超聲波基本理論串講

UT基本理論串講串講目的喚醒記憶—重溫原本扎實(shí)的超聲波理論強(qiáng)化基礎(chǔ)---鞏固超聲波理論基礎(chǔ)

超聲波探傷Longitudinalwave(straightbeam)縱波(直探頭)Shearwave(anglebeam)橫波(角度探頭)Surfacewave表面波Lambwave板波折射角

:0°,45°,60°,70°&90°(表面波)要求

:最小外徑≥

89mm(API)厚度范圍:6mm~150mmL折射角有機(jī)玻璃鋼超聲波的特性超聲探傷所用的頻率一般在0.5-10MHz之間，對(duì)鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，采用的頻率為1-5MHz。超聲波波長(zhǎng)很短,由此決定了超聲波具有一些重要特性,使其能廣泛用于無損探傷.(1)超聲波方向性好:超聲波是頻率很高,波長(zhǎng)很短的機(jī)械波,在無損探傷中使用的波長(zhǎng)為毫米數(shù)量級(jí).超聲波像光波一樣具有良好的方向性,可以定向發(fā)射.(2)越聲波能量高:超聲波探傷頻率遠(yuǎn)高于聲波,而能量(聲強(qiáng))與頻率平方成正比.因此超聲波的能量遠(yuǎn)大于聲波的能量.(3)能在界面上產(chǎn)生反射,折射和波型轉(zhuǎn)換;在超聲波探傷中.特別是在超聲波脈沖反射法探傷中,利用了超聲波具有幾何聲學(xué)的一些特點(diǎn).(4)超聲波穿透能力強(qiáng):超聲波傳播能量損失小,傳播距離大,穿透能力強(qiáng).在一些金屬材料中其穿透能力可達(dá)數(shù)米.這是其他探傷手段所無法比擬的.

優(yōu)點(diǎn)Atruevolumetrictest真實(shí)的體積性測(cè)試Onesideaccess只需一面接近Veryaccurate非常準(zhǔn)確Deeppenetration–5000mm大的穿透能力–5米Criticalflawsfound能找出非常的小缺陷(?波長(zhǎng))Equipmentfullyportable儀器便攜Safety(Noradiation)安全(沒有輻射)缺點(diǎn)Highlyskilledoperator操作人員要有高技術(shù)Smoothsurfaces表面要求光滑Groovewelds>6mmDiameter>100mm對(duì)接焊-厚度要大于6mm管徑要大于100mm（JB4730）Geometricalshape幾何形狀Scanningspeed25-100mm/sec.Forweld焊縫掃描速度25-100mm/秒Scanningspeed150mm/secondForplate平板掃描速度150mm/秒超過人耳聽覺范圍的聲波稱為超聲波，它的頻率高于Hz，屬于機(jī)械波。超聲波在傳播過程中僅有能量的傳播,沒有物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。超聲波在鋼、水和油類物質(zhì)中都能很好地傳播，但在空氣中比較困難。因?yàn)榭諝饷芏群苄?，在其粒子之間傳遞聲能較困難,它是超聲波傳遞的不良介質(zhì)，所以要在探頭和工件之間的表面加油耦合劑的原因。

超聲波定義20000什么叫波長(zhǎng)、頻率？Sec.秒１．一個(gè)完整波動(dòng)的過程稱為一個(gè)周期（一個(gè)波長(zhǎng)λ

）２．在單位時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)周期次數(shù)稱為頻率．它的單位是：赫茲Hz／秒1000Hz=1KHz;10,000Hz=10KHz;100,000Hz=100KHz;5,000,000Hz=5MHz.３．λ波長(zhǎng)(mm)v聲速(mm/s)f頻率(Hz)λ=v/f超聲波所能檢測(cè)最小的缺陷尺寸是:

λ當(dāng)缺陷小于1/2波長(zhǎng)聲波會(huì)繞射而過沒有反射!1/2超聲波傳播的條件是什么?1.有發(fā)射聲波的聲源;2.有傳播聲波的彈性介質(zhì);超聲波探傷常用哪幾種波型?1.縱波(壓縮波compressionwave);2.橫波(剪切波shearwave);3.表面波(surfacewave);4.板波(lambwave).什么是縱波？介質(zhì)中粒子振動(dòng)方向和傳播方向平行時(shí)，此波稱為縱波．可在固體，液體和氣體中傳播．質(zhì)點(diǎn)波的傳播方向什么是橫波？介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和傳播方向垂直時(shí)，此波稱為橫波．橫波在液體和氣體中不能傳播．橫波的聲速比縱波的聲速慢，傳播速度約為縱波速度的1/2．焊縫探傷主要用橫波？（1）一般來說，在頻率一定的情況下，在給定的材料中，橫波探測(cè)缺陷更為靈敏，這是因?yàn)闄M波比縱波的波長(zhǎng)短．（2）由于加強(qiáng)高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未融合等危險(xiǎn)性大的缺陷往往與探測(cè)面垂直或成一定角度，因此一般采用橫波探傷。波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)什么是板波？板波它能夠在簿板中傳播．其波型的變化與板厚、探頭頻率以及入射角有關(guān)．板厚≈λ,1/2λ,2λ什么是表面波？表面波在介質(zhì)表面上傳播時(shí)，粒子作橢圓運(yùn)動(dòng)．表面波能夠沿平面和圓弧形的工件表面?zhèn)鞑ィ豢稍诠腆w表面?zhèn)鞑ィ糜跈z測(cè)表面裂紋，最大穿透深度約兩個(gè)波長(zhǎng)，最佳檢測(cè)深度約一個(gè)波長(zhǎng)．超聲波的傳播速度1一、固體介質(zhì)中的縱波、橫波與表面波聲速

1、無限大固體介質(zhì)中的聲速 在無限大的固體介質(zhì)中（無限大固體介質(zhì)是相對(duì)于波長(zhǎng)而言的，當(dāng)介質(zhì)的尺寸遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)時(shí)，就可以視為無限大介質(zhì)。） 縱波聲速為： 橫波聲速為： 表面波聲速為： 由以上三式可知： （1）固體介質(zhì)中的聲速與介質(zhì)的密度和彈性橫量等有關(guān)，不同的介質(zhì)，聲速不同；介質(zhì)的彈性模量愈大，密度愈小，則聲速愈大。 （2）聲速還與波的類型有關(guān)，在同一固體介質(zhì)中、縱波、橫波和表面波的聲速各不相同，并且相互之間有以下關(guān)系：CL＞CS＞CR。對(duì)于鋼材CL:Cs:CR≈1.8:1:0.9。CLb（m/s）CL(m/s)CS(m/s)鋁504062603080鐵51805850-59003230有機(jī)玻璃27301460波的類型質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)傳播介質(zhì)應(yīng)

用縱波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向平行于波傳播方向固、液、氣體介質(zhì)鋼板、鍛件探傷等橫波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直于波傳播方向固體介質(zhì)焊縫、鋼管探傷等表面波質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng)，橢圓長(zhǎng)軸垂直波傳播方向，短軸平行于波傳播方向固體介質(zhì)鋼管探傷等板波對(duì)稱型(S型)上下表面：橢圓運(yùn)動(dòng),中心：縱向振動(dòng)固體介質(zhì)(厚度與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)谋“?薄板、薄壁鋼管等(δ<6mm)非對(duì)稱型(A型)上下表面；橢圓運(yùn)動(dòng)，中心：橫向振動(dòng)在同一固體介質(zhì)中,縱波的傳播速度為常數(shù)()在同一固體介質(zhì)中,橫波的傳播速度為常數(shù)()在同一固體介質(zhì)中,瑞利波的傳播速度為常數(shù)()在同一固體介質(zhì)中,蘭姆波的傳播速度為常數(shù)()鋼中聲速最大的波型是縱波()鋼中聲速最大的波型是橫波()鋼中聲速最大的波型是蘭姆波()根據(jù)公式：C=λ·f可知聲速C與頻率f成正比，因此同一波型的超聲波在高頻時(shí)傳播速度比低頻時(shí)大()為減小超聲波通過介質(zhì)時(shí)的衰減和避免林狀回波，宜采用（）進(jìn)行探傷a.高頻率、橫波

b.較低頻率、橫波

c.高頻率、縱波

d.較低頻率、縱波√√√×√×××d超聲波的傳播速度2 2、細(xì)長(zhǎng)棒中的縱波聲速CLb

在細(xì)長(zhǎng)棒中(棒徑d≤λ)軸向傳播的縱波聲速與無限大介質(zhì)中縱波聲速不同，細(xì)長(zhǎng)棒中的縱波聲速為：

3、聲速與溫度、應(yīng)力、均勻性的關(guān)系

1）一般固體中的聲速隨介質(zhì)溫度升高而降低。

2）固體介質(zhì)的應(yīng)力狀況對(duì)聲速有一定的影響，一般應(yīng)力增加，聲速增加，但增加緩慢。

3）固體材料組織均勻性對(duì)聲速的影響在鑄鐵中表現(xiàn)較為突出。鑄鐵表面與中心，由于冷卻速度不同而具有不同的組織，表面冷卻快，晶粒細(xì)，聲速大；中心冷卻慢，晶粒粗，聲速小。此外，鑄鐵中石墨含量和尺寸對(duì)聲速也有影響，石墨含量和尺寸增加，聲速減少。二、板波聲速 由于板波傳播時(shí)受到上下板面的影響,只有當(dāng)板厚、頻率、聲速之間滿足一定關(guān)系時(shí)，板波才能順利傳播。 實(shí)際探傷中，若是頻率單一的連續(xù)波，那么板波聲速就是相速度；若是脈沖波，那么板波聲速就是群速度。超聲波的傳播速度3三、液體、氣體介質(zhì)中的聲速

1、液體、氣體中聲速公式 由于液體和氣體只能承受壓應(yīng)力，不能承受剪切應(yīng)力，因此液體和氣體介質(zhì)中只能傳播縱波，不能傳播橫波和表面波。液體和氣體中的縱波波速為： 介質(zhì)的容變彈性模量愈大、密度愈小，聲速就愈大。

2、液體介質(zhì)中的聲速與溫度的關(guān)系

1）幾乎除水以外的所有液體，當(dāng)溫度升高時(shí)，容變彈性模量減小，聲速降低。

2）水溫度在74℃左右時(shí)聲速達(dá)最大值，當(dāng)溫度低于74℃時(shí)，聲速隨溫度升高而增加；當(dāng)溫度高于74℃時(shí)，聲速隨溫度升高而降低。

波的干涉（聲壓極大極小值）定義：兩列頻率相同，振動(dòng)方向相同，位相相同或位相差恒定的波相遇時(shí)，介質(zhì)中某些地方的振動(dòng)互相加強(qiáng)，而另一些地方的振動(dòng)互相減弱或完全抵消的現(xiàn)象。在超聲波探傷中，由于波的干涉，使超聲波源附近出現(xiàn)聲壓極大極小值。 如圖1.20所示，點(diǎn)波源S1、S2在M點(diǎn)引起的振動(dòng)為： 質(zhì)點(diǎn)M的合振動(dòng)為

δ----波程差，δ=x2-x1由上可知：

(1)當(dāng)δ＝nλ（n為整數(shù)）時(shí)，A=A1+A2。這說明當(dāng)兩相干波的波程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，二者互相加強(qiáng)，合振幅達(dá)最大值。

(2)當(dāng)δ=(2n+1)λ/2（n為整數(shù)）時(shí)，A=│A1-A2│。這說明當(dāng)兩相干波的波程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，二者互相抵消，合振幅達(dá)最小值。若A1=A2，則A=0，即二者完全抵消。 例題：兩束頻率不同的聲波在同一介質(zhì)中傳播時(shí),如果相遇可產(chǎn)生干涉現(xiàn)象()MS1S2X1X2f2f1√波的衍射（探傷靈敏度）定義：波在傳播過程中遇到與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)恼系K物時(shí)，能繞過障礙物邊緣改變方向繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象。特點(diǎn)：波的衍射使波的傳播方向改變，從而使缺陷背后的聲影縮小，反射波降低；波的繞射和障礙物尺寸及波長(zhǎng)λ的相對(duì)大小有關(guān)，當(dāng)<<λ時(shí)，波的繞射強(qiáng)，反射弱，缺陷回波很低，容易漏檢。超聲探傷靈敏度約為λ/2，這是一個(gè)重要原因。當(dāng)>>λ時(shí)．反射強(qiáng)，繞射弱，聲波幾乎全反射。端角反射1定義：超高聲波在兩個(gè)平面構(gòu)成的直角內(nèi)的反射叫做端角反射。端角反射率：T端＝Pα/PoαβαL（S）PoL（S）PαPr不考慮波形轉(zhuǎn)換端角反射2端角反射率

縱波入射時(shí)，端角反射率很低，這是因?yàn)榭v波在端角的兩次反射中分離出較強(qiáng)的橫波。

橫波入射時(shí)，入射角αs＝30°或60°附近時(shí)，端角反射率最低。αs＝35°－55°時(shí)，端角反射率達(dá)100％。實(shí)際工作中，橫波探傷焊縫單面焊根部未焊透或裂紋的情況就類似于這種情況。所以，在對(duì)根部缺陷進(jìn)行定位、定量，不可用60°探頭，甚至有可能漏檢，最好使用45°和70°

（70°對(duì)根部焊瘤相對(duì)不敏感）探頭。平面波在曲界面上的折射平面波入射到曲界面上時(shí)，除了反射波發(fā)生聚焦或發(fā)散外，折射波也發(fā)生聚焦或發(fā)散。這時(shí)折射波的聚焦或發(fā)散不僅與曲面的凹凸有關(guān)（從入射方向看），而且與界面兩側(cè)介質(zhì)的波速有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中，常用到折射波聚焦特性，如水浸聚焦探頭PoPxC1>C2（易加工）PoPxC1<C2超聲波探傷氣孔靈敏度低的原因?qū)嶋H探傷中，至波源距離較遠(yuǎn)的球形氣孔缺陷就屬于球面波在凸球面上的反射。由于反射波進(jìn)一步發(fā)散，因此其回波較低。什么叫聲阻抗？超聲場(chǎng)中任一點(diǎn)的聲壓與該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度之比稱為聲阻抗，常用Z表示Z=p/u=ρC由上式不難看出，在同一聲壓下，Z增加，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度下降，因此聲阻抗Z可理解為介質(zhì)對(duì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的阻礙作用。

超聲波垂直入射到界面時(shí)的

反射和透射——單一平界面聲阻抗的（Z）定義為介質(zhì)的密度（ρ）和該介質(zhì)中的聲速（V）的乘積．即：Z=ρVZ1Z2Po（Io）Pt（Pt）聲強(qiáng)反射率：R=(Z1-Z2）/（Z1+Z2)

聲強(qiáng)透射率：T=4Z1×Z2/(Z1+Z2)22Pr（Ir）2聲壓反射率：r=Pr/Po=(Z1-Z2)/(Z2+Z1)

聲壓透射率：t=Pt/Po=2Z2/(Z2+Z1)界面兩側(cè)的總聲壓相等，即Po+Pr=Pt，力只會(huì)平衡，能量才會(huì)守恒。什么叫聲阻抗？水鋼超聲波在水與鋼中傳播

R=(Z2-Z1/Z2+Z1)

=(4.56-0.149/4.56+0.149)=(4.411/4.709)

=0.88即88%的聲能量被反射回來12%透入鋼中.22鋼鋼超聲波在鋼與鋼中傳播,聲束不改變TR水中可傳播超聲波所以能接收到回波利用聲阻抗測(cè)量液位采用一發(fā)一收的雙探頭模式TR空氣中無法傳播超聲波所以接收不到回波采用一發(fā)一收的雙探頭模式利用聲阻抗測(cè)量液位R=(Z2-Z1/Z2+Z1)2=(0.0001-4.56/0.0001+4.56)=(-4.559/4.56)2=0.999即100%的聲能量被反射回來。利用聲阻抗測(cè)量液位采用單探頭模式R=(Z1-Z2/Z1+Z2)2=(4.56-0.149/4.56+0.149)=(4.411/4.709)2=0.88即88%的聲能量被反射回來有12%能量透入水中。采用單探頭模式利用聲阻抗測(cè)量液位聲束的形狀副瓣主聲束換能器θＤ半擴(kuò)角Sinθ=1.22λ/Dθ=半擴(kuò)散角；λ＝波長(zhǎng)；D＝芯片直徑。當(dāng)頻率一定時(shí)，大直徑探頭擴(kuò)散角要比小探頭的擴(kuò)散角小，既指向性好，使超聲波的能量更集中，有利提高探傷靈敏度。但近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度增加，對(duì)探傷不利。一般是在保證探傷靈敏度的前提下盡可能減少近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度。例題： 邊長(zhǎng)為D=10mm的方形晶片，指向角用θ0=57λ/D表示。試計(jì)算探測(cè)鋼材時(shí)，下列探頭晶片的指向角：

①5MHz10x10、②4MHz12x12、③3MHz15x15、④2MHz20x20

解：λ①=(5900x103)/(5x106)=1.18mm；

λ②=(5900x103)/(4x106)=1.48mm；

λ③=(5900x103)/(3x106)=1.97mm；

λ④=(5900x103)/(2x106)=2.95mm，則：①的指向角：θ0=57x1.18/10=6.70； ②的指向角：θ0=57x1.48/12=7.030；

③的指向角：θ0=57x1.97/15=7.480； ④的指向角：θ0=57x2.95/20=8.410聲束盲區(qū)Deadzone遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)Farzoneθ探頭transducerSinθ=70λ/D近場(chǎng)區(qū)NearzoneN=D×D/4λ

盲區(qū)是從探測(cè)面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離，與儀器的阻塞時(shí)間和始脈沖寬度有關(guān)。盲區(qū)內(nèi)的缺陷一概不能發(fā)現(xiàn)。

近場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在聲壓極大極小值的點(diǎn)，處于聲壓極小值處的較大缺陷回波可能較低，而處在聲壓極大值處的較小缺陷回波可能較高，這樣就容易引起誤判，甚至漏檢，應(yīng)盡可能避免在近場(chǎng)區(qū)探傷定量。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上的聲壓隨距離單調(diào)減少，不會(huì)出現(xiàn)聲壓極大極小值，適合探傷定量。圓盤源軸線上聲壓分布Ｎ遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)P/Po

近場(chǎng)區(qū)：波源附近由于波的干涉而出現(xiàn)一系列聲壓極大極小值的區(qū)域。近場(chǎng)長(zhǎng)度：波源軸線上最后一個(gè)聲壓極大值至波源的距離。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)：波源軸線上至波源的距離X＞N的區(qū)域在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，波源各點(diǎn)至軸線上某一點(diǎn)的波程差很小，引起的相位差很小，這樣干涉現(xiàn)象可略不記。所以遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)軸線上不會(huì)出現(xiàn)聲壓極大極小值。折射定律--波型轉(zhuǎn)換

LLL`S``βLβsαLI（固體）II（固體）SinαL=Sinα`L=Sinα`s=SinβL=SinβsCL1CL1CS1CL2CS2α`LS`α`s當(dāng)縱波L傾斜入射到固/固界面時(shí)，除產(chǎn)生反射縱波L`和折射縱波L``外，還會(huì)產(chǎn)生反射橫波S`和折射橫波S``產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換的條件：1、波源傾斜入射；2、波源入射到異質(zhì)界面。臨界角

βs=90°S``LLα’IIIβL=90°αIα2L第一臨界角常用于制作純橫波探頭S``第二臨界角常用于制作表面波探頭有機(jī)玻璃斜探頭αL=27.6°-57.7°，有機(jī)玻璃表面波探頭αL≥57.7°例題：

5P20x1045°的探頭有機(jī)玻璃楔塊內(nèi)聲速為2730m/s，被檢材料（低碳鋼）中聲速為3230m/s，求入射角α。

解：根據(jù)折射定律：sinα/sinβ=CL1/CS2

又：β=45°

sinα=(CL1/CS2)·sinβ=(2730/3230)·sin45°=0.59

α=36.7°

答：入射角α為36.7°超聲波通過兩種材料的界面時(shí)，如果第一種材料的聲阻抗較大，但其聲速與第二材料相同，則在第二種材料中的折射角大于入射角()超聲波通過兩種材料的界面時(shí)，如果第一種材料的聲阻抗較大，但其聲速與第二材料相同，則在第二種材料中的折射角小于入射角()超聲波通過兩種材料的界面時(shí)，如果第一種材料的聲阻抗較大，但其聲速與第二材料相同，則在第二種材料中的折射角等于入射角()超聲波通過兩種材料的界面時(shí)，如果第一種材料的聲阻抗較大，但其聲速與第二材料相同，則在第二種材料中的折射角等于臨界角()×××√直探頭的結(jié)構(gòu)外殼阻尼塊地線火線電極層芯片常用芯片材料：石英：頻率穩(wěn)定，但是能量少．硫酸鋰晶體：效率高,但是易碎、易被水溶解，且溫度限制在165oF(74oC)以下．極化陶瓷：最高效率，但是很容易磨損．（鈦酸鋇、偏鈮酸鉛、鋯鈦酸鉛）斜探頭的結(jié)構(gòu)吸收膠透聲楔芯片地線火線外売壓電效應(yīng)定義：某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)力作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)。探頭接收超聲波時(shí)，發(fā)生正壓電效應(yīng)，將聲能轉(zhuǎn)為電能。壓電應(yīng)變常數(shù)d33值大，發(fā)射性能好，發(fā)射靈敏度高。定義：某些晶體材料在交變電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)。探頭發(fā)射超聲波，高頻電脈沖激勵(lì)探頭壓電晶片時(shí)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為聲能。壓電電壓常數(shù)g33值大，接收性能好，接收靈敏度高。壓電效應(yīng)1、正壓電效應(yīng)：2、逆壓電效應(yīng)：超聲波儀器的分類1.按超聲波的連續(xù)性分類2.按缺陷顯示方式分類3.按超聲波的通道分類脈沖波探傷儀連續(xù)波探傷儀調(diào)頻波探傷儀

A型顯示探傷儀B型顯示探傷儀C型顯示探傷儀

單通道探傷儀（由一個(gè)或一對(duì)探頭單獨(dú)工作）多通道探傷儀（由多個(gè)或多對(duì)探頭交替工作，每一通道相當(dāng)于一臺(tái)單通道探傷儀）T

B-型顯示

(被檢工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷深度)

C-型顯示（工件內(nèi)部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷深度）

A-型顯示

(縱坐標(biāo)表示反射回波波高，橫坐標(biāo)表示超聲波在工件中傳播時(shí)間或傳播距離)超聲波儀器的B、C型顯示都屬于二維顯示（）超聲波儀器的B、C型顯示都屬于三維立體顯示（）√×A型脈沖反射式超聲探傷儀電路方框圖概括地講，各種探傷儀都由以下幾個(gè)主要部分組成：同步電路、掃描電路、發(fā)射電路、接收電路、顯示電路和電源電路等A型超聲波探傷儀線路圖同步電路脈沖電路掃描電路接收電路YX電源供給探頭TFB數(shù)字式超聲檢測(cè)儀電路圖微處理機(jī)顯示器A/D轉(zhuǎn)換器電源發(fā)射電路接收電路儀器主要組成部分的作用1、同步電路：同步電路又稱觸發(fā)電路，它每秒鐘產(chǎn)生數(shù)十至數(shù)千個(gè)脈沖，用來觸發(fā)探傷儀掃描電路、發(fā)射電路等，使之步調(diào)一致、有條不紊地工作。2、掃描電路：掃描電路又稱時(shí)基電路，用來產(chǎn)生鋸齒波電壓，加在示波管水平偏轉(zhuǎn)板上，使示波管熒光屏上的光點(diǎn)沿水平方向作等速移動(dòng)，產(chǎn)生一條水平掃描時(shí)基線。3、發(fā)射電路：發(fā)射電路利用閘流管或可控硅的開關(guān)特性，產(chǎn)生幾百伏至上千伏的電脈沖。電脈沖加于發(fā)射探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)，使之發(fā)射超聲波。4、接收電路：接收電路由衰減器、射頻放大器、檢波器和視頻放大器等組成。5、顯示電路：顯示電路主要由示波管及外圍電路組成。6、電源

儀器主要旋鈕的作用11、工作方式選擇旋鈕：即“雙探”或“單探”方式的選擇。2、發(fā)射強(qiáng)度旋鈕：改變儀器的發(fā)射脈沖功率，從而改變儀器的發(fā)射強(qiáng)度。增大發(fā)射強(qiáng)度時(shí)，可提高儀器靈敏度，但脈沖變寬，分辨力變差。因此，在探傷靈敏度能滿足要求的情況下，發(fā)射強(qiáng)度旋鈕應(yīng)盡量放在較低的位置。3、衰減器：調(diào)節(jié)探傷靈敏度和測(cè)量回波振幅。4、增益旋鈕：改變接收放大器的放大倍數(shù)，進(jìn)而連續(xù)改變探傷儀的靈敏度。5、抑制旋鈕：抑制熒光屏上幅度較低或認(rèn)為不必要的雜亂反射波。6、深度范圍旋鈕：粗調(diào)熒光屏掃描線所代表的探測(cè)范圍。調(diào)節(jié)深度范圍旋鈕，可較大幅度地改變時(shí)間掃描線的掃描速度。從而使熒光屏上回波間距大幅度地壓縮或擴(kuò)展。7、深度細(xì)凋旋鈕：精確調(diào)整探測(cè)范圍。8、延遲旋鈕：用于調(diào)節(jié)開始發(fā)射脈沖時(shí)刻與開始掃描時(shí)到之間的時(shí)間差。不改變回波之間的距離，可進(jìn)行零位校正。儀器主要旋鈕的作用29、聚焦旋鈕：調(diào)節(jié)電子束的聚焦程度，使熒光屏波形清晰。10、頻率選擇旋鈕

11、水平旋鈕：也稱零位調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)水平旋鈕，可使掃描線連掃描線上的回波一起左右移動(dòng)一段距離，但不改變回波間距。調(diào)節(jié)探測(cè)范圍時(shí)，用深度粗調(diào)和細(xì)調(diào)旋鈕調(diào)好回波間距，用水平旋鈕進(jìn)行零位校正。12、重復(fù)頻率旋鈕：調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率，即改變發(fā)射電路每秒鐘發(fā)射脈沖的次數(shù)。重復(fù)頻率要視被探工件厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，厚度大，應(yīng)使用較低，厚度小，應(yīng)使用較高，但過高時(shí)易出現(xiàn)幻想波。

13、垂直旋鈕：用于調(diào)節(jié)掃描線的垂直位置。調(diào)節(jié)垂直旋鈕，可使掃描線上下移動(dòng)。14、輝度旋鈕用于調(diào)節(jié)波形的亮度。15、深度補(bǔ)償開關(guān)：改變放大器的性能，使位于不同深度的相同尺寸缺陷的回波高度差異減小。16、顯示選擇開關(guān)：用于選擇“檢波”或“不檢波”顯示。

雙晶探頭(分割探頭)1、分類：根據(jù)入射角αL不同，分為雙晶縱波探頭和雙晶橫波探頭。2、優(yōu)點(diǎn)： （1）靈敏度高：發(fā)射晶片用發(fā)射靈敏度高的壓電材料，接收晶片用接收靈敏度高的壓電材料； （2）雜波少盲區(qū)?。喊l(fā)、收分開，消除發(fā)射壓電晶片與延遲塊之間的反射雜波，同時(shí)由于始脈沖未進(jìn)入放大器，克服了阻塞現(xiàn)象，使盲區(qū)大大減??； （3）工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度?。翰捎醚舆t塊； （4）探測(cè)范圍可調(diào)：通過改變?nèi)肷浣铅罫。3、主要探測(cè)缺陷：近表面缺陷

儀器的性能1、垂直線性：指儀器示波屏上的波高與探頭接收的信號(hào)之間成正比的程度。2、水平線性：指儀器示波屏上時(shí)基線顯示的水平刻度值與實(shí)際聲程之間成正比的程度。3、動(dòng)態(tài)范圍：指儀器示波屏容納信號(hào)大小的能力。4、衰減器精度1）衰減器的誤差N可按下式估算：N(dB)=20lgH1/H22）儀器要求：任意相鄰12dB誤差≤ldB。例題：超聲波檢測(cè)儀上的衰減器精度用每12dB中的誤差表示(√)超聲波檢測(cè)儀上的衰減器精度用每6dB中的誤差表示(×)超聲波檢測(cè)儀上的衰減器精度用每10dB中的誤差表示(×)探頭的性能1、斜探頭入射點(diǎn)

：指其主聲束軸線與探測(cè)面的交點(diǎn)。2、斜探頭折射角βs3、探頭主聲束偏離與雙峰：探頭實(shí)際主聲束與其理論幾何中心軸線的偏離程度稱為主聲束的偏離，常用偏離角θ來表示。平行平移動(dòng)探頭，同一反射體產(chǎn)生兩個(gè)波峰的現(xiàn)象稱為雙峰。4、探頭聲束特性直探頭各方向的波束半擴(kuò)散角是一致的斜探頭水平半擴(kuò)散角左右對(duì)稱斜探頭垂直上半擴(kuò)散角大于下半擴(kuò)散角儀器和探頭的綜合性能1、靈敏度：指整個(gè)探傷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力。 衡量標(biāo)準(zhǔn)：常用靈敏度余量來衡量。2、盲區(qū)：指從探測(cè)面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離。3、始脈沖寬度：指在一定的靈敏度下，示波屏上高度超過垂直幅度20％時(shí)的始脈沖延續(xù)長(zhǎng)度。始脈沖寬度與晶片的機(jī)械品質(zhì)因子θm和發(fā)射強(qiáng)度有關(guān)。θm值大，發(fā)射強(qiáng)度大，始脈沖寬度大。4、分辨力：指在示波屏上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。5、信噪比：指示波屏上有用的最小缺陷信號(hào)幅度與無用的噪聲雜波幅度之比。 測(cè)試方法：一般以200/φl平底孔反射回波H信與噪聲雜波高H噪之間的分貝差來表示信噪比的大小?！?20lgH信/H噪試塊為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性可比性，必須用一個(gè)已知固定特性的試塊對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。超聲檢測(cè)用的試塊通常分為兩種類型:標(biāo)準(zhǔn)試塊(校準(zhǔn)試塊)和對(duì)比試塊(參考試塊)。1.標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊是由權(quán)威機(jī)構(gòu)規(guī)定的試塊,它的材質(zhì)、形狀和尺寸以及表面狀態(tài)等都由權(quán)威部門作統(tǒng)一的規(guī)定,作為該機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)試塊.如國際焊接學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)試塊IIWV1&V2等。標(biāo)準(zhǔn)試塊主要用于測(cè)試和校驗(yàn)儀器和探頭性能,也可用于調(diào)整探測(cè)范圍和確定探傷靈敏度。2.對(duì)比試塊(參考試塊)

對(duì)比試塊也稱參考試塊,它是由各部門按某些具體探傷對(duì)象規(guī)定的塊。主要用于調(diào)整探測(cè)范圍、確定探傷靈敏度和評(píng)價(jià)缺陷大小,它是對(duì)工件進(jìn)行評(píng)級(jí)判廢的依據(jù)。真實(shí)的對(duì)比試塊(參考試塊)3.1用相同材加工出與被檢工件一樣尺寸的構(gòu)件并在對(duì)應(yīng)的位置做上人工缺陷(鉆孔、刻槽等);3.2用真實(shí)構(gòu)件在對(duì)應(yīng)的位置做上人工缺陷(鉆孔、刻槽等);3.3用含有真實(shí)缺陷的真實(shí)構(gòu)件;例題：有的半圓試塊在中心側(cè)壁開有5mm深的切槽,其目的是()

a.標(biāo)記試塊中心

b.消除邊界效應(yīng)

c.獲得R曲面等距離反射波

d.以上全部

cIIW標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

直探頭分辨力(1)3.要求:R=Y–X≥14dB4.以同樣的方法測(cè)出91、100的分辨力20%XdB20%YdB好的分辨力差的分辨力1.先找到85、91回波,使兩者波高一致,調(diào)節(jié)dB使波谷為20%,記下此時(shí)dB值Y。2.調(diào)節(jié)dB使波峰為20%,記下此時(shí)dB值X。9185100IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

盲區(qū)測(cè)量(2)此時(shí)有獨(dú)立回波，則盲區(qū)≤５mm無獨(dú)立回波，則盲區(qū)大于１０mm；有獨(dú)立回波，則盲區(qū)５～１０mmABABIIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

聲程調(diào)校(3)ＡＢＣＢ2x100mmC1x200mmＡ8x25mm100200IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

斜探頭入射點(diǎn)測(cè)量(4)最高反射回波入射點(diǎn)R100100超聲波沒有垂直打到R100面上，回波不高，并且聲程不在100處IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

靈敏度調(diào)校(5)80%FSH調(diào)節(jié)回波高度為80%FSHφ1.5mm橫通孔45度,W≈21.460度,W≈3070度,W≈43.9IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

斜探頭折射角測(cè)量(6)適用于60°～75°，由刻度值讀出角度或由tanβ＝(L-35)/30算出適用于35°～60°，由刻度值讀出角度或由tanβ＝(L-35)/70算出60度,W≈3570度,W≈62.745度,W≈74LL最高波IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

斜探頭聲程調(diào)校(7)100TB1B21.先將B1-B2之間調(diào)節(jié)到100mm2.調(diào)節(jié)始偏使B1到100mm處R100始偏(零點(diǎn)/延遲)是始波偏移的簡(jiǎn)稱,也稱零點(diǎn),是指探頭和儀器的固定聲波延時(shí),如探頭楔塊厚度,保護(hù)膜厚度,耦合劑厚度等.由于始偏的存在，為了方便、準(zhǔn)確的對(duì)缺陷定位，所以對(duì)始偏進(jìn)行調(diào)節(jié)。100TB1B2100儀器垂直線性、水平線性、動(dòng)態(tài)范圍儀器的垂直線性是指儀器示波屏上的波高與探頭接受的信號(hào)之間成正比的程度。垂直線性的好壞影響缺陷定量精度。儀器水平線性是指儀器示波屏上時(shí)基線顯示的水平刻度值與實(shí)際聲程之間成正比的程度，或者說是示波屏上多次底波等距離的程度。水平線性的好壞直接影響測(cè)距精度，進(jìn)而影響缺陷定位。動(dòng)態(tài)范圍是指儀器示波屏容納信號(hào)大小的能力。IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

水平線性測(cè)量(8)Ａ25mmB1B2B3B4B5理想的水平線性

（底波與示波屏刻度值一一對(duì)應(yīng)）25mmB1B2B3B4B5Max.Div實(shí)際水平線性的測(cè)量使用直探頭找到25mm的五次底波

測(cè)量出底波與示波屏刻度值的最大偏差值Max.Div,

利用公式△S=|Max.Div.|/0.8b×100%b—示波屏水平滿刻度值，算出水平線性誤差。一般要求水平線性△S<2%

點(diǎn)擊返回P51“儀器性能”IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

垂直線性、動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量(9)Ａ100%FSH0dB3.垂直線性±1dB4.理論波高值dB=20logH100/H26.動(dòng)態(tài)范圍>24dB1.調(diào)節(jié)儀器使25mm底面底波達(dá)100%2.接著每次降低2dB,記下此時(shí)的實(shí)際波高值,并算出與理論波高值的偏差。直至下降了30dB，取最大正偏差值與最大負(fù)偏差值之和為垂直線性誤差。5.測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍：與垂直線性測(cè)量類似，如，調(diào)節(jié)儀器使25mm底面底波100%，再降低到1%時(shí)，增益的調(diào)節(jié)量即為動(dòng)態(tài)范圍?！ご怪本€性記錄、計(jì)算表點(diǎn)擊返回P51“儀器性能”IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

聲速（厚度）的測(cè)量(10)如：已知有機(jī)玻璃V1=2730m/S;鋼速V2=5900m/S。現(xiàn)利用IIWV1試塊25mm調(diào)節(jié)好量程后，測(cè)量一有機(jī)玻璃工件厚度，測(cè)的厚度為S2=30mm，由S1/S2=V1/V2

即S2/30=2730/5900求得：S1=13.89mm30有機(jī)玻璃1.利用25mm底面調(diào)好量程2.用調(diào)好量程的儀器測(cè)量其它已知聲速材料的厚度IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

縱波與橫波關(guān)系(11)A91用縱波調(diào)校橫波聲程方法91x3200/5900=50.05mm

100100B直探頭位置A調(diào)節(jié)一次底波對(duì)準(zhǔn)50位置，二次底波對(duì)準(zhǔn)100位置相當(dāng)于斜探頭利用R100調(diào)好量程IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的用途之

探頭主聲束偏離角測(cè)定θβ>45°β<45°點(diǎn)擊返回P52“儀器性能”IIWV1標(biāo)準(zhǔn)試塊的主要用途校驗(yàn)儀器的水平、垂直線性和動(dòng)態(tài)范圍:用25mm或100mm尺寸;調(diào)節(jié)時(shí)基比例和范圍(量程):用25mm或100mm尺寸;測(cè)定直探頭與儀器組合的遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力:用85mm、91mm和100mm尺寸;測(cè)定直探頭與儀器組合的盲區(qū):用φ50mm有機(jī)玻璃弧面兩側(cè)的距離5mm和10mm;測(cè)定直探頭與儀器組合的最大穿透能力:用φ50mm有機(jī)玻璃底面多次反射回波;測(cè)定斜探頭的入射點(diǎn):用100mm圓弧面;測(cè)定斜探頭的折射角:用φ50mm或φ1.5mm孔測(cè);測(cè)定斜探頭的聲束偏斜角:用直角棱邊測(cè)。調(diào)校靈敏度和靈敏度余量:用φ1.5mm孔。探頭C正在進(jìn)行（）

a.距離測(cè)定

b.分辨力測(cè)定

c.靈敏度校驗(yàn)

d.折射角測(cè)定.探頭B正在進(jìn)行（）

a.靈敏度調(diào)節(jié)

b.距離測(cè)定

c.聲速測(cè)定

d.橫波分辨力測(cè)定探頭A正在進(jìn)行（）

a.驗(yàn)證楔塊角度

b.靈敏度調(diào)節(jié)

c.分辨力測(cè)定

d.斜探頭入射點(diǎn)測(cè)定探頭D正在進(jìn)行（）

a.驗(yàn)證楔塊角度

b.直探頭分辨力測(cè)定

c.靈敏度測(cè)定

d.距離校驗(yàn)

dddbIIWV2試塊的用途之

100mm聲程調(diào)節(jié)方法25mm100mmR25R5075mmIIWV2試塊的用途之

100mm聲程調(diào)節(jié)方法50R25R5012575mmIIWV2試塊的用途之

200mm聲程調(diào)節(jié)方法50125200R25R5075mm75mm直探頭聲束的測(cè)量方法直探頭聲束的測(cè)量方法5.用同樣的方法測(cè)出第二、第三根聲束擴(kuò)散線6.算出未擴(kuò)散區(qū)=1.64N100%10%1.直探頭找到孔的最高回波，調(diào)到100%2.右平移探頭，當(dāng)聲速邊沿與孔相切時(shí)，波高降到了10%，記錄此時(shí)探頭中心位置3.左移探頭使波高為10%，記錄探頭中心位置4.將兩探頭中心位置用直線連接，平移到孔的中心位置作為第一根聲束擴(kuò)散線斜探頭聲束的測(cè)量方法斜探頭聲束的測(cè)量方法方法同直探頭聲束的測(cè)量應(yīng)用IOW試塊測(cè)定斜探頭波束垂直擴(kuò)散1.根據(jù)探頭實(shí)測(cè)角度畫出聲束主軸線；2.找到D13孔的最高回波，并調(diào)節(jié)到基準(zhǔn)波高，測(cè)量探頭前沿距試塊邊沿距離Lc；3.提高20dB，前移探頭直至波高降至50%，測(cè)量探頭前沿距試塊邊沿距離La；4.以此靈敏度，后移探頭直至波高降至50%，測(cè)量探頭前沿距試塊邊沿距離Lb；50%FSHLcLaLb-LcLc-La以相同方法測(cè)出D19、25、32、43、50的上下擴(kuò)散點(diǎn)Lb``-Lc``Lc``-La``Lb```-Lc```Lc``-La``應(yīng)用IOW試塊測(cè)定斜探頭波束水平擴(kuò)散50%FSH波束主軸線50%FSH+20dBL1孔長(zhǎng)22mmL1-22L2-22水平擴(kuò)散左右對(duì)稱為什么用直徑3或1.6mm的橫通孔

作DAC曲線并用于焊縫檢測(cè)?1.直徑3mm的橫通孔容易加工(直徑1.5mm以下很容易斷鉆嘴;2.△dB=10logφ1/φ2(φ3mm與φ1.5mm只相差3dB通過計(jì)算也能作出相關(guān)的DAC曲線或者靈敏度當(dāng)量);3.低頻大探頭時(shí)也能得到穩(wěn)定的回波;4.與平面垂直掃查時(shí)任何角度都一樣(與反射角無關(guān)沒有方向性);5.模擬焊縫條狀缺陷很相似。對(duì)比試塊的用途之

溝槽用于焊縫檢測(cè)方形溝槽V形溝槽模擬焊縫根部未熔合的情況或裂紋的情況對(duì)比試塊的用途之

半通孔制作DAC曲線80%100%20%定量線測(cè)長(zhǎng)線-6dB1/8W3/8W5/8W7/8W9/8W靈敏度當(dāng)量的調(diào)校1.掃描(查)靈敏度;2.定量靈敏度(DAC曲線);3.補(bǔ)償靈敏度;靈敏度當(dāng)量的調(diào)校1.掃描(查)靈敏度;粗掃描時(shí)加大靈敏度是由于有些缺陷的反射面與入射聲束不垂直或有些缺陷反射量小,通過提高靈敏度可將這些缺陷掃查出來,防止漏檢同時(shí)也可以快速掃查出懷疑有缺陷的位置。1.5mm橫孔DAC曲線+6dB3.0mm橫孔DAC曲線+14dB靈敏度當(dāng)量的調(diào)校2.定量靈敏度(DAC曲線);2.1.用直徑1.5mm橫孔制作DAC曲線;2.2.用直徑3.0mm橫孔制作DAC曲線;2.3.加減6dB制作判廢線和測(cè)長(zhǎng)線或者叫三個(gè)當(dāng)量級(jí)。靈敏度補(bǔ)償3.補(bǔ)償靈敏度;3.1.材質(zhì)衰減;3.2.表面粗糙度和耦合損耗;3.3.焊縫內(nèi)衰減;△dBTRTRR1.采用一發(fā)一收雙探頭模式，在試塊上找到一次聲程回波，記錄此時(shí)波高。2.固定發(fā)射模式探頭，將接收模式探頭向后平移，找到二次聲程，記錄此時(shí)波高。3.將記錄的兩波高用直線連接。4.在工件中（跨焊縫）找到一次聲程波高，調(diào)節(jié)dB使波高與對(duì)應(yīng)的直線處的回波幅度同高，此時(shí)的dB調(diào)節(jié)量就是補(bǔ)償靈敏度△dB衰減系數(shù)的測(cè)定1、薄板工件衰減系數(shù)的測(cè)定 對(duì)于厚度較小，上下底面互相平行，表面光潔的薄板工件。運(yùn)用多次底波。

2、厚板或粗圓柱體衰減系數(shù)的測(cè)定對(duì)于厚度大于200mm的板材或軸類零件，可根據(jù)第一、二次底波、高度來測(cè)試衰減系數(shù)。BmBnB1B2δ----反射損失單程例如某工件厚度χ=500mm，測(cè)得B1=80%，B2=20%，反射損失δ=0.5dB，則工件的衰減系數(shù)為探傷靈敏度定義：探傷靈敏度是指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力，一般根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。常用方法有:1、試塊調(diào)整法 例如，壓力容器用鋼板是利用φ5平底孔來調(diào)整靈敏度的。φ5平底孔直探傷靈敏度的調(diào)節(jié)1調(diào)節(jié)增益80%FSH直探傷靈敏度的調(diào)節(jié)22、工件底波調(diào)整法 優(yōu)點(diǎn)：不需要加工不同聲程不同當(dāng)量尺寸的試塊，不需考慮工件與試塊因耦合和衰減不同進(jìn)行補(bǔ)償。 條件：用于厚度尺寸χ≥3N的工件，同時(shí)要求工件具有平行底面或圓柱曲底面，且底面光潔干凈。例如，用2.5P20Z探傷厚度T=400mm的餅形鋼制工件，探傷靈敏度為400/φ2平底孔(在400mm處發(fā)現(xiàn)φ2平底孔缺陷)。 由公式算出400mm處大底度與φ2平底孔回波的分貝差△為

調(diào)節(jié)增益使底波為80%FSH增加增益44dB當(dāng)量試塊比較法將工件中的自然缺陷回波與試塊上的人工缺陷回波進(jìn)行比較來對(duì)缺陷定量的方法。當(dāng)量計(jì)算法1——

大平底與平底孔當(dāng)χ≥3N時(shí)，規(guī)則反射體的回波聲壓變化規(guī)律基本符合理論回波聲壓公式。例：用2.5P14Z探頭探傷厚度為xB=420mm餅形鋼制工件，不考慮介質(zhì)衰減，利用底波調(diào)整φ2（Df）平底孔探傷靈敏度。探傷中在xf=210mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷,其回波比底波低26dB（△Bf）。 由不同距離處的大平底與平底孔回波分貝差公式： 求得該缺陷的當(dāng)量平底孔尺寸為φ2.8mm當(dāng)量計(jì)算法2——

不同平底孔例：用2.5P20Z探頭徑向探傷直徑為500mm的實(shí)心圓柱鋼工件，α=0.01dB/mm,利用底波調(diào)整500/φ2靈敏度，探傷中在400mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比靈敏度基準(zhǔn)波高22dB

由不同平底孔回波分貝差公式：

求解得此缺陷的當(dāng)量平底孔尺寸為φ5.1mm探頭的選擇頻率;芯片尺寸;角度;靈敏度、分辨力、指向性、聲束寬窄探頭角度的選擇應(yīng)首先根據(jù)坡口角度，如45度坡口，使用45度探頭效果最佳；根部缺陷應(yīng)使用45或70度探頭測(cè)長(zhǎng)定量，務(wù)必不使用60度；8~25mm板厚宜用70度，25~46mm板厚宜用60度，大于46mm板厚的宜用45度。直探頭檢測(cè)在T型接頭的用途12345夾層;厚度撕裂未熔合焊縫中缺陷用直探頭檢測(cè)根部

定中心線情況焊瘤回波比底波低探頭中心線即根部中心線直探頭摸底厚簿不一及有坡度的根部情況不要用二次聲程根部臺(tái)階容易造成誤判的情況MT和直探頭發(fā)現(xiàn)夾層MT發(fā)現(xiàn)夾層簡(jiǎn)要說明鋼板探傷中，引起底波消失的幾種可能情況？ 答：①表面氧化皮與鋼板結(jié)合不好；②近表面有大面積的缺陷；③鋼板中有吸收性缺陷（如疏松或密集小夾層）；④鋼板中有傾斜的大缺陷。超聲波探傷頻率在0.5～10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素：（1）由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為1/2λ，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。（2）頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。（3）由θ=70λ/D可知，頻率高，波長(zhǎng)短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷定位。（4）由N=DxD/4λ可知，頻率高，波長(zhǎng)短，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，對(duì)探傷不利。（5）由可知，頻率增加，衰減急劇增加。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對(duì)探傷有利。但頻率高，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，衰減大，又對(duì)探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。對(duì)細(xì)晶粒材料，如鍛件、焊縫等，常用2.5~5MHZ;對(duì)粗晶材料，如鑄鋼、奧氏體不銹鋼焊縫，可采用0.5~1MHZ;對(duì)鑄鐵、非金屬材料，甚至使用幾十千HZ的低頻。APIRP2X（04）要求：直探頭2.25MHz，斜探頭為2-2.25MHZ。ASMEV（04）要求：1-5MHz。探頭頻率的選擇缺陷大小的測(cè)定缺陷的定量包括確定缺陷的大小和數(shù)量，而缺陷的大小指缺陷的面積和長(zhǎng)度。常用的當(dāng)量法有當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量AVG曲線法。當(dāng)量法當(dāng)量試塊比較法當(dāng)量計(jì)算法當(dāng)量AVG曲線法測(cè)長(zhǎng)法相對(duì)靈敏度測(cè)長(zhǎng)法6dB法端點(diǎn)6dB法絕對(duì)靈敏度測(cè)長(zhǎng)法（DAC法）端點(diǎn)峰值法（缺陷兩端反射波極大值之間探頭的移動(dòng)長(zhǎng)度

）底波高度法80%FSH80%FSH+20dB80%FSH+20dB缺陷大小的測(cè)量方法20dB法要求：缺陷長(zhǎng)度大于聲束寬度缺點(diǎn)是操作者必須知道所使用探頭的聲束缺陷大小的測(cè)量方法6dB法100%FSH50%FSH50%FSH缺陷大小的測(cè)量方法6dB法100%FSH50%FSH50%FSHXY6dB半波法80%FSH40%FSH端頭6dB法測(cè)長(zhǎng)1.發(fā)現(xiàn)缺陷波高很低,可以粗略定缺陷的右端點(diǎn)3.左移一個(gè)探頭的距離將波高調(diào)至80%4.緩慢平移探頭隨著探頭的平移,波高降至40%時(shí),探頭中心線即為缺陷右端點(diǎn)40%缺陷左端點(diǎn)位置的測(cè)量同理2.缺陷端點(diǎn)外缺陷定位方法找出最高反射回波焊縫根部掃描探頭的選擇和靈敏度的調(diào)校60°斜探頭對(duì)根部未焊透形成的端角反射會(huì)產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換和造成聲能損耗,同時(shí)造成“聲程縮短”的假象而容易判斷錯(cuò)誤,另外60°角容易射入根部焊鎦形成很大的干擾反射回波,所以一般都不采用60°斜探頭探測(cè)根部.簿板用70°較好,因?yàn)槠浜穸扰c聲程關(guān)系近似為1:3,所以根部厚度有1mm變化,聲程就有3倍的差別,可以清晰地判斷缺陷根部的準(zhǔn)確位置,而且對(duì)根部焊瘤的反射回波不敏感.45°對(duì)根部端角非常敏感定位準(zhǔn)確厚板30mm以上較好使用,簿板不方便是因?yàn)槠渎暢炭缇喽瘫缓缚p表面加強(qiáng)層阻止,使它的無法靠近根部.根部的靈敏度設(shè)定用1.6mm鋸槽較好（管類工件探傷）!焊縫的掃描方式焊縫的掃描方式一次聲程掃描線二次聲程掃描線S=(tanβ×T)+10S=2(tanβ×T)+1010S=2(tanβ×T)+10mm探測(cè)區(qū)域要覆蓋熱影響區(qū)例題： 用tgβ=2.5的探頭，探測(cè)厚度16mm的對(duì)接焊縫，探頭移動(dòng)區(qū)寬度應(yīng)為多少毫米？

答：探頭移動(dòng)區(qū)寬度L=2T·tgβ+10=2x16x2.5+10=90mm焊縫斜角探傷中，裂紋等危害性缺陷的反射波幅一定會(huì)是很高的(×)網(wǎng)格掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(×)鋸齒型掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(√)轉(zhuǎn)角掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(√)環(huán)繞掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(√)斜平行掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(√)螺旋轉(zhuǎn)圈掃查法是使用單斜探頭橫波檢測(cè)焊縫的基本掃查方法之一(×)網(wǎng)格掃查法是使用單直探頭縱波檢測(cè)鋼板的基本掃查方法之一(√)焊縫用串列探頭進(jìn)行掃查，主要用于檢測(cè)（c）

a.平行于探測(cè)面的缺陷

b.與探測(cè)面傾斜的缺陷

c.垂直于探測(cè)面的缺陷

d.不能用斜探頭檢測(cè)的缺陷焊縫探傷時(shí)，斜探頭的基本掃查方式有哪些？各有什么主要作用？

答：鋸齒形掃查：是前后、左右、轉(zhuǎn)角掃查同時(shí)并用，探頭作鋸齒形移動(dòng)的掃查方法，可檢查焊縫中有無缺陷。左右掃查：探頭沿焊縫方向平行移動(dòng)的掃查方法，可推斷焊縫縱向缺陷長(zhǎng)度。前后掃查：推斷缺陷深度和自身高度。轉(zhuǎn)角掃查：判定缺陷方向性。前后、左右、轉(zhuǎn)角掃查同時(shí)進(jìn)行，可找到缺陷最大