超声波检测技术及应用

超声波检测技术及应用刘赣（青岛滨海学院，山东省青岛市经济开发区266000）摘要：无损检测(nondestructivetest)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测（UT）的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。关键词：超声波检测；纵波；工业应用；无损检测超声波检测介绍超声波的发展史声学作为物理学的一个分支,是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940,70年代,PLZT透明压电陶瓷,10-4Hz～1014Hz,×104Hz～2×109Hz,播的基本定律,超声波的性质1）超声波在液体介质中传播时，达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击（基于“空化现象。从而引出了“功率超声应用技术“例（）2）超声波具有良好的指向性3）超声波只能在弹性介质中传播，不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。4）超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。5）超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。6）超声波的产生与接收超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现示，这就是超声波的接收。超声波无损检测的原理个原理设计的。AA描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距优点：1）探伤速度快，效率高设备简单轻巧，机动性强，野外及高空作业方便，实用T有角焊缝。4）对焊缝内危险性缺陷（包括裂缝、未焊透、未熔合）检测灵敏度高5）易耗品极少，检查成本低缺点：若工件表面粗糙，需磨平，人工多探测结果判定困难，操作人员需经专门培训并经考核几个缺陷定型及定量困难探测结果的正确评定收人为思想束缚的影响较大探测结果不能直接记录存档对于形状复杂、表面粗糙、内部存在粗晶组织与奥氏体焊缝，探伤困难超声波检测的应用陶瓷的无损检测陶瓷气孔率的检测,v和气孔率（或密度）之间也存在某种关系,可以通过实测得到v,再利用式（1、式2）求出陶瓷的气孔率:vv(1p)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（1）0v

(1v)

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2）0 (1v)(12v)0式中:0v——陶瓷的气孔率为零时的理论声速;0p——陶瓷的气孔率;0E——陶瓷的弹性模量;00 ——陶瓷的密度。将气孔简化为随机取向的椭球,均匀分布在各向同性的基体中,用复合微观力学模型计算声速并和实测值进行比较,由式（1）计算得到气孔率。当陶瓷材料的理论密度已知时,气孔率可由体密度计算而来。体密度的测量方法很多,以水浸纵波垂直探伤法检测缺陷时,可以改用较低频率的探头。陶瓷表面缺陷检测对于陶瓷而言,同一形状和尺寸的表面缺陷比内部缺陷更容易引起破坏,因,1。将超声波(纵波)倾斜入射到浸入水中的被检物表面,当入射角大于c第二临界角时,折射声波全部沿着工件表面传播,形成表面波,表示为:narcsin(C /C ) （3）c l1 r2 n式中:l1C——水中的纵波声速l1rr1水浸表面波法原理表面波波长比横波波长短,衰减也大于横波。同时,它仅沿表面传播,遇到尖锐转角或棱角时将有强烈反射回波,曲率越大反射越强。水浸表面波在试块表面传播时,能量可泄漏到水中,故仅仅传播数毫米后,水浸表面波的反射波高度就显著降低。鉴于反射波传递距离较小的振幅特性,应尽可能使探头靠近缺陷处。钻孔灌注桩的无损检测检测原理采用超声脉冲检测混凝土缺陷的基本依据是，利用脉冲波在技术条件相同（指混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致）的混凝土中传播的时间（或速度、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。致使接收信号的波形发生畸变。其缺陷的位置和范围，或估算缺陷的尺寸。适用范围已经埋了两根或两根以上声测管的基桩。对跨孔透射法，当桩径较小时，声测管间距也较小，其测试误差相对较大，同时预埋声测管可能引起附加的灌注桩施工质量问题。因此，超声波检测方法适用于检测直径不小于800mm的混凝土灌注桩的完整性