无损检测之超声导波.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,超声导波基本原理,超声导波概念,在无限均匀介质中传输波称为体波，体波有两种,:,一个叫做纵波,(,或称疏密波、无旋波、拉压波、,P,波,);,一个叫做横波,(,或称剪切波、,S,波,),，它们以各自速度传输而无波形混合。而在一弹性半空间表面处，或两个弹性半空间表面处，因为介质性质不连续性，超声波经过一次反射或透射而发生波形转换。随即，各种类型反射波和透射涉及界面波均以各自恒定速度传输，而传输速度只与介质材料密度和弹性性质相关，不依赖于波动本身特征。,无损检测之超声导波专家讲座,第1页,当介质中有多于一个界面存在时，就会形成一些含有一定厚度“层”。位于层中超声波将要经受屡次往返反射，这些往返波将会产生复杂波形转换，而且波与波之间会发生复杂干涉。若一个弹性半空间被平行于表面另一个平面所截，从而使其厚度方向成为有界，这就组成了一个无限延伸弹性平板。位于板内纵波、横波将会在两个平行边界上产生往返反射而沿平行板面方向行进，即平行边界制导超声波在板内传输。这么一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中传输超声波即所谓板波。板波是超声无损检测中最惯用一个导波形式，由,20,世纪初究无限大板中正弦波问题而得名。除此之外，圆柱壳、棒及层状弹性体都是经典波导。其共同特征是由两个或更多平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸,如壁厚、直径等,),到问题中来。在波导中传输超声波称为超声导波，在圆柱和圆柱壳中传输导波称为柱面导波。,无损检测之超声导波专家讲座,第2页,无损检测之超声导波专家讲座,第3页,无损检测之超声导波专家讲座,第4页,钢管中超声导波三种模态,无损检测之超声导波专家讲座,第5页,超声导波特征,相速度与群速度,频散是超声导波固有特征，主要表现为相速度与群速度不一致性。所谓相速度，即指单一频率波传输速度；而群速度即波群传输能量速度，即由一系列波长和频率不一样分波叠加而成合成波，因为各个分波在介质中传输相速度各不相同，则群波波形随时间改变，其振幅最大部分运动速度成为群速度。也表现为不一样频率波叠加形成合成波,(,波包,),时，波包波峰传输速度。真空中相速度和群速度是相等，但在能高度吸收或含有几何弥散介质中，二者则不一样。,无损检测之超声导波专家讲座,第6页,相速度和群速度关系,无损检测之超声导波专家讲座,第7页,频散方程,钢板中频散方程,在钢板中，对于对称模态，存在以下函数方程,:,其中,：,对于反对称模态,:,其中，,d,，,Cp,，,CL,，,CT,分别为板厚度，兰姆波相速度，板中纵波波速，板中横波波速，,k,为波数，其定义以下：,k=2f/CL,，其中,f,为传感器中心频率。,无损检测之超声导波专家讲座,第8页,频散曲线,钢板中相速度频散曲线,钢板中群速度频散曲线,无损检测之超声导波专家讲座,第9页,五、,传感器设计,传感器设计分为频率选择试验和角度选择试验两部分，设计制作了不一样频率和不一样晶片尺寸可变角探头，经过测试不一样材质规格试样上模拟裂纹反射强度和波形，为传感器设计提供频率范围和入射角度范围。,无损检测之超声导波专家讲座,第10页,探头研制,敏感元件选取,探头背衬,探头外形设计,试验验证,无损检测之超声导波专家讲座,第11页,超声导波激发,无损检测之超声导波专家讲座,第12页,无损检测之超声导波专家讲座,第13页,AXUS,AXUS,Can be used on PLATES,Or,PIPES,无损检测之超声导波专家讲座,第14页,EMAT,EMAT,Can be in PLATES,Or,PIPES,AXIAL,Or,CIRCUMFERENTIAL,无损检测之超声导波专家讲座,第15页,无损检测之超声导波专家讲座,第16页,Wave Propagation,Pits Scatter Sound Wave,Thinning Speeds Up the Wave,Attenuation,Transit Time Change,无损检测之超声导波专家讲座,第17页,Transmitter,Receiver,无损检测之超声导波专家讲座,第18页,10%,20%,30%,40%,50%,无损检测之超声导波专家讲座,第19页,无损检测之超声导波专家讲座,第20页,无损检测之超声导波专家讲座,第21页,无损检测之超声导波专家讲座,第22页,无损检测之超声导波专家讲座,第23页,无损检测之超声导波专家讲座,第24页,无损检测之超声导波专家讲座,第25页,无损检测之超声导波专家讲座,第26页,无损检测之超声导波专家讲座,第27页,无损检测之超声导波专家讲座,第28页,无损检测之超声导波专家讲座,第29页,无损检测之超声导波专家讲座,第30页,无损检测之超声导波专家讲座,第31页,检测系统基本功效,含有,A,型扫描超声波探伤设备全部功效和分析方法,DAC,曲线调校点数,110,点任选,工作频率：,0.14.0MHZ,含有可程控和可选择四通道方式和数据实时统计,检测数据实时存盘,全汉化,WINDOWS XP,用户界面,多窗口图形分析,可事后分析、处理、测试任何位置范围内探伤情况,实时,A,扫描显示（单、双、四通道方式可选）、扫查控制显示,事后,A,扫描显示、,B,扫描显示、,C,扫描显示，,3D,显示，各显示方式可相互比较,分析结果和检测汇报软件，打印出分析结果和检测汇报,扫查控制接口协调,无损检测之超声导波专家讲座,第32页,无损检测之超声导波专家讲座,第33页,导波激励信号,(a),时域波形,(b),频谱图,激励信号时域波形和频谱图,无损检测之超声导波专家讲座,第34页,导波激励信号,无损检测之超声导波专家讲座,第35页,导波检测优点,能够从一点检测就能够快速将大片区域屏显化。,比传统无损检测方法愈加有效率,不论对内表面还是外表面金属缺失都非常敏感,能够检测无法直接触及区域,在线无损检测愈加含有优势,对弯曲面区域愈加轻易检测,能提供愈加紧速全方面检测结果,无损检测之超声导波专家讲座,第36页,谢谢大家！,黑龙江省电力科学研究院,无损检测之超声导波专家讲座,第37页,