 形能記錄和保存，并達(dá)到檢測(cè)結(jié)果的直觀性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了超聲波檢測(cè)分析和成像處理。使 得工業(yè)中超聲波檢測(cè)自動(dòng)化成為可能。如今，超聲波測(cè)試把超聲波作為一種信息載體， 它已在海洋探查與開(kāi)發(fā)、無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)、 醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域發(fā)揮著不可取代的獨(dú)特作用。一些重要的零部件的失效會(huì)造成災(zāi)難性的事故， 如航空、航天器、潛水艇等，而一些制造或使用過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷常常又不是在表面上，也 不易用肉眼觀察到，因此需要借助先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。在海洋應(yīng)用中，超聲波可 以用來(lái)探測(cè)魚群或冰山、潛艇導(dǎo)航或傳送信息、地形地貌測(cè)繪和地質(zhì)勘探等。在檢測(cè)中，利 用超聲波檢驗(yàn)固體材料內(nèi)部的缺陷、材料尺寸測(cè)量、物理參數(shù)測(cè)量等。在醫(yī)學(xué)中，可以利用 超聲波進(jìn)行人體內(nèi)部器官的組織結(jié)構(gòu)掃描（b超診斷）和血流速度的測(cè)量（彩超診斷）等。超聲波探傷是利用超聲波的指向性、反射性和穿透性來(lái)探測(cè)缺陷的大小、數(shù)量及位置，其 優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣（可檢查厚度 100cm鋼材內(nèi)部裂紋和其他缺陷，也可檢測(cè)表面裂紋）、靈 敏度高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便