无损检测超声波PPT教案

1、无损检测超声波无损检测超声波第1页/共124页第2页/共124页产生产生机械振动机械振动，此现象称为，此现象称为逆逆压电效应压电效应。具有压电效应的晶体材料就称具有压电效应的晶体材料就称为为压电材料压电材料。第3页/共124页/b. 施加交流电场时内部质点产生振动施加交流电场时内部质点产生振动a.拉伸或压缩时表面产生电拉伸或压缩时表面产生电荷荷正压电效应/逆压电效应 第4页/共124页第5页/共124页第6页/共124页第7页/共124页第8页/共124页第9页/共124页第10页/共124页C = f = 常数常数。第11页/共124页注意注意: 超声波检测过程常采超声波检测过程常采用用脉冲

2、波脉冲波。第12页/共124页，声能越集中声能越集中。第13页/共124页第14页/共124页第15页/共124页第16页/共124页第17页/共124页第18页/共124页第19页/共124页主声轴主声轴 N近场区长度N=D2 /4超声场及 近场区 压电晶片第20页/共124页第21页/共124页第22页/共124页第23页/共124页实际探测时，超声波探伤仪示实际探测时，超声波探伤仪示波屏上的波高波屏上的波高h能够反映声波的能够反映声波的衰减状况。衰减状况。第24页/共124页T TB1B2B6第25页/共124页第26页/共124页ip0p2)2(cosxtcAp第27页/共124页cA

3、pmmp第28页/共124页第29页/共124页2/cmw22222112121mmcVcpcAI第30页/共124页第31页/共124页第32页/共124页W透透W反反w入入第33页/共124页 界面材料界面材料 反射系数反射系数K % 钢钢钢钢 0 钢钢变压器油变压器油 81 钢钢有机玻璃有机玻璃 77 钢钢水水 88有机玻璃有机玻璃变压器油变压器油 17 钢钢空气空气 100 有机玻璃有机玻璃空气空气 100第34页/共124页第35页/共124页第36页/共124页12120ZZZZpprr第37页/共124页12202ZZZpptt212120)(ZZZZIIRr第38页/共124页

4、212210)(4ZZZZIITt第39页/共124页第40页/共124页第41页/共124页第42页/共124页a)钢钢-水入射水入射 b)水水-钢入射钢入射第43页/共124页第44页/共124页22/d第45页/共124页222222222sin)1(4112sin)1(41dmmdmmr22222sin)1(4111dmmt第46页/共124页2m222 nd1, 0tr4)12(2nd0t02d42d第47页/共124页321ZZZ2222231222231312sin)(2cos)(4dZZZZdZZZZT第48页/共124页222 nd23131)(4ZZZZT第49页/共124

5、页4) 12(2nd312ZZZ 1)(42231231ZZZZZZT422d231ZZ 312ZZZ第50页/共124页422d第51页/共124页第52页/共124页超声波的超声波的绕射现象绕射现象第53页/共124页 S1 L1S2 L2 L LLoL L入射纵波；入射纵波；纵波入射角；纵波入射角；L1L1反射纵波；反射纵波；L纵波纵波L1L1反射角；反射角；S1反射横波；反射横波；横波横波S1反射角；反射角；L2 折射折射纵波；纵波；L纵波纵波L2折射角；折射角；S2 折射折射横波；横波；横波横波S2折射角。折射角。第54页/共124页第55页/共124页第56页/共124页第57页/

6、共124页2211LLSSSSLLLCSINCSINCSINCSINCSIN（26) S1 L1S2 L2 L LL第58页/共124页 CL1CL2 , CL1 CS2 CL2 ,必有必有 SL ；且；且 ，S ，L ；)sinarcsin(21lCCLL)sinarcsin(21sCCsL第59页/共124页入射角入射角介于介于第一临界角、第二第一临界角、第二临界角临界角之间。之间。第60页/共124页1Lc1ScLSS090L090L11arcsinLSIIIScc第61页/共124页第62页/共124页第63页/共124页第64页/共124页第65页/共124页tatpppp00app

7、t0ptpap第66页/共124页第67页/共124页工件工件内部缺陷内部缺陷的的有无、大小和有无、大小和位置位置。见下图：。见下图：第68页/共124页 a.无缺陷无缺陷 b.小缺陷小缺陷 c. 大缺陷大缺陷TBTTBFF第69页/共124页第70页/共124页第71页/共124页应用特点：应用特点：能够发现与探测面能够发现与探测面平行或接近平行的面积型缺陷平行或接近平行的面积型缺陷和体积型缺陷。和体积型缺陷。对体积型缺陷的检出率较高。对体积型缺陷的检出率较高。第72页/共124页第73页/共124页第74页/共124页缺陷长度缺陷长度探头移动距离探头移动距离6db波高波高波高包络线波高包络

8、线 探头探头第75页/共124页；第76页/共124页25050孔径可改变为：孔径可改变为： 2， 3， 4， 6；探头探头平底孔距探测面的距离为：平底孔距探测面的距离为：5，10，15，20，25，30，35，40，45第77页/共124页波幅波幅距离距离mm评定线评定线 定量线定量线报废线报废线dB第78页/共124页不同的特点不同的特点。要做要做动态分析动态分析！第79页/共124页的经验的经验。各种现代超声检测技术的出现，各种现代超声检测技术的出现，大大提高了缺陷定性的准确性。大大提高了缺陷定性的准确性。第80页/共124页垂直垂直水平水平环绕环绕转角转角第81页/共124页第82页/

9、共124页.系数系数K)超声波频率超声波频率:f.第83页/共124页TTTFB a. 无缺陷无缺陷 b.有缺陷有缺陷 c.端角波端角波第84页/共124页反射就对准了缺陷。第85页/共124页oBP1P0.5bF缺陷水平距离缺陷水平距离 L声程声程Sh第86页/共124页工件工件缺陷缺陷Lh第87页/共124页工件工件缺陷缺陷Lhh第88页/共124页Ssin 。第89页/共124页铅直铅直水平水平环绕环绕转角转角第90页/共124页工件工件XyLY= yLAAFLyhFAA第91页/共124页 L100 =2 L50第92页/共124页R50R10030091L50L100100200第9

10、3页/共124页衰减器衰减器增增益益脉冲移位脉冲移位深度微调深度微调深度粗深度粗调调电源指示电源指示电源开关电源开关第94页/共124页水平移位旋纽和深度调节旋纽。水平移位旋纽和深度调节旋纽。否则，就会破坏刚刚调好的定否则，就会破坏刚刚调好的定位关系。位关系。第95页/共124页第96页/共124页外壳外壳压电晶片压电晶片引线引线阻尼块阻尼块 第97页/共124页o有机玻璃楔块有机玻璃楔块阻尼材料阻尼材料压电晶片压电晶片引线引线握柄握柄外壳外壳入射点入射点第98页/共124页当入射角 AL 一定时, 探头的折射角 BS 是一个随透声斜楔材料、检测对象材质变化的, 即 K 值并非一定值第99页/

11、共124页按按水平水平1:1定位法定位法进行初始定进行初始定位。位。第100页/共124页衰减器衰减器增增益益脉冲移位脉冲移位深度微调深度微调深度粗深度粗调调电源指示电源指示电源开关电源开关第101页/共124页第102页/共124页试块中精心设计了各种人工反射体，并进行了科学布置。第103页/共124页第104页/共124页高高H=225mm；直径直径70mm；底部平底孔底部平底孔2mm；孔深孔深h=25mm.作用：标定仪器灵敏度！作用：标定仪器灵敏度！第105页/共124页R50R10030091L50L100100200第106页/共124页第107页/共124页第108页/共124页度

12、度之间的之间的差值差值。用。用dbdb数数表征。表征。该值越大，表明该系统的组该值越大，表明该系统的组合灵敏度越好。即合灵敏度越好。即灵敏度余量灵敏度余量越大。越大。第109页/共124页（组合盲区测定是实验内容组合盲区测定是实验内容之一之一）第110页/共124页T盲盲区区100 80 60 40 20 0F第111页/共124页第112页/共124页30091100200两个人工反射体两个人工反射体直探头直探头85第113页/共124页2030首先找到两个反射体的回波首先找到两个反射体的回波A、B ；将二者调至满量程的将二者调至满量程的2030；记下此时的衰减器读数记下此时的衰减器读数S1

13、.然后将回波然后将回波A、B 的谷底调至原来波高，即满量程的的谷底调至原来波高，即满量程的2030；记下此时的衰减器读数；记下此时的衰减器读数S2.最后计算出衰减器的改变量最后计算出衰减器的改变量 S=S1 S2 即为该探伤系统的即为该探伤系统的组合分辨力组合分辨力！第114页/共124页TE = E1/E2E = E1/E2100%100%E1E2第115页/共124页左侧左侧右侧右侧探测面：分为上、下面；探测面：分为上、下面；探测区：分为左、右侧；探测区：分为左、右侧；探头所在位向分为：探头所在位向分为： 1、2、3、4 四种位置。四种位置。1234第116页/共124页12克服死区的克服死区的策略策略是：是： 运用一次反射法运用一次反射法! !2第117页/共124页L第118页/共124页为为基准声强基准声强。数值是：数值是：1016 W/CM2.第119页/共12