第1章声学检测技术-绪论

测试与光电工程学院无损检测技术教育部重点实验室声学检测技术第一部分、绪论第二部分、超声检测物理基础第三部分、仪器试块与通用方法课程内容第四部分、通用技术第五部分、典型构件和材料第六部分、标准和应用卢超：博士，教授，研究生导师，无损检测高级人员（UT，MTIII级）研究领域：检测声学，声学检测评价与仪器，办公室：逸夫楼306B,83953487验室：逸夫楼210-214声学检测实验室

Email:luchaoniat@163.com

授课教师陈振华：博士，研究生导师

0.声学的门类和定义1.超声检测发展简史2.超声检测原理3.超声检测应用的主要超声特性4.超声检测的优点与局限性5.超声检测的适用范围6.声学（超声）检测前沿技术与新技术7.本课程学习内容8.参考书目与学术期刊第一章绪论0.声学的门类和定义

声学——（Acoustics）研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。声波——（Sound或Soundwave）弹性介质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。理论声学——（TheoryofsoundorTheoryof

acoustics）

应用声学——（Appliedacoustics）

波动声学——（waveacoustics）用波动的观点研究声学问题的科学。几何声学——（geometricalacoustics或rayacoustics）用声线的观点研究声学问题的科学。物理声学——（physicalacoustics）研究声学中基本物理问题的科学。

水声学——（wateracoustics）

建筑声学——（architecturalacoustics）超声学——（Ultrasonics）

电声学——（Electroacoustics）研究电声换能器原理、技术和应用的科学。1.超声检测发展简史

用超声进行金属内部缺陷检测穿透法脉冲回波法显示方法的改进数字超声探伤仪自动成像检测1929年——苏联萨哈诺夫提出用超声研究物体内部结构和缺陷。

1936年——完成连续波穿透法探伤的实验室研究。

1944~1946年——美、英开发出脉冲反射式超声波探伤仪，并逐步用于锻钢和厚钢板探伤，以后相继用于各机械制造工业。1956年——dB表示法的推广、AVG曲线的提出，逐渐形成了近代超声探伤技术。

70年代——对超声全息、回波频谱分析、裂纹深度测量、裂纹扩展和机械件的使用寿命进行研究。

2超声检测原理根据超声波在材料中传播特性，检测材料中的缺陷。过程：向工件中发射超声波；超声波在工件中传播，遇到缺陷，传播特性改变；检测变化后的超声波，并进行处理和分析；根据接收波的特征，评估工件内存在缺陷的特性。3超声检测应用的主要特性（1）超声波的束射特性——可对缺陷定位（能量集中）

（2）超声波在单一（均匀）介质中的传输特性

*速度特性：可测温度、密度、浓度、强度（如杨氏模量）、压强、残余应力、球墨铸铁的球化率、螺栓的紧固应力等。*衰减特性：材质衰减主要与材料的显微组织形态，材料成分、缺陷以及应力状态等有关。

因此可用超声测定金属材料的实际晶粒度、材料成分、热处理质量、材料中的应力、混凝土中的沙石比例、矿浆或纸浆的浓度等。*强穿透特性:（3）超声在界面的反射、折射和波型转换（4）超声波的谐振特性：可用此性质测量工件的厚度，可以探测胶接结构、复合材料中有无脱粘、分层、贫胶、气孔等缺陷。（5）超声波的频谱特性4超声检测的优点与局限性优点：适应于检测各种材料：穿透能量强；灵敏度高；可检测内部及表面的微裂纹；可对缺陷定位；可远距离检测，现场检测；设备轻便，环保，对人体无害。局限性：由于盲区和缺陷取向的影响，某些缺陷难于检测；形状复杂的工件，有一定的难度；材料组织的均匀性对灵敏度和信噪比有影响；对缺陷定量、定性的评定需要丰富的经验；压电晶片探头，需要耦合剂。5超声检测的适应范围材料方面：适合各种材料；制造工艺：锻件、铸件、焊接件、胶接件、复合材料；工件形状：板材、棒材、管材；工件厚度：可小到1毫米，大到几米；缺陷位置：内部缺陷和表面缺陷；产业领域：国防、航空航天、船舶、民用工业、建筑、交通、铁道、农林产品等。6超声检测前沿技术与新技术TOFD检测技术：将在焊接件检测中取代射线检测；导波检测方法：管道、大型构建、机身、梁等；超声相控阵：电子扫描聚焦成像检测；激光超声检测：复合材料及特殊金属材料；超声显微镜成像检测：精细陶瓷，半导体晶片等7本课程学习内容超声检测物理基础，超声探伤通用技术、典型构件与材料的检测、无损检测标准等8参考书、学术期刊及网站1）参考书：*蒋危平，方京，超声检测学，武汉测绘科技大学，1991*国防培训教材，超声检测，国防工业出版社，2005*冶金部培训教材，金属材料的超声波探伤，2002*杜功焕，声学基础（第2版），南京大学出版社，2001*夏纪真，工业超声波无损检测技术，广东科技出版社，2009*李家伟、陈积懋《无损检测手册》机械工业出版社，2002*《美国无损检测手册》（超声卷)世界图书出版公司，19962）学术期刊*《无损检测》，上海材料研究所，中国无损检测学会会刊*《无损探伤》，辽宁丹东；*《应用声学》，中科院声学所；*《声学技术》，上海东海站；*《声学学报》，中科院声学所；*《NDT&EInternational》，*《Ultrasonics》*《Nondestruc