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焊缝探伤仪检测原理

超声波探伤的主要特性

1、超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射。

2、波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。　　

3、超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍.

超声波探伤仪应用广泛

超声波探伤仪的应用有很广泛，比如用超声的反射来测量距离，利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢，利用高能超声做成"超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等，超声波探伤仪而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。超声波探伤仪的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断，通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷，可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。

人们是怎么样利用超声来进行检测的呢？

超声波探伤仪检测现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段；

超声波探伤仪检测这里主要介绍的是目前应用多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。反射法是基于超声在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波，超声波探伤仪然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。 在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体，使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，超声波探伤仪后形成图像供人们观察判断。这里根据图像处理方法的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。其中A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等，超声波探伤仪主要用于工业检测；M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图"，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等；B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"，超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体；而C型显示、F型显示现在用得比较少。

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关于如何选择焊缝探伤仪的探头问题，要分不同类型的探伤仪而定，下面我就从几个大类别的探伤仪来介绍如何选择焊缝探伤仪探头：

焊缝探伤仪直探头

进行垂直探伤用的单晶片探头，主要用于纵波探伤。直探头由插座、外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料等组成。

• 超声波的发射/接收均由压电晶片完成;

• 保护膜采用高硬度刚玉片，耐磨损;

• 铝合金外壳，表面喷砂/钝化处理;

• 吸声材料用来吸收晶片背面的噪声;

• 插座为电信号接口，通过探头线连接到仪器。

小晶片的探头(晶片直径≤12mm)，探头线接口为Q6 插座;其他晶片的探头，探头线接口为Q9 插座。

直探头产生的超声波为垂直于探头表面的纵波声束。直探头的用途非常广泛，典型的用途包括锻件、铸件、棒材、板材、轴类等。

焊缝探伤仪软膜直探头

探头接触面为可更换的软膜，用于检测表面粗糙的工件，型号2.5P20(频率2.5MHz，晶片Φ20mm)。

焊缝探伤仪斜探头

进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤。斜探头由斜块、压电晶片、吸声材料、外壳、插座等组成。

焊缝探伤仪的基本原理是什么?

答：　焊缝探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式焊缝探伤仪应用的为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式焊缝探伤仪就是根据这个原理设计的。

目前便携式的脉冲反射式焊缝探伤仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫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离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射(见图1 )，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。

超声波探伤的主要特性有哪些?

答：(1)超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来;如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射;

(2)波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。

(3)超声波的传播能量大，如频率为1MHZ(100赫兹)的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ(赫兹)的声波的100万倍。

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