超声波探伤和超声速测量

超声波探伤和超声速度测量实验指导材料实验前明确实验目的、原理、及仪器面板，如有不明，可继续阅读教材搞清楚。为使探伤结论可靠，需先对仪器的水平（时间）线性和垂直（声压）线性进行测试，并作出评价。本实验要求对B试块作缺陷定位测试；对A试块作缺陷定位、定量测试（用底波比较法）；*对D试块作缺陷定位测试，并用当量法对侧向打入的孔作打入深度测试（选做）。示波屏上的数据，水平读数用时冋表示、垂直读数用声压P表示（相对值）数据结果需用立体图按比例作图，在图上打“•”表示缺陷位置，在其旁边标1、2、3等数字表示缺陷编号。已知钢中声速，测试有机玻璃等的纵波声速。注意爱护探头，防止试块翻落到地上砸伤脚和损坏试块。提示：超声频率：f=5MHz钢中声速：CL=5900m/s超声波探伤和超声速测量一、 实验目的让学生了解探伤的物理机制，实践探测两个工件的伤痕及测定未知工件的声速等。二、 教学难、重点及处理方法仪器水平（时间）线性和垂直（声压）线性的检查是个难点。一定要根据仪器框图，弄清示波管光点水平偏转和垂直偏转的过程，并要把水平偏转跟时间、声程的关系，垂直偏转跟声压的关系弄清楚，以便理解二项线性检测仪器是否能用、如何进行探伤的定位定量等。探得数据的表达与工件上坐标的选用要一致。定量时注意Y偏转一定能饱和。画立体图时一定要有透视感，这也是中学教学画图的基本能力所要求的。三、实验内容与步骤（一）检查仪器是否可用水平线性（时间线性、声程线性）检查。水平线性是否良好，关系到探伤定位是否正确。操作：把直探头搁一平底试块上，将探伤仪的声程选择置适当档位，调节微调旋钮，使在示波屏上能看到“0次、1次、2次……n次底波”记下它们的时间坐标。n次底波所花的时间一定是1次底波所花时间的n倍。比较这些底波时间，若基本如此，则仪器声程线性良好。垂直线性（时压线性）检查。声压线性是否良好，关系到探伤定量是否正确。操作：如上选择一缺陷波或1次底波，调节增益或衰减器，使其波高正好为100，这个100是信号输入幅度，同时也是显示幅度。保持探头接触状态不变，将衰减器增加6db使输入信号变为50（每衰减6db刚好使信号衰减一半），记下显示幅度。此后每衰减一半记下显示幅度。比较显示幅度和输入幅度，若基本一致，就是声压线性良好。（二）对某试块探伤定位校正声程。把直探头搁一声程已知的试块上，选择合适声程档，微调声程和平移，使始波在0位，1次底波出现在已知声程位置上，此时仪器声程已校正好。缺陷定位。在试块表面移动探头扫描，当在始波和1次底波之间出现一个信号时，此信号则是缺陷波，前后左右移动探头，使缺陷波最高，此时缺陷中心正好在探头中心正下方。根据你在工件上建立的坐标系，则可确定三个坐标值。比如，自探头向下为z方向，这时屏上显示的缺陷声程则为其z坐标。若你的前方为x正方向，向右为y正方向，根据你的坐标系可量出x、y的值（当然，若声程合适，也可如确定z一样翻转试块探伤确定之）。对某试块定位、定量探伤。校正声程后如2定位。定量有几种比较方法。例如可将缺陷声压与一次底波声压进行比较定量，找正缺陷后，记住缺陷波的波高，然后调节衰减器，使1次底波波高等于原缺陷波波高，记下这一衰减的分贝数，代入公式则可计算出缺陷的当量直径2Rf。

三）超声速度的相对测量，如测有机玻璃中的纵波声速。将直探头放一厚度z1已知的钢块上，记下1次底波的时间11。已知钢中声速CL=5900m/s。保持仪器的时间坐标不变。将直探头放一厚度为z的有机玻璃上，设其内声速为C测得一次底波时间为t。则有t=2z/C、t=2z/c二式相11L除，代入数据则可算出c。超声波探伤和超声速度测量数据记录三蛊波二盜波一盜波初牌1.水平线性测量012345刻度说明：相邻次波形，是否等间隔，三蛊波二盜波一盜波初牌1.水平线性测量012345刻度说明：相邻次波形，是否等间隔，水平线性好否？）2.竖直线性测试咼度分贝数（说明：同一波形，调节高度变化两倍，是否变化6分贝？竖直线性好否？）对B块定位测量

（说明：测出B块的上下底高度z0，一次地波对应的刻度X0,再分别读出各缺陷的刻度X,通过公式z/x=z/X，可以算出各缺陷离上底的距离z。00（说明：测出并记录A块的宽度OA,长度OB,以及上下底高度OC=z0，一次底波对应的刻度X0，再分别读出各缺陷的刻度X，通过公式z/X=z/X，可以算出000各缺陷离上底的距离z，而缺陷的x、y值则通过手工直接测定。变化分贝数值与底波比较法，当调节底波高度变化到缺陷波高度时分贝数的变化，通过公式2兀7R2V=20lg(0f)可估算缺陷直径)九z2缺陷x值（mm）y值（mm）X值（格）z（f值（mm）变化分贝数V（db）直径2Rf（mm）12超声速的测量（说明：两种路程：路程1走钢块，s，U，t；路程2走有机玻璃，s，u，11122t。其中时间t可以用探伤仪的水平