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超声波探伤基础知识江显斌超声波的探伤原理超声波探伤是利用超声波入射被检工件，当超声波遇有缺陷时产生反射回波，或者穿透波衰减来判断工件内部是否有缺陷存在，缺陷的位置和大小。（如图）反射法探伤方法根据反射脉冲信号幅度及其在荧光屏上显示的位置来判断缺陷的方法。它是超声波探伤应用最广泛的方法。（下图是反射法的工作原理及缺陷显示方式）反射法探伤方法ＴＴＢＦＴＦＢ　ａ、无缺陷　　　ｂ、有小缺陷　　　ｃ、有大缺陷反射法的优缺点优点：适应范围广，探伤灵敏度高，缺陷定位准确，操作方便。缺点：反射波受缺陷取向的影响，超声波在传播过程中衰减大，对近表面缺陷的探测能力差。穿透法探伤原理一个探头发射的超声波透过整个工件被另一个探头接收，根据超声波在工件中的能量变化来判断缺陷或工件质量。穿透法探伤　　ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｂ　　　　　　　　　　　　　　　ｃ　　ａ、无缺陷　　ｂ、有小缺陷　ｃ、有大缺陷　始波Ｔ始波Ｔ始波Ｔ底波Ｂ底波Ｂ穿透法的优缺点优点：工作中不存在探测盲区，超声波传播中衰减小，判断缺陷方法简单，适用于连续的自动化探伤。缺点：探伤灵敏度低，分辨率差，不能确定缺陷位置，一般需专用的探头夹持装置。超声波探伤的优点１.穿透能力强，可测厚度大。２.检测灵敏度高。３.可适用多种波型，各种探头作不同方向的探测，能探出工件内部和表面各种取向的缺陷。４.指向性好，能方便准确地对缺陷定位。５.检测速度快，费用低。超声波探伤的缺点１.探测的结果受人的因素影响。２.探测表面要求加工。３.受工件形状晶粒和组织部均匀性的限制。４.定位精度差。超声波的产生人们把声源震动在介质（如空气等）中的传播过程，称为波动，简称波。波是物质的一种运动形式，可分为电磁波和机械波两类。波的分类电磁波是交变电磁场在空间的传播过程，如无线电波、红外线灯。电磁波机械波是指机械振动在弹性介子中的传播过程，如水波、超声波等。机械波产生机械波的条件产生机械波必要的两个条件要有作机械振动的振源要有能传递机械振动的弹性介质超声波的特性在超声波探伤中运用最广泛的是利用某些压电材料（如石英等）的压电效应，来实现超声波的发射和接收。必须注意的是：超声波在传播的过程中，实际上只是振动能量的传播，并没有产生物质的迁移，介质质点本身仅限于平衡位置附近振动超声波的分类按质点的振动方向可分为纵波Ｌ介质质点振动的方向平行于波的传播方向固体、液体和气体中传播钢板、锻件探伤焊缝、钢管探伤横波Ｓ介质质点振动的方向垂直于波动传播方向固体中传播在介质表面传播时介质表面质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向表面波Ｒ钢板、锻件、钢管探伤固体中传播对称型（Ｓ型）了解兰姆波兰姆波非对称型Ａ型纵波（Ｌ）质点的振动方向　纵波（Ｌ）λ波长　。。　。　。。。。　。　。。　。。　。　。。。。　。　。。　。。　。　。。。。　。　。。　波的传播方向横波（Ｓ）质点振动方向　横波（Ｓ）λ波长　　波的传播方向表面波（Ｒ）　表面波（Ｒ）λ波长　波的传播方向按振动持续的时间可分为连续波是指波源持续不断地振动所辐射的波，常用于穿透法探伤和共振法测厚。连续波脉冲波是指波源振动持续时间很短、间歇辐射的波，超声波探伤中广泛用的就是脉冲波。脉冲波连续波振幅　Ｏ　　　　　　　　　　　　　ｔ　连续波脉冲波振幅　Ｏ　　　　　　　　　　　ｔ　脉冲波１、无限大平面作简谐振动时，在各向同性的弹性介质中传播２、如不考虑介质吸收的能量，声压不随声源的距离而变化按波的形状可分为平面波１、声源为点状球体，波阵面是以声源为中心的球迷２、声强与距声源距离的平方成正比柱面波声源为一无限长的线状直柱，波阵面是同轴圆柱面２、声强与距声源的距离成反比球面波超声波的主要特征参数1、振幅（A）：指振动质点偏离平衡位置的最大距离。2、频率（f）：振动质点单位时间内（通常指1s）围绕平衡位置完成全振动的次数为振动频率，其数值与波动频率相等。波动频率是指波动过程中任一给定质点在单位时间内通过完整波的个数，单位频率（Hz). 需要说明的是，在实际探伤中往往会遇到工作频率和重复频率两个 概念。工作频率是指探头发射的超声波频率，重复频率是指探头每秒中向试件发射超声波的次数。为了提高探伤速度，一般要求重复频率越高越好，但过高的重复频率会导致发射和接收间的干扰，产生幻象回波，因此，重复频率应根据被检工件的大小，一次声程所需要的时间，仪器接收和发射超声波的能力，以及探伤速度等多方面因素决定。3、周期：指振动质点完成一次全振动所需要的时间，单位为秒（s）。周期与频率的关系式为T=1/f.4、波长（λ）：同一波线上相邻两振动相位相同的距离称为波长。5、声速（c）：声波在弹性介质中，单位时间内所传播的距离。波长、声速和频率之间的关系式为：λ=c/f。超声场及其特征1、超声场 通常把充