超声波探伤培训课件

无损检测概论声学基础知识

超声波的产生，探头与声场

探伤原理（透射、反射、串列）

探伤仪，数据显示（A-扫描，B-扫描，C-扫描）

耦合方法

探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸）

探伤仪的调整（时基线，灵敏度，评判）

影响因素，可探缺陷

应用技术（测厚,焊缝，铁路…）

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

2)目录 无损检测概论目录1

第

一

章

无损检测概论1.1

无损检测的定义无损检测技术(Non-Destructive

Testing,简称NDT)

是第

二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的、多学科综合

应用的工程科学。此项技术是在不改变及损伤被检对象的

各种性能(其中包括物理性能、化学性能、几何形状、

表面状态等)的前提下，采用多种适用的方法对被检对象进行检测，以确定其质量，即确定该被检对象的实际使用性能是否能满足事先设计的需要，以及确定其某些特性，如几何尺寸、所使用的材料、表面状况、均匀性、密度等。

(UT

Einführung

WD

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3) 第一章无损检测概论面状态等)的前提下，采用多种适用2(UT

Einführung

WD

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4)1.2

无损检测的方法及适用范围基本分类:机械、光学方法目视、光学法全息照相干涉法光弹性复膜法应力涂料法应变计法微硬度法液浸法挥发液法过滤微粒法检漏法Mechanical

OpticalVisual-OpticalHolographic

InterferometryPhotoelastic

CoatingBrittle

CoatingStrain

GageMicrohardnessLiquid

PenetrateVolatile

LiquidFiltered

ParticleLeak

Detection声学法声冲击法声振动法涡流声振动法声发射法超声脉冲反射法超声透射法超声共振法超声表面波法超声临界角法电磁超声法Sonic-UltrasonicAcoustic-ImpactSonic

VibrationEddy

Sonic

VibrationAcoustic

EmissionPulse-Echo

UltrasonicTransmission

UltrasonicsResonance

UltrasonicsSurface-Wave

UltrasonicsCritical-Angle

UltrasonicsElectromagneto-Acoustic(UTEinführungWDJuni02,Seit3(UT

Einführung

WD

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5)射线透照方法Ｘ射线照相法γ射线照相法中子射线照相法透照射线测量法后背散乱射线测量法自动射线照相法放射性气体渗透法正电子湮没法电磁方法静磁场法磁粉探伤法核磁共振法巴克豪森效应涡流法电阻法Penetrating

RadiationX-RadiographyGamma

RadiographyNeutron

RadiographyPenetrating

RadiometryBackscatter

RadiometryAutoradiographyRadioactive

Gas

PenetrantPositron

AnnihilationElectromagneticStatic

Magnetic

FieldMagnetic

ParticleNuclear

Magnetic

Reson-Barkhausen

EffectEddy

CurrentElectric

Current热力学方法接触测温法热电势法红外线放射测量法液晶法电热法化学、分析方法化学定位试验电解检测法激光检测法离子散射法离子检测法俄歇分析法荧光Ｘ射线法Ｘ射线衍射法中子放射化法ThermalContact

ThermometryThermoelectric

ProbeInfrared

RadiometryThermochromicElectrothermalChemical-AnalyticalChemical

Spot

TestElectrolytic

ProbeLaser

ProbeIon

ScatterIon

ProbeAuger

AnalysisX-ray

FluorescenceX-ray

DiffractionNeutron

Activation带电粉末法Electrified

Particle带电粒子放射化法Charged-Particle

Activation莫斯鲍尔分析法外激电子发射法Mossbauer

AnalysisEXo-Electron

Emission电晕放电法绝缘法微波射线法Corona

DischargeDielectricMicrowave

Radiation(UTEinführungWDJuni02,Seit4辅助分类:成相法Image

Generation超声全息法UltrasonicHolography照相法Photoimaging电视温度记录法Video

Thermography射线照相法Film

Radiography信号、图像分析法

Signal-Image

Analysis干版射线照相法Xeroradiography照相抽取法Photographic

Extraction轨迹腐蚀射线照相法

Track-Etch

Radiography激光过滤法Laser

filtering透视法Fluoroscopy图像扫描数字化法

Image

Scan

Digitization电视射线照相法Video

Radiography电视增强法Video

Enhancement超声水浸法超声电视摄像法Immersion

Ultrasonics

超声频谱分析法Ultrasonic

Videography

声信号分析法Ultrasonic

SpectroscopySonic

Signature

Analysis

(UT

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6)辅助分类:成相法ImageGeneration超声全息法U5(UT

Einführung

WD

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7)(UTEinführungWDJuni02,Seit6(UT

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8)(UTEinführungWDJuni02,Seit7(UT

Einführung

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9)1.3

无损检测五大常规手段的应用范围及性能对比(UTEinführungWDJuni02,Seit8(UT

Einführung

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10)(UTEinführungWDJuni02,Seit9(UT

Einführung

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11)(UTEinführungWDJuni02,Seit10(UT

Einführung

WD

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12)(UTEinführungWDJuni02,Seit11tt-AT20,5

µs0,5

µs1

µs1

µs1,5

µs1,5

µsT1

=

1

µsf1

=

1/1

µs

=

1

MHz

xA

T2

=

0,5

µs

f2

=

1/0,5

µs

=

2

MHz00-A

振动与频率

(UT

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13)第二章、声学基础知识

x

A

T1tt-AT20,5µs0,5µs1µs1µs1,512波长λ波前始点tx波的传播

(UT

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14)波长λ波前始点tx波的传播13橡皮条波

长

λ振动方向传播方向纵

波

(UT

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15)橡皮条波长λ振动方向传播方向纵波14λ纵波传播方向振动方向纵

波

(UT

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16)λ纵波传播方向振动方向纵波15λ横

波

(UT

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WD

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17)横波传播方向振动方向λ横波横波传播方向振动方向16(UT

Einführung

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18)振动方向表

面λ表

面

波(UTEinführungWDJuni02,Seit17

λ板

波

(UT

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19)振动方向表

面 λ振动方向表面18入射波声压

pe反射波声压

pr

=

R.pe透射波声压

pd

=

D.pe

Z1

=

ρ1.c1介质

1介质

2Z2

=ρ2.c2界面

(垂直入射)

(UT

Einführung

WD

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20)入射波声压pe反射波声压pr=R.pe透射波声压19αL,2αT,2βT,1βL,1反射横波

反射纵波折射纵波折射横波

法线

αL,1

入射纵波介质

1

cL,1;

cT,1介质

2

cL,2;

cT,2界面

(斜入射)

(UT

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21)αL,2αT,2βT,1βL,1反射横波折射纵波折射横波 20α90°-α

αα

=

45°ααα

=

70°long

90°-α镜像反射

(UT

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22)α90°-αα=45°ααα=70°long镜像反射21+-压电效应反效应作

用效

果施压力于晶体上施拉力于晶体上施正向电压施负向电压产生正电压

产生负电压晶体膨胀晶体收缩-+++++++++++++++---------

-----00压电效应

(UT

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23)第三章、超声波的产生，探头与声场+-压电效应反效应作用效果施压力于晶体上施正向电22直探头的构造

(UT

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24)电气适配器

阻尼块晶片保护膜直探头的构造电气适配器晶片保护膜23D近场区ϑ10远场区r声压

p

100%50%

10%

r晶片

被检材料

距材料表面的距离探头的声场

(UT

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25)D近场区ϑ10远场区r声压p50%10% r 24接触法探伤

(UT

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26)直探头既发射也接受dddRWE2RWE3RWE

4RWEd

d发射脉冲

(SI)被检工件超声波信号接触法探伤直探头既发射也接受dddRWE2RWE3RWE25dVddd带有延迟块的直探头

(UT

Einführung

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27)d延迟块2

dVOERWE2RWE

3RWE

dV发射脉冲

(SI)dVddd带有延迟块的直探头d延迟块2dVOERWE2R26发射晶片

dV

接收晶片

倾斜角度延迟块声学绝缘

电气适配器

d双晶探头

(UT

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28)发射晶片 接收晶片声学绝缘 d27检测灵敏度不可检测区小角度双晶探头的倾斜角度

(UT

Einführung

WD

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29)大角度不可检测区最大检

测范围最大检测范围不可检测区

小角度距材料表面的距离大角度检测灵敏度不可检测区小角度双晶探头的倾斜角度大角度不可检测区28阻尼块外壳吸收块

插头探头线αT,2

横波斜探头

(UT

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30)晶片

延迟块纵波电气适配器阻尼块外壳吸收块探头线αT,2 横波晶片 延迟块电气适配器2920°24°47,6°塑料钢材33,4°90°45°90°两种波型第一临界角工作范围第二临界角

表面波斜探头的波型

(UT

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31)57,3°

塑料钢材36,5°

塑料钢材27,6°

塑料钢材20°24°47,6°塑料钢材33,4°90°45°90°两30xap

aa`t1dαT,2

s

斜探头

s=

声程

a=

s

sin(α)=

投影距离

a`=

a

-

x=

距探头前沿的距离

ap

=

2d

tan(α)=

一次声程

t0

=

s

cos(α)=

缺陷计算深度

t1

=

2d

-

s

cos(α)=

缺陷实际深度斜探头探伤

(UT

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32)xapa`t1dαT,2 s31ESESESESESES缺陷声波被内部缺陷全部反射入射波被全部反射部分波被反射显示不真实接受探头

透射波

接收到全部入射波.Bildschirm-anzeigen被检工件探头位置错误透射法

(UT

Einführung

WD

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33)第四章、探伤原理（透射、反射、串列）

发射探头缺陷透射波部分波被反射ESESESESESES缺陷声波被内部缺陷全部反射入射波被全32荧光屏显示发射脉冲底波

(RE)无缺陷缺陷显示（无底波）缺陷显示（无底波）

深度位置不同(SI)

不同大小的缺

陷反射缺陷探头发射并接受

被检工件缺陷缺陷显示（有底

波）反射法

(UT

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34)缺陷显示（有底波）

深度位置不同荧光屏显示发射脉冲底波(RE)无缺陷缺陷显示（无底波）缺陷33位置0123456

始脉冲

底波不同缺陷的反射波

(UT

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35)位置0123456 始脉冲34

缺陷位置串列探伤

(UT

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36)SE 缺陷位置SE35超声波探伤仪原理图

(UT

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37)脉冲位移延迟电路滤波

闸门垂直放大脉冲发生器发射

整流放大

SIFERE

探头双晶插头E第五章、探伤仪，数据显示（A-扫描，B-扫描，C-扫描）

S

被检工件水平放大超声波探伤仪原理图脉冲位移滤波垂直放大脉冲发生器发射放大FE36TIEFE

mmVERSCHIEB.

MESSLÄNGE

VERSTÄRK.SCHWELLE

.0

mm

100

mm

80.0

dB

0%AMPLITUDE

%BSH

SIFE

LÄNGE

mmRE数字化转化A-扫描图

数据存储数字式探伤仪的构成

(UT

Einführung

WD

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38)S

被检工件探头

脉冲位移延迟电路滤波闸门放大脉冲发生器发射

整流双晶插头

ETIEFEVERSCHIEB.MESSLÄNGE37全频显示整流显示

正常显示

相位旋转

180°超声波探伤仪的显示方式

(UT

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39)全频显示整流显示 正常显示38(UT

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40)A-扫描图缺陷闸门

人工缺陷

超声波信号闸门高度(UTEinführungWDJuni02,Seit39灰度

x扫查B-超图xSIFEREz,t

z,tz

B扫描图

(横截面剖视图)

将反射信号强弱转换为不同灰

度等级与探头位置共同组成的

图形

B-扫描图

(UT

Einführung

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41)灰度 xB-超图xSIFEREz,t z,t40xSIFEREC-超图:将探头沿x-y方向扫查。将反射信号强弱转换为不同灰度等级与探头位置共同组成的图形

x

探头

y

yz

被检工件

C-扫描图

(UT

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42)灰度xSIFEREC-超图:将探头沿x-y方向扫查 y灰度41(UT

Einführung

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43)接触法第六章、耦合方法(UTEinführungWDJuni02,Seit42(UT

Einführung

WD

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44)液浸法(UTEinführungWDJuni02,Seit43(UT

Einführung

WD

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45)局部液浸法(UTEinführungWDJuni02,Seit44(UT

Einführung

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46)水膜法(UTEinführungWDJuni02,Seit45(UT

Einführung

WD

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47)•

用于射流的喷嘴•

探头架的驱动•

喷嘴与工件表面间隙的控制射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit46(UT

Einführung

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48)纵向缺陷

/

横向缺陷

/

夹层多探头射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit47(UT

Einführung

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49)自由水柱射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit48可发现不可发现不规则裂纹

(UT

Einführung

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50)第七章、探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸）可发现不可发现不规则裂纹第七章、探伤参数（入射方向，频率，频49罗纹

错误形状反射波

罗纹反射

错误

错误

正确错误

正确正确与错误的入射方向

(UT

Einführung

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51)正确正确罗纹 错误 错误 正确正确正确50适配块

钢管外表面缺陷钢管探伤

(UT

Einführung

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52)外表面缺陷内部缺陷

纵向缺陷探伤内部缺陷

横向缺陷探伤适配块外表面缺陷钢管探伤外表面缺陷内部缺陷内部缺陷51KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810反射波的动态波形

(UT

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53)KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWestGer52(UT

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54)超声波声场

(与频率、晶片尺寸声速相关)(UTEinführungWDJuni02,Seit53检测频率的影响

(UT

Einführung

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55)SISISIREREREFE0,5

MHz1

MHz2

MHz检测频率的影响SISISIREREREFE0,5MHz154(UT

Einführung

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56)脉冲形式窄频带

.......................................................................

宽频带长脉冲

.......................................................................

短脉冲(UTEinführungWDJuni02,Seit55振动形式,

频谱与带宽

(UT

Einführung

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57)时间频率宽脉冲:+

窄频带+

低阻尼冲击波:+

极宽频带+

高阻尼短脉冲:+

宽频带+

中阻尼振动形式,频谱与带宽时间频率宽脉冲:56t0a

a´s

=

100

mmt0t0s

=

25

mm

a

a´

s

=

50

mmK2K2K1时基线调整:

K1

及

K2

试块

(UT

Einführung

WD

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58)第八章、探伤仪的

a调整（时基线，灵敏度，评判）

a´t0as=100mmt0t0s=25mmK2K157波高液体探头a1a2∆Va1a2距离

GAVG

方法原理

(UT

Einführung

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59)波高液体探头a1a2∆Va1a2距离 G58G=0,

,80,

,50,0102030405060A=aN1005030201053210,50,30,20,10V

(dB)

10

20

30405060V

(dB)gD

eff1,510

0

640,30,20,105∞

NORMIERTES

AVG-DIAGRAMM

GENERALIZED

DGS

DIAGRAMKarl

Deutsch

D-42115

Wuppertal正常AVG

曲线

(UT

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60)G=0,,80,,50,0104060A=a159(UT

Einführung

WD

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61)Pos.

32145Pos.

6Test-bohrungenKARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810Vergleichslinie

Prüfkopf-Position

1

2DAC(相对dB值)法345

6(UTEinführungWDJuni02,Seit60被检工件KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH

Germany0246810无缺陷处夹层夹层边缘确认缺陷大小

(UT

Einführung

WD

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62)被检工件KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGerm61(UT

Einführung

WD

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63)无散射散

射第九章、影响因素，可探缺陷有高频散射有散射(UTEinführungWDJuni02,Seit62(UT

Einführung

WD

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Seite

64)吸

收有高频吸收有吸收无吸收(UTEinführungWDJuni02,Seit63SISISISISISI脉冲间隔足够大

脉冲间

隔太小重复回波

(UT

Einführung

WD

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65)SISISISISISI脉冲间隔足够大 脉冲间64变型波

(UT

Einführung

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Seite

66)122333

探头被检工件1:

底波2:

1

次变型波3:

2

次变型波4:

2

次底波1234变型波122333 探头1:底波123465附加波

(UT

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67)234131:2:3:4:1

次底波三角反射产生的附加波（无变型波）三角反射产生的附加波（有变型波）2

次底波探头

12被检工件附加波234131:1次底波探头266(UT

Einführung

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68)石化系统测量壁厚第十章、应用技术（测厚,焊缝，铁路…）(UTEinführungWDJuni02,Seit67

tvtw普通直探头带延迟块的直探头双晶直探头KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810twtwKARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810tvtw测量始波与一次底波间的间隔或两个相邻底波间的间隔KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810tvtwtw壁厚测量

(UT

Einführung

WD

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Seite

69)测量界面波与一次底波间的间隔或两个相邻底波间的间隔测量至一次底波 tv普通直探头带延迟块的直探头双晶直探头KARL-DEUT68(UT

Einführung

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70)手工测厚(UTEinführungWDJuni02,Seit69(UT

Einführung

WD

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71)探头插座使用探头支架测厚(UTEinführungWDJuni02,Seit70t

acαTd焊缝探伤

(UT

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72)t aαTd焊缝探伤71(UT

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73)探头焊缝纵向缺陷焊缝纵向缺陷探伤(UTEinführungWDJuni02,Seit72b2b2b0,5a

p最小移动范围焊缝宽度

热影响区

(WEZ)探头移动范围

(UT

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74)bbb0,5ap最小移动范围焊缝宽度 热影响区(WEZ73探头纵向缺陷

焊缝焊缝探伤缺陷探伤

(UT

Einführung

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75)横向探头纵向缺陷 焊缝横向74(UT

Einführung

WD

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76)感谢Ullenboom先生，德国铁路Krefeld工厂(UTEinführungWDJuni02,Seit75(UT

Einführung

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77)旋转部位超声波探伤(UTEinführungWDJuni02,Seit76(UT

Einführung

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78)旋转部位焊缝探伤(UTEinführungWDJuni02,Seit77(UT

Einführung

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79)车轴超声波探伤(UTEinführungWDJuni02,Seit78(UT

Einführung

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80)车轮踏面超声波斜探头探伤(UTEinführungWDJuni02,Seit79(UT

Einführung

WD

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81)钢轨探伤(SCHN-ECHOGRAPH,

Thyssen

Duisburg)(UTEinführungWDJuni02,Seit80(UT

Einführung

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82)自由水柱射流耦合(UTEinführungWDJuni02,Seit81(UT

Einführung

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83)探头布置方案之一:7

个探头检测轨头缺陷6

个探头检测轨腰缺陷3

个探头检测轨底缺陷探头布置(UTEinführungWDJuni02,Seit82(UT

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84)超声波探伤挂图

!(UTEinführungWDJuni02,Seit83超声波探伤主要用于检测内部缺陷选择合适的探头，精确校验仪器，小结:针对不同的缺陷采用相应的检测工艺

www.KarlDeutsch.de

(UT

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85)超声波探伤主要用于检测内部缺陷小结:针对不同的缺陷采用相应84

无损检测概论声学基础知识

超声波的产生，探头与声场

探伤原理（透射、反射、串列）

探伤仪，数据显示（A-扫描，B-扫描，C-扫描）

耦合方法

探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸）

探伤仪的调整（时基线，灵敏度，评判）

影响因素，可探缺陷

应用技术（测厚,焊缝，铁路…）

(UT

Einführung

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2)目录 无损检测概论目录85

第

一

章

无损检测概论1.1

无损检测的定义无损检测技术(Non-Destructive

Testing,简称NDT)

是第

二次世界大战后迅速发展起来的一门新兴的、多学科综合

应用的工程科学。此项技术是在不改变及损伤被检对象的

各种性能(其中包括物理性能、化学性能、几何形状、

表面状态等)的前提下，采用多种适用的方法对被检对象进行检测，以确定其质量，即确定该被检对象的实际使用性能是否能满足事先设计的需要，以及确定其某些特性，如几何尺寸、所使用的材料、表面状况、均匀性、密度等。

(UT

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3) 第一章无损检测概论面状态等)的前提下，采用多种适用86(UT

Einführung

WD

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4)1.2

无损检测的方法及适用范围基本分类:机械、光学方法目视、光学法全息照相干涉法光弹性复膜法应力涂料法应变计法微硬度法液浸法挥发液法过滤微粒法检漏法Mechanical

OpticalVisual-OpticalHolographic

InterferometryPhotoelastic

CoatingBrittle

CoatingStrain

GageMicrohardnessLiquid

PenetrateVolatile

LiquidFiltered

ParticleLeak

Detection声学法声冲击法声振动法涡流声振动法声发射法超声脉冲反射法超声透射法超声共振法超声表面波法超声临界角法电磁超声法Sonic-UltrasonicAcoustic-ImpactSonic

VibrationEddy

Sonic

VibrationAcoustic

EmissionPulse-Echo

UltrasonicTransmission

UltrasonicsResonance

UltrasonicsSurface-Wave

UltrasonicsCritical-Angle

UltrasonicsElectromagneto-Acoustic(UTEinführungWDJuni02,Seit87(UT

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Juni02,

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5)射线透照方法Ｘ射线照相法γ射线照相法中子射线照相法透照射线测量法后背散乱射线测量法自动射线照相法放射性气体渗透法正电子湮没法电磁方法静磁场法磁粉探伤法核磁共振法巴克豪森效应涡流法电阻法Penetrating

RadiationX-RadiographyGamma

RadiographyNeutron

RadiographyPenetrating

RadiometryBackscatter

RadiometryAutoradiographyRadioactive

Gas

PenetrantPositron

AnnihilationElectromagneticStatic

Magnetic

FieldMagnetic

ParticleNuclear

Magnetic

Reson-Barkhausen

EffectEddy

CurrentElectric

Current热力学方法接触测温法热电势法红外线放射测量法液晶法电热法化学、分析方法化学定位试验电解检测法激光检测法离子散射法离子检测法俄歇分析法荧光Ｘ射线法Ｘ射线衍射法中子放射化法ThermalContact

ThermometryThermoelectric

ProbeInfrared

RadiometryThermochromicElectrothermalChemical-AnalyticalChemical

Spot

TestElectrolytic

ProbeLaser

ProbeIon

ScatterIon

ProbeAuger

AnalysisX-ray

FluorescenceX-ray

DiffractionNeutron

Activation带电粉末法Electrified

Particle带电粒子放射化法Charged-Particle

Activation莫斯鲍尔分析法外激电子发射法Mossbauer

AnalysisEXo-Electron

Emission电晕放电法绝缘法微波射线法Corona

DischargeDielectricMicrowave

Radiation(UTEinführungWDJuni02,Seit88辅助分类:成相法Image

Generation超声全息法UltrasonicHolography照相法Photoimaging电视温度记录法Video

Thermography射线照相法Film

Radiography信号、图像分析法

Signal-Image

Analysis干版射线照相法Xeroradiography照相抽取法Photographic

Extraction轨迹腐蚀射线照相法

Track-Etch

Radiography激光过滤法Laser

filtering透视法Fluoroscopy图像扫描数字化法

Image

Scan

Digitization电视射线照相法Video

Radiography电视增强法Video

Enhancement超声水浸法超声电视摄像法Immersion

Ultrasonics

超声频谱分析法Ultrasonic

Videography

声信号分析法Ultrasonic

SpectroscopySonic

Signature

Analysis

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

6)辅助分类:成相法ImageGeneration超声全息法U89(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

7)(UTEinführungWDJuni02,Seit90(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

8)(UTEinführungWDJuni02,Seit91(UT

Einführung

WD

Juni02,

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9)1.3

无损检测五大常规手段的应用范围及性能对比(UTEinführungWDJuni02,Seit92(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

10)(UTEinführungWDJuni02,Seit93(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

11)(UTEinführungWDJuni02,Seit94(UT

Einführung

WD

Juni02,

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12)(UTEinführungWDJuni02,Seit95tt-AT20,5

µs0,5

µs1

µs1

µs1,5

µs1,5

µsT1

=

1

µsf1

=

1/1

µs

=

1

MHz

xA

T2

=

0,5

µs

f2

=

1/0,5

µs

=

2

MHz00-A

振动与频率

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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13)第二章、声学基础知识

x

A

T1tt-AT20,5µs0,5µs1µs1µs1,596波长λ波前始点tx波的传播

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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14)波长λ波前始点tx波的传播97橡皮条波

长

λ振动方向传播方向纵

波

(UT

Einführung

WD

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15)橡皮条波长λ振动方向传播方向纵波98λ纵波传播方向振动方向纵

波

(UT

Einführung

WD

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16)λ纵波传播方向振动方向纵波99λ横

波

(UT

Einführung

WD

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17)横波传播方向振动方向λ横波横波传播方向振动方向100(UT

Einführung

WD

Juni02,

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18)振动方向表

面λ表

面

波(UTEinführungWDJuni02,Seit101

λ板

波

(UT

Einführung

WD

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19)振动方向表

面 λ振动方向表面102入射波声压

pe反射波声压

pr

=

R.pe透射波声压

pd

=

D.pe

Z1

=

ρ1.c1介质

1介质

2Z2

=ρ2.c2界面

(垂直入射)

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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20)入射波声压pe反射波声压pr=R.pe透射波声压103αL,2αT,2βT,1βL,1反射横波

反射纵波折射纵波折射横波

法线

αL,1

入射纵波介质

1

cL,1;

cT,1介质

2

cL,2;

cT,2界面

(斜入射)

(UT

Einführung

WD

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21)αL,2αT,2βT,1βL,1反射横波折射纵波折射横波 104α90°-α

αα

=

45°ααα

=

70°long

90°-α镜像反射

(UT

Einführung

WD

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22)α90°-αα=45°ααα=70°long镜像反射105+-压电效应反效应作

用效

果施压力于晶体上施拉力于晶体上施正向电压施负向电压产生正电压

产生负电压晶体膨胀晶体收缩-+++++++++++++++---------

-----00压电效应

(UT

Einführung

WD

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23)第三章、超声波的产生，探头与声场+-压电效应反效应作用效果施压力于晶体上施正向电106直探头的构造

(UT

Einführung

WD

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24)电气适配器

阻尼块晶片保护膜直探头的构造电气适配器晶片保护膜107D近场区ϑ10远场区r声压

p

100%50%

10%

r晶片

被检材料

距材料表面的距离探头的声场

(UT

Einführung

WD

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25)D近场区ϑ10远场区r声压p50%10% r 108接触法探伤

(UT

Einführung

WD

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26)直探头既发射也接受dddRWE2RWE3RWE

4RWEd

d发射脉冲

(SI)被检工件超声波信号接触法探伤直探头既发射也接受dddRWE2RWE3RWE109dVddd带有延迟块的直探头

(UT

Einführung

WD

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27)d延迟块2

dVOERWE2RWE

3RWE

dV发射脉冲

(SI)dVddd带有延迟块的直探头d延迟块2dVOERWE2R110发射晶片

dV

接收晶片

倾斜角度延迟块声学绝缘

电气适配器

d双晶探头

(UT

Einführung

WD

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28)发射晶片 接收晶片声学绝缘 d111检测灵敏度不可检测区小角度双晶探头的倾斜角度

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

29)大角度不可检测区最大检

测范围最大检测范围不可检测区

小角度距材料表面的距离大角度检测灵敏度不可检测区小角度双晶探头的倾斜角度大角度不可检测区112阻尼块外壳吸收块

插头探头线αT,2

横波斜探头

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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30)晶片

延迟块纵波电气适配器阻尼块外壳吸收块探头线αT,2 横波晶片 延迟块电气适配器11320°24°47,6°塑料钢材33,4°90°45°90°两种波型第一临界角工作范围第二临界角

表面波斜探头的波型

(UT

Einführung

WD

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Seite

31)57,3°

塑料钢材36,5°

塑料钢材27,6°

塑料钢材20°24°47,6°塑料钢材33,4°90°45°90°两114xap

aa`t1dαT,2

s

斜探头

s=

声程

a=

s

sin(α)=

投影距离

a`=

a

-

x=

距探头前沿的距离

ap

=

2d

tan(α)=

一次声程

t0

=

s

cos(α)=

缺陷计算深度

t1

=

2d

-

s

cos(α)=

缺陷实际深度斜探头探伤

(UT

Einführung

WD

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32)xapa`t1dαT,2 s115ESESESESESES缺陷声波被内部缺陷全部反射入射波被全部反射部分波被反射显示不真实接受探头

透射波

接收到全部入射波.Bildschirm-anzeigen被检工件探头位置错误透射法

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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33)第四章、探伤原理（透射、反射、串列）

发射探头缺陷透射波部分波被反射ESESESESESES缺陷声波被内部缺陷全部反射入射波被全116荧光屏显示发射脉冲底波

(RE)无缺陷缺陷显示（无底波）缺陷显示（无底波）

深度位置不同(SI)

不同大小的缺

陷反射缺陷探头发射并接受

被检工件缺陷缺陷显示（有底

波）反射法

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

34)缺陷显示（有底波）

深度位置不同荧光屏显示发射脉冲底波(RE)无缺陷缺陷显示（无底波）缺陷117位置0123456

始脉冲

底波不同缺陷的反射波

(UT

Einführung

WD

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35)位置0123456 始脉冲118

缺陷位置串列探伤

(UT

Einführung

WD

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Seite

36)SE 缺陷位置SE119超声波探伤仪原理图

(UT

Einführung

WD

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37)脉冲位移延迟电路滤波

闸门垂直放大脉冲发生器发射

整流放大

SIFERE

探头双晶插头E第五章、探伤仪，数据显示（A-扫描，B-扫描，C-扫描）

S

被检工件水平放大超声波探伤仪原理图脉冲位移滤波垂直放大脉冲发生器发射放大FE120TIEFE

mmVERSCHIEB.

MESSLÄNGE

VERSTÄRK.SCHWELLE

.0

mm

100

mm

80.0

dB

0%AMPLITUDE

%BSH

SIFE

LÄNGE

mmRE数字化转化A-扫描图

数据存储数字式探伤仪的构成

(UT

Einführung

WD

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38)S

被检工件探头

脉冲位移延迟电路滤波闸门放大脉冲发生器发射

整流双晶插头

ETIEFEVERSCHIEB.MESSLÄNGE121全频显示整流显示

正常显示

相位旋转

180°超声波探伤仪的显示方式

(UT

Einführung

WD

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Seite

39)全频显示整流显示 正常显示122(UT

Einführung

WD

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Seite

40)A-扫描图缺陷闸门

人工缺陷

超声波信号闸门高度(UTEinführungWDJuni02,Seit123灰度

x扫查B-超图xSIFEREz,t

z,tz

B扫描图

(横截面剖视图)

将反射信号强弱转换为不同灰

度等级与探头位置共同组成的

图形

B-扫描图

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

41)灰度 xB-超图xSIFEREz,t z,t124xSIFEREC-超图:将探头沿x-y方向扫查。将反射信号强弱转换为不同灰度等级与探头位置共同组成的图形

x

探头

y

yz

被检工件

C-扫描图

(UT

Einführung

WD

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Seite

42)灰度xSIFEREC-超图:将探头沿x-y方向扫查 y灰度125(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

43)接触法第六章、耦合方法(UTEinführungWDJuni02,Seit126(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

44)液浸法(UTEinführungWDJuni02,Seit127(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

45)局部液浸法(UTEinführungWDJuni02,Seit128(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

46)水膜法(UTEinführungWDJuni02,Seit129(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

47)•

用于射流的喷嘴•

探头架的驱动•

喷嘴与工件表面间隙的控制射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit130(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

48)纵向缺陷

/

横向缺陷

/

夹层多探头射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit131(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

49)自由水柱射流法(UTEinführungWDJuni02,Seit132可发现不可发现不规则裂纹

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

50)第七章、探伤参数（入射方向，频率，频带宽度，晶片尺寸）可发现不可发现不规则裂纹第七章、探伤参数（入射方向，频率，频133罗纹

错误形状反射波

罗纹反射

错误

错误

正确错误

正确正确与错误的入射方向

(UT

Einführung

WD

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Seite

51)正确正确罗纹 错误 错误 正确正确正确134适配块

钢管外表面缺陷钢管探伤

(UT

Einführung

WD

Juni02,

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52)外表面缺陷内部缺陷

纵向缺陷探伤内部缺陷

横向缺陷探伤适配块外表面缺陷钢管探伤外表面缺陷内部缺陷内部缺陷135KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWest

Germany0246810反射波的动态波形

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

53)KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHWestGer136(UT

Einführung

WD

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Seite

54)超声波声场

(与频率、晶片尺寸声速相关)(UTEinführungWDJuni02,Seit137检测频率的影响

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

55)SISISIREREREFE0,5

MHz1

MHz2

MHz检测频率的影响SISISIREREREFE0,5MHz1138(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

56)脉冲形式窄频带

.......................................................................

宽频带长脉冲

.......................................................................

短脉冲(UTEinführungWDJuni02,Seit139振动形式,

频谱与带宽

(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

57)时间频率宽脉冲:+

窄频带+

低阻尼冲击波:+

极宽频带+

高阻尼短脉冲:+

宽频带+

中阻尼振动形式,频谱与带宽时间频率宽脉冲:140t0a

a´s

=

100

mmt0t0s

=

25

mm

a

a´

s

=

50

mmK2K2K1时基线调整:

K1

及

K2

试块

(UT

Einführung

WD

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Seite

58)第八章、探伤仪的

a调整（时基线，灵敏度，评判）

a´t0as=100mmt0t0s=25mmK2K1141波高液体探头a1a2∆Va1a2距离

GAVG

方法原理

(UT

Einführung

WD

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Seite

59)波高液体探头a1a2∆Va1a2距离 G142G=0,

,80,

,50,0102030405060A=aN1005030201053210,50,30,20,10V

(dB)

10

20

30405060V

(dB)gD

eff1,510

0

640,30,20,105∞

NORMIERTES

AVG-DIAGRAMM

GENERALIZED

DGS

DIAGRAMKarl

Deutsch

D-42115

Wuppertal正常AVG

曲线

(UT

Einführung

WD

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60)G=0,,80,,50,0104060A=a1143(UT

Einführung

WD

Juni02,

Seite

61)Pos.

32145Pos.

6Test-bohrungenKARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810Vergleichslinie

Prüfkopf-Position

1

2DAC(相对dB值)法345

6(UTEinführungWDJuni02,Seit144被检工件KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPHGermany0246810KARL-DEUTSCH-ECHOGRAPH

Germany0246810无缺陷