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超声波探伤仪的工作原理
2021-05-26
上海鼎徵仪器仪表设备有限公司分享超声波探伤仪工作原理
超声波探伤仪是运用反射及变频的原理来对材料进行检测的。 当超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播就产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的一种技术手段称之为超声检测。 当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,从而来确定是否存在缺陷及缺陷的位置。

超声探伤仪的检测原理

超声波的检测原理是在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。
数字式超声波探伤仪通常是对被测物体(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。

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

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,其应用还处于研制阶段;

反射法

超声波探伤仪这里主要介绍的是应用Z多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。
反射法是基于超声波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(比如石英、硫酸锂等),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Z后形成图像供人们观察判断。
这里根据图像处理方法(也就是将得到的信号转换成什么形式的图像)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。
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"(医院里使用的B超就是用这种原理做出来的),超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体;
C型显示也是一种图象显示,探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件表面的位置。探头接收信号幅度以光点辉度表示,因而,当探头在工件表面移动时,荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图象,但不能显示缺陷的深度。
 
C型显示、F型显示用得比较少。

超声波探伤仪主要技术指标:

1.灵敏度

超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统(仪器和探头)发现Z小缺陷的能力。发现缺陷愈小,灵敏度就愈高。
超声波探伤仪的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器Zda输出时(增益、发射强度Zda,衰减和抑制为0),使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大,说明超声波探伤仪与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关,因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。

2.盲区与始脉冲宽度

盲区是指从探测面到能够发现缺陷的Z小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。
始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下,屏幕上高度超过垂直幅度20%时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关,灵敏度高,始脉冲宽度大。

3.分辨力

超声波探伤仪与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小,分辨力就愈高。

4.信噪比

信噪比是指屏幕上有用的Z小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高,杂波少,对探伤有利。信噪比太低,容易引起漏检或误判,严重时甚至无法进行探伤。
超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确,而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷,也不会对检测对象和操作者产生危害,所以受到了人们越来越普遍的欢迎,有着非常广阔的发展前景。
 
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