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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮
超声波探伤仪的相关专业知识
超声波探伤仪的相关专业知识
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运用超声检测的方法来检测的仪器称之为超声波探伤仪。它的原
理是：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
超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入
另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，
当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时
就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形
来判断缺陷位置和大小。
利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播的影响来检验材
料内部缺陷的无损检验方法。现在广泛采用的是观测声脉冲在材料中
反射情况的超声脉冲反射法，此外还有观测穿过材料后的入射声波振
幅变化的穿透法等。常用的频率在 ～5MHz 之间。
常用的检验仪器为 A 型显示脉冲反射式超声波探伤仪。根据仪器
示波屏上反射信号的有无、反射信号和入射信号的时间间隔、反射信
号的高度，可确定反射面的有无、其所在位置及相对大小。仪器的基
本结构和原理见图 1。
超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横
波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻
件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分
层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的
气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的制件
上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。
在 A 型探伤仪的基础上发展而成的 B 型、C 型探伤仪，可得到不
同方向反射面的信号，也可将 B 型、C 型显示组合以得到材料的内部 : .
太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》
反射面的三维显示图。
上述各种探伤仪均利用脉冲电信号激励压电换能器发射超声波，
但也可用涡流声换能器来检验导电材料。这种换能器的换能过程在被
探伤件表面进行，无须与材料接触，也不需要耦合剂，就可检验表面
粗糙和温度高至 500℃以上的金属材料，在冶金工业中应用较多。
超声波在材料中传播，由于吸收和散射等，强度会衰减，因此测
量在诸如真空自耗炉中熔炼的合金材料中的衰减，有可能无损地了解
材料组织均匀性的情况。
脉冲反射式超声波法同其他无损检验方法相比
主要优点是：
①穿透能力强，探测深度可达数米；
②灵敏度高，可发现与直径约十分之几毫米的空气隙反射能力相
当的反射体；
③在确定内部反射体的位向、大小、形状及性质等方面较为准确；
④仅须从一面接近被检验的物体；
⑤可立即提供缺陷检验结果 ;
⑥操作安全 ,设备轻便。
主要缺点是：
①要由有经验的人员谨慎操作；
②对粗糙、形状不规则、小、薄或非均质材料难以检查；
③对所发现缺陷作十分准确的定性、定量表征仍有困难。
什么是无损探伤
无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验
部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。
无损检测： Nondestructive Testing( 缩写 NDT)
常用的探伤方法有哪些？
无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析，认为可分为六大
类约70 余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种：常规无损检测
方法有：
－超声检测 Ultrasonic Testing( 缩写 UT) ； : .
饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》
－射线检测 Radiographic Testing( 缩写 RT) ；
－磁粉检测 Magnetic particle Testing( 缩写 MT) ；
－渗透检验 Penetrant Testing ( 缩写 PT) ；
－涡流检测 Eddy current Testing( 缩写 ET)；
非常规无损检测技术有：
－声发射 Acoustic Emission( 缩写 AE) ；
－泄漏检测 Leak Testing( 缩写 UT) ；
－光全息照相 Optical Holography ；
－红外热成象 Infrared Thermography ；
超声波探伤专用名词解释
1. 脉冲幅度：脉冲信号的电压幅值。当采用 A 型显示时，通常为
时基线到脉冲峰顶的高度。
2. 脉冲长度：以时间或周期数值表示的脉冲持续时间。
3. 分贝：两个振幅或者强度比的对数表示。
4. 声阻抗：声波的声压与质点振动速度之比，通常用介质的密度
p 和速度c 的乘积表示。
5. 声阻抗匹配：声阻抗相当的两介质间的耦合。
6. 衰减：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增大，声压逐
渐减弱的现象。
：任何形状的超声束，其特定波形的声压随传播距离的
增大，由于散射、吸收和声束扩散等共同引起的减弱。
：超声波在介质中传播时，因材质散射在单位距离内
声压的损失，通常以每厘米分贝表示。
：尺寸、形状、取向、位置或性质对工件的有效使用会造
成损害，或不满足规定验收标准要求的不连续性。
10. A 型显示：以水平基线 (X 轴)表示距离或时间，用垂直于基线
的偏转 (Y轴)表示幅度的一种信息表示方法。
11. 发射脉冲：为了产生超声波而加到换能器上的电脉冲。
12. 时基线： A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。
13. 扫描：电子束横过探伤仪荧光屏所作同一样式的重复移动。 : .
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。——李白
14. 扫描范围：荧光屏时基线上能显示的最大声程。
15. 扫描速度：荧光屏上的横轴与相应声程的比值。
16. 延时扫描：在 A 型或 B 型显示中，使时基线的起始部分不显
示出来的扫描办法。
：超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输
入接收器的信号(通过校正的时间发生器或来自已知厚度平板的多次回
波)成正比关系的程度。
：超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输
入接收器的信号幅度成正比关系的程度。
：在增益调节不变时，超声探伤仪荧光屏上能分辨的
最大与最小反射面积波高之比。通常以分贝表示。
20. 脉冲重复频率：为了产生超声波，每秒内由脉冲发生器激励探
头晶片的脉冲次数。
21. 检测频率：超声检测时所使用的超声波频率。通常为 MHz
~15MHz 。
22. 回波频率：回波在时间轴上进行扩展观察所得到的峰值间隔时
间的倒数。
23. 灵敏度：在超声探伤仪荧光屏上产生可辨指示的最小超声信号
的一种量度。
：超声探伤系统中，以一定电平表示的标准缺陷探
测灵敏度与最大探测灵敏度之间的差值。
：超声探伤系统能够区分横向、纵向或深度方向相距最
近的一定大小的两个相邻缺陷的能力。
：在超声探伤仪中，为了减少或消除低幅度信号 (电或材料
的噪声 )，以突出较大信号的一种控制方法。
27. 闸门：为监控探伤信号或作进一步处理而选定一段时间范围的
电子学方法。
28. 衰减器：使信号电压 (声压 )定量改变的装置。衰减量以分贝表
示。
29. 信噪比：超声信号幅度与最大背景噪声幅度之比。通常以分贝 : .
不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》
表示。
30. 阻塞：接收器在接收到发射脉冲或强脉冲信号后的瞬间引起的
灵敏度降低或失灵的现象。
31. 增益：超声探伤仪接收放大器的电压放大量的对数形式。以分
贝表示。
(DAC) ：根据规定的条件，由产生回波的已知反
射体的距离、探伤仪的增益和反射体的大小，三个参量绘制的一组曲
线。实际探伤时，可由测得的缺陷距离和增益值，从此曲线上估算出
缺陷的当量尺寸。
33. 耦合：在探头和被检件之间起传导声波的作用。
34. 试块：用于鉴定超声检测系统特性和探伤灵敏度的样件。
：材质、形状和尺寸均经主管机关或权威机构检定的
试块。用于对超声检测装置或系统的性能测试及灵敏度调整。
：调整超声检测系统灵敏度或比较缺陷大小的试块。
一般采用与被检材料特性相似的材料制成。
：发射或接收(或既发射又接收 )超声能量的电声转换器件。
该器件一般由商标、插头、外壳、背衬、压电元件、保护膜或楔块组
成。
38. 直探头：进行垂直探伤用的探头，主要用于纵波探伤。
39. 斜探头：进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤