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2021年超声波探伤实验报告 2021年超声波探伤实验报告 PAGE / NUMPAGES 2021年超声波探伤实验报告 超声波探伤 一、 试验目 1.经过试验了解超声波探伤基础原理; 2.掌握超声波探伤仪器各个旋钮名称、 功效和使用方法。 3.了解超声检测仪使用规范?。 二、 试验设备和器材 1.超声检测仪 2.直探头和斜探头 3.耦合剂: 甘油 4.试块和试件 三、 试验内容 超声波探伤是利用探头发射超声波扫描试件内部, 在荧光屏上可得到工件两界面（表面及底面）反射波, 如工件内部有缺点, 则缺点将产生缺点反射回波并显示在两界面波之间。缺点波峰距两界面波之间距离即缺点至两界面之间距离, 缺点大小及性质可按相关标正确定。 1、 超声波探伤原理 （1）超声波传输特征 声波是由物体机械振动所发出波动, 它在均匀弹性介质中匀速传输, 其传输距离与时间成正比。当声波频率超出0赫时, 人耳已不能感受, 即为超声波。声波频率、 波长和声速间关系是: ??????????????????????????????????????????????????? ?????????? ??????????????????????????????????????????????????（1） 式中?λ——波长; c——波速; f——频率。 由公式可见, 声波波长与频率成反比, 超声波则含有很短波长。 超声波探伤技术, 就是利用超声波高频率和短波长所决定传输特征。即: 1）含有束射性（又叫指向性）, 如同一束光在介质中是直线传输, 能够定向控制。 2）含有穿透性, 频率越高, 波长越短, 穿透能力越强, 所以能够探测很深（尺寸大）零件。穿透介质超致密, 能量衰减越小, 所以可用于探测金属零件缺点。 3）含有界面反射性、 折射性, 对质量稀疏空气将发生全反射。声波频率越高, 它传输特征越和光传输特征靠近。如超声波反射、 折射规律完全符合光反射、 折射规律。利用超声波在零件中匀速传输以及在传输中碰到界面时发生反射、 折射等特征, 即能够发觉工件中缺点。因为缺点处介质不再连续, 缺点与金属界面就要发生反射等。如图1所表示超声波在工件中传输, 没有伤时, 如图1a, 声波直达工件底面, 遇界面全反射回来。当工件中有垂直于声波传输方向伤, 声波碰到伤界面也反射回来, 如图1b 图 图1 超声波在工件中传输 2、 超声波探伤仪工作原理 超声波探伤仪首先是个超声波发生器, 它利用交流电源和振荡电路, 产生高频电脉冲, 并可依据探伤要求调整脉冲频率及发射能量。超声波探伤仪还含有将接收到电脉冲依其能量大小、 时间前后经过荧光显示器显示出来功效。其工作原理示于图2。发生器使示波管产生水平扫描线（一条亮线, 代表时间轴）, 接收放大器使接收到脉冲信号作用于示波管垂直偏转板, 并按信号收到时间前后将水平扫描线对应部位拉起脉冲值。始脉冲是仪器发射出去原始脉冲信号, 伤脉冲是超声波自工件内缺点处返回脉冲信号, 底脉冲则是超声波自工件底部返回来脉冲信号。因为超声波在工件内是匀速传输, 所以在工件内走过旅程越长, 返回时间越晚, 所以底脉冲要比伤脉冲出现晚, 它们在荧光屏上水平距离反应了超声波在工件内走过距离。所以有: 则 ????????????? ?????（2）???????????????????? ??? 式中:d——工件表面至缺点距离。 I——沿探测方向工件厚度。 b——伤脉冲到始脉冲扫描刻度。 超声波在介质中传输是有能量衰减。走过距离越长, 反射回来能量也越小, 表现在接收回来脉冲高度要降低。假如伤较小, 少许超声波自伤处反射回来, 将有一个矮伤脉冲, 此时大部分能量抵达工件底面, 底脉冲仍较高。假如伤面积很大, 则伤脉冲就会高, 对应底脉冲就会很小。如碰到伤很大, 或其界面又不垂直于超声波入射方向（如图1c 图2 探伤仪工作原理示意图—— 图2 探伤仪工作原理示意图 超声波探头是超声波探伤仪关键附件, 工程上所用探头分为直探头和斜探头两种。探头又叫做换能器, 探伤仪发射出来是高频电脉冲, 利用探头上压电晶体（常见锆钛酸铅）将电脉冲转换成机械振动——超声波。探头又能够将由工件上接收到超声波转换成电脉冲, 输给接收放大电路, 再加于示波管上。 3、 各旋钮功效 电源开关——用以接通电源。 电源指示灯——用以表示电源接通。 延迟扫描 把同时脉冲信号延迟一段时间再触发时间扫描电路工作状态, 使时间扫描滞后于发射脉冲一段时间, 延迟量可用延迟调整旋钮调整。 辉度 调整示波管电子束发射强度, 控制示波屏上时基线与波形显示亮度。 聚焦 用于调整示波管电子束聚焦程度, 使示波屏上时基 垂直调整 使时基线在示波屏上作上下移