实验九固体内缺陷之超声波量测法

1、實驗九 固體內缺陷之超聲波量測法一、 實驗目的： 利用超聲波在固體中傳輸的特性量測系統進行超聲波缺陷檢測。首先先進行聲速的量測，藉由量測所得的聲速以及回波波列中缺陷回波在時間軸上的位置反推缺陷固體的位置。二、 實驗儀器：傳輸時間量測儀高頻脈波產生器和接收器超聲波接收放大器金屬缺陷樣本A551S超聲波換能器(中心頻率5.0 MHz)三、 實驗原理：1. 超聲波聲速量測： V 超聲波聲速 V = 2L/t L 量測所得的樣本厚度 t 脈波回波的間隔時間2. 超聲波缺陷位置標定： 以超聲波回波與回波之間的波形進行分析，由回波波形中，可量測出缺 陷所造成之波包與經由底部反射之波包的時間間隔 t， 2L

2、= V t 其中，L代表缺陷與量測表面之間的距離四、 實驗步驟：1. 開啟傳輸時間量測儀及其內部之ScanView Plus軟體2. 打開超聲波接收放大器開關，將增益(gain)先調為03. 先將pulser voltage 調至100 Vp4. 將transducer frequency 調至 5-6 MHz5. 量測金屬缺陷樣本厚度6. 將金屬缺陷樣本表面擦拭乾淨並塗上一層薄層耦合劑，務必將耦合劑 塗抹均勻7. 將超聲波產生及接收器接觸樣本，移動transductor至無缺陷區8. 在ScanView Plus視窗中點選 Ultrasonics Thickness Gage 9. 點選Ca

3、librate，填入所量得之金屬缺陷樣本厚度，再按Measure10. 重複9，再按Calibrate即可量出聲速11. 移動transducer至缺陷區，觀察波形的變化12. 由缺陷所造成之第一及第二回波間的波包位置與第一回波的間距13. 計算1/2(時間間距)與聲速的乘積，此即為缺陷與樣本表面之距離 14. 將測試樣本翻面，再作一次。並計算缺陷在表面下之距離，與13所得相加則為標本厚度15. 量測時畫下缺陷回波的波形和波高16. 比較15所得判斷並推測缺陷的大小五、 實驗裝置圖： 厚度延遲時間聲速六、 實驗數據：一.聲速量測:二.缺陷位置:延遲時間差缺陷距表面距離缺陷1缺陷2缺陷3缺陷4缺

4、陷5缺陷6三.樣本翻面：延遲時間差缺陷距表面距離缺陷1缺陷2缺陷3缺陷4缺陷5缺陷6七、參考資料 1. Garl W. Garland (Warren P. Mason and R. N. Thurston Ed.). Physical Acoustics . Academic Press. New York and Landon. pp. 51148 (1964).2. Heinrich Kuttruff. Ultrasonics Fundamentals and Applications. Elsevier Applied Science, London / Elsevier Science Pub. Co., New York (1991).3. B. Bhatia. Ultrasonic Absorption: an Introduction to The Theory of Sound Absorption and Dispersion in Gases, Liquids, and Solids. Dover Publications. New Y