空气耦合式超声波无损检测技术的发展及展望.pdfVIP

第 26卷第 8期增刊 仪 器 仪 表 学 报 2005年 8月 空气藕合式超声波无损检测技术的发展及展望 罗元国 王保良 黄志尧 李海青 (浙江大学控制科学与工程学系工业控制技术国家重点实验室 杭州 310027) 摘要 分析了空气藕合式超声波无损检测技术存在的主要困难，介绍了该技术的主要研究进展，并对其发展趋势进行了简要 的分析 关健词 空气藕合 超声波 无损检测 ProgressandProspectofAir-coupledUltrasonicNon-destructiveEvaluation LouYuanguo WangBaoliang HuangZhiyao LiHaiying (NationalLaboratoryofIndustrialControlTechnolog3，DepartmentofControl Science乙Engineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China) Abstract Therecentprogressofair-coupledultrasonicnon-destructiveevaluationisreviewed.Somepointsof view abouttheprospectofair-coupledultrasonicnon-destructiveevaluationarepresented. Keywords Air-coupled Ultrasonic Non-destructiveevaluation 引 言 2 空气藕合式超声波检测技术的主要困难 超声波在无损检测领域有着广泛 的应用 ，但传统 空气同检测对象之间巨大的特性声阻抗差以及空 的检测方法需要使用专门祸合剂或用水浸法来减少超 气对高频声波较大的吸收率，使普通压电陶瓷的换能 声波在空气中传播的损失，限制了它的适用范围。空气 器无法实现非接触检测 。表 1给出了超声波在几种常 撰合式超声无损检测技术较好地弥补 了这方面 的不 见介质中传输的特性声阻杭(Z)和传输系数(T)，其 足，其非接触、非侵入、完全无损的特点，特别是能够实 中，特性声阻抗定义为Z=pV，其单位为:kg/ms，用 现快速在线扫查 ，有着很好的应用前景，但传统的压 电 Rayl表示。传输系数T表明了超声波从一种介质进 陶瓷的换能器无法作为空气报合换能器，因此，研制以 人另一种介质中时能量损失的情况，是Z的函数:T= 空气为祸合层的超声波换能器是该技术 的研究重点。 4Z,Z,/(Z,+Z,)0，无量纲。 随着显微机械加工技术的发展以及高分子材料技术的 软1 常见介质的特性声阻抗和传翰系数1,3 进步 ，高效率、高灵敏度的空气拱合式超声波换能器的 介质11 衰减dB 制作取得了较大的突破，加上低噪声，高增益的放大器 *R(sMyll) (R.y1) (201ogT) 的研制及计算机信号处理技术的发展 ，使空气藕合式 Z- 1.5M Z- 17M 0.30 ZA:420 Z- 17M 0.0001 跳 超声波无损检测技术有了长足的进步，并在一些领域 Z- 1.5M 0.13 获得 了较好的应用成果。文中对国际上在空气藕合超 ZA:420 z s 4:4;55