超声检测知识讲座.ppt

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,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,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,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,超声检测,超声波探伤基本原理,超声波是频率大于20000,Hz,的机械振动在弹性介质中的一种传播过程。因此，是超声频率的机械波。,探伤中常用的超声波其频率为,0.5,10MHz。,1,超声波的产生和收发,超声波是由超声波探伤仪产生电振动并施加于探头，利用其晶片的压电效应而获得。探头主要由保护膜，压电晶片和吸收块等组成。,1一保护膜 2一压电晶片 3一吸收块 4匹配电感,2,由压电材料切割成薄片制成，材料分单晶(石英、硫酸锂和碘酸锂等)和多晶(钛酸钡、钛酸铅和锆钛酸铅等压电陶瓷)两大类。晶片两表面敷有银层作电极，,“”,极引出的导线接发射端,，,“,+,”,极接地。,压电晶片2,3,由环氧树脂、硬化剂(-二乙烯三胺或乙二胺)，增塑剂(邻苯二甲酸二丁)，橡胶液和钨粉等浇铸在,“,极上。其作用是吸收杂波，并使晶片在激励电脉冲结束时将声能很快损耗掉而停止振动，以便接收反射声波。吸收块又称阻尼块。,吸收块3,4,可使压电晶片免于和工件直接接触受磨损，其中软膜(耐磨橡胶，塑料,等）用于粗糙表面的工件，硬膜(不锈钢片，刚玉片、环氧树脂等)声能量损失小，比软膜应用广。,保护膜1,5,对于压电陶瓷晶片制成的探头，其电气阻抗匹配是很重要的加入与晶片并联的匹配,电感（或电阻)可使探头与仪器的发射电路匹配，以提高发射效率。匹配电感（或电阻）有时也装在仪器内部,匹配电感4,6,当高频电压加于晶片两面电极上时，由于逆压电效应，晶片会在厚度方向产生伸缩变形的机械振动。若晶片与工件表面耦合良好，机械振动就以超声波形式传播进去，这就是发射。反之，当晶片受到超声波作用(遇到异质界面反射回来)而发生伸缩变形时，正压电效应又会使晶片两表面产生不同极性电荷，形成超声频率的高频电压，这就是接收。,利用压电效应使探头(压电晶片)发射或接收超声波，就使发现缺陷,成为可能。因此探头(压电晶片)是一较为理想的电声换能器。,发射与接收,7,超声波的性质,超声波在介质中传播也有纵波（,L）、,横波(,S)、,表面波,。,分析：,=C/f,可见声波频率愈高波长愈短。因此存在极小的障碍就会出现反射，故超声波探伤具有较高的灵敏度。,横波仅在固体中传播。,能在弹性介质中传播，不能在真空中传播。探伤中将空气介质作为真空处理。,1、波型及传播介质,8,2、良好的指向性（1）直线性,超声波的波长很短(毫米数量级)，因此它在弹性介质中能象光波一样沿直线传播，并符合几何光学规律。由于声速对固定介质来讲是个常数，因此根据传播时间可求得其传播距离，从而为探伤中缺陷定位提供了依据。,S=C*t,9,声源发出的超声波能集中在一定区域（超声场）定向辐射。以圆形压电晶片在液体介质中以脉冲波形式发射的纵波超声场为例，超声波的能量主要集中在2,以内的锥形区域内，,越小，波束指向性越好，超声波能量集中，探伤灵敏度高，分辨力高和定位精确。,半扩散角(,）,波长(,mm),D,压电晶片直径(,mm),上式表明，波长越短(或超声频率越高)，声束指向性越好。压电晶片直径越大，声束指向性也越好。,arc sin1.22/D,10,ND,2,/4,N-,近场区长度(,mm),近场区中由于波的干涉声压起伏很大，这会使处于声压极大值处的较小缺陷回波较高，而处于声压极小值处的较大缺陷却回波较低，这必将引起误判。因此，超声波探伤中总是尽量避免在近场区定量。,轴线上的声压分布,声速近场长度,(2),束射性近场长度,11,(2),束射性纵截面声压分布,超声场中不同纵截面上的声压分布不同。而当,XN(x,一距压电晶片表面的距离)的各纵截面中心声压最高，偏离中心轴线的声压逐渐降低。实际探伤中测定探头波束轴线的偏离程度时，规定在,N,以外就是这个原因。,未扩散区(,b,1.64N),内，波阵面近似平面，声场可看成是平面波声场，平均声压基本不变，扩散区其主波束可视为底面直径为,D,的截头园锥体，当,X=3N,时波束按球面波规律扩散。,实际焊缝探伤中所用的常是金属介质中的脉冲波横波声场(简称实际声场)这要比以上分析的理想声场复杂的多，但二者有其基本相似之处。,12,3、界面透射与绕射,超声波从一种介质入射到另一种介质时，经过异质界面将产生垂直入射异质界面时的透射、反射和绕射。,当超声波从一种介质垂直入射到第二种介质上时，其能量一部分反射而形成与入射波方向相反的反射波。,13,其余能量则透过界面产生一与入射波方向相同的透射波。,显然，异质界面上的反射是很严重的，尤其固一气界面反射系数,K=W,反,/,W,入,可达100%，因此，探伤中良好的耦合是一必要条件。,当然，焊缝与其中缺陷构成的异质界面也正因为有极大的反射才使探伤成为可能。,14,绕射,当界面尺寸,d,f,很小时，声波将能绕过其边缘继续前进，即产生波的绕射。由于绕射还使反射回波减弱。,一般认为超声波探伤中能探测到的最小缺陷尺寸为,d,f,2，,要想能探测到更小的缺陷，就必须要提高超声波的频率。,15,4,、,界面反射、折射与波形转换,按几何光学原理，不同波形的声波入射角、反射角、折射角有如下关系：,从公式可知，当入射角增大时，折射角和反射角随之增大。从图看出，当纵波折射角 为90时，在第,I I,介质内只传播横波，这时的声波入射角称第一临界角。,当横波折射角为90 时，在第,I,介质和第,介质的界面上产生表面波的传播，这时的声波入射角称第二临界角。,16,4,、,界面反射、折射与波形转换,在进行焊缝超声波探伤时，第,I,介质为探头的有机玻璃或环氧树脂，第,介质为钢材，则有：,17,4,、,界面反射、折射与波形转换,由第一、二临界角的物理意义可知：,1),当,2m,时，第,I,介质中既无折射纵波又无折射横波，但这时在第,介质表面形成表面波，这是常用表面波探头的设计原理和依据。,因为超声波进入介质后有产生折射的性质，所以如同光线一样，可利用透镜产生聚焦性能。,18,5、,穿透性与衰减性,由于超声波能量很大，穿透能力强。在大多数介质中（尤其是在钢等金属中）传播损失小，传播距离大。可达数米。,无毒、害作用。,19,衰减性,三方面原因引起：,1、散射：由声波在不均匀和各向异性的金属晶粒上产生折射，反射及波形转换所致。一般认为：,f,越高，晶粒尺寸越大，散射引起的衰减越大。,实际探伤中，由于奥氏体钢焊缝晶粒粗大，衰减严重，在示波屏上形成,“,草状回波,”,显著降低探伤信噪比。因此，探测晶粒粗大工件，选用较低工作频率。,20,衰减性,2)吸收 超声波传播时，介质质点间产生相对运动，互相摩擦使部分声能转换为热能，通过热传导引起衰减。对于金属介质的吸收衰减与散射衰减相比，几乎可略去不计，但对于液体介质吸收衰减则是主要的。,3)声束扩散 这是因为随着传播距离的增大，波束截面增大使单位面积上声能逐渐减少所致。,总之，在金属材料的超声波探伤中，主要考虑散射引起的衰减。,21,脉冲反射法超声波探伤基本原理,脉冲反射法是超声波探伤中应用最广的方法。其基本原理是将一定频率间断发射的超声波(称脉冲波)通过一定介质(称耦合剂)的耦合传入工件，当遇到异质界面(缺陷或工件底面)时，超声波将产生反射，回波(即反射波)为仪器接收并以电脉冲信号在示波屏上显示出来，由此判断缺陷的有无，以及进行定位、定量和评定。根据回波的表示方式不同，该方法又可分为,A,型显示、,B,型显示、,c,型显示和3,D,显示法。,22,A,显示,A,型脉冲反射式超声波探伤仪接通电源后，同步电路产生的触发脉冲同时加至扫描电路和发射电路。扫描电路受触发开始工作产生锯齿波扫描电压，加至示波管水平(,X,轴)偏转板，使电子束发生水平偏转，在示波屏上产生一条水平扫描线(又称时间基线)。与此同时，发射电路受触发产生高频窄脉冲加至探头，激励压电晶片振动，在工件中产生超声波。,23,超声波在工件中传播遇到界面、缺陷和底面发生反射，回波为同一探头或接收探头所接收并被转变为电信号，经接收电路放大和检波，加至示波管垂直(,Y,轴)偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描线的相应位置上产生始波,T，,缺陷波,F，,底波,B。,24,B,显示,接通电源，同步电路触发发射电路，使探头发射超声波；同时触发,Y,轴扫描电路，将锯齿波电压加到示波管(这里采用长余辉示波管或存贮示波管）,Y,轴偏转板上。随探头位置变化而变化的直流电位加到,x,轴偏转板上。,25,探头接收到的回波信号经放大加到示波管的栅极进行扫描亮度调制(即辉度调制，亮点显示接收信号)。当探头在工件上沿一直线移动时，则示波屏上就以探头在被检材料表面上的位置和声波传播时间为直角坐标显示出图象。探头只需实现一维扫描即可成象,。,26,B,型显示是脉冲回波超声波平面成象的一种。它是以亮点显示接收信号，以示波屏面代表被探伤对象由探头移动线和声束决定的截面。纵坐标代表声波的传播时间，横坐标代表探头的水平位置，它可以显示出缺陷在横截面上的二维特征。完成这种显示的探头动作方式称为,B,扫描。,27,C,显示,C,型显示超声波探伤基本原理,C,型显示是脉冲回波超声波平面成象的一种，它是以亮点或暗点显示接收信号。示波屏面所表示的是被探伤对象某一定深度上与声束相垂直的一个平面投影象，一幅画面只能显示同一深度上不同位置的缺陷。完成这种显示的探头动作方式称为,C,扫描为保证成象精确度，一般都采用水浸法探伤。,28,C,显示,C,型探伤仪中有一电子深度门，门的前沿及宽度都是可以调节的：探头在某一部位所接收到的回波被送到接收电路中去放大但只有落在门范围之内的才能作为亮度调制信号加到示波管的栅极上，并在示波屏上形成一亮点。亮点在屏上位置与探头在工件上的位置是相对应的。通常深度门被调到使前表面反射及后表面反射刚好被排除在外。,29,这样当探头在工件表面按一定形式(一般采用平行扫查)移动以对整个工件表面作出扫查后，在示波屏上即可得到整个体积内缺陷或界面的俯视图。通过将深度门调成窄的宽度，可以记录 来自试件内平行扫描面的某一层中的回波，而将其它部分的信号排除在显示之外。,30,C,显示图,可以检测出缺陷的长度宽度及埋藏深度通过不同的颜色。,31,1,、直探头,32,2,、斜探头,33,斜探头利用透声斜楔块使声束倾斜于工件表面射入工件的探头称为斜探头，如图：,图中斜楔块,2,用有机玻璃制作，它与工件组成固定倾角的异质界面，使压电晶片,3,发射的纵波通过波型转换，以折射横波在工件中传播。,其它组成部分的材料和作用同直探头的相应部分。通常横波斜探头以钢中折射角标称：,=40,、,45,、,50,、,60,、,70,；有时以折射角的正切值标称：,K=tg,=1.0,、,1.5,、,2.0,、,3.0,。,34,3,、水浸聚焦探头,水浸聚焦探头基本结构见图。,透镜由环氧树脂浇铸成球形或圆柱形凹透镜，遵循折射定律可使声束会聚到一点或一条线，前者称点聚焦探头，后者称线聚焦探头。由于声束会聚区能量集中，声束尺寸小，因而可提高灵敏度和分辩力。,35,4,、双晶探头,双晶探头又称分割式,TR,探头，内含二个压电晶片。分别为发射、接收晶片，中间用隔声层隔开。主要用于近表面测厚。,36,斜探头性能：,(1,）,折射角,（或探头,K,值）,或,K,值大小决定了声束入射于工件的方向和声波传播途径，是为缺陷定位计算提供的一个有用数据。因此探头使用磨损后均需测量,或,K,值。,37,(2,）,前沿长度,声束入射点至探头前端面的距离称前沿长度，又称接近长度。它反映了探头对焊缝可接近的程度。入射点是探头声束轴线与楔块底面的交点，探头在使用前和过程中要经常测定入射点位置，以便对缺陷准确定位。,38,（,3,）,声轴偏斜角,反映主声束中心法线的重合程度，除直接影响对缺陷尺寸的准确测量外，还将发生误判。相关标准规定：,主声束在水平方向上的偏离应限制在,2,内。,主声束垂直方向的偏离，不应有明显的双峰。,39,超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能：,1,、产生超声颇率电振荡，并以此来激励探头发射超声波。,2,、将探头送回的电信号予以放大、处理，并通过一定方式显示出来。,超声波探伤仪,40,1,超声波探伤仪的分类,按超声波的连续性与否：,可将探伤仪分为,脉冲波,、连续波和调频波探伤仪三种。由于后二种探伤仪的探伤灵敏度低，缺陷测定有较大局限性，故在焊缝探伤中均不采用。,41,按缺陷显示方式，可将探伤仪分为,A,型显示、,B,型显示、,C,型显示和,3D,显示超声波探伤仪。,42,按超声波的通道数目又可将探伤仪分为单通道和多通道探伤仪二种。前者仪器由一个或一对探头单独工作，后者仪器则是由多个或多对探头交替工作，每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用于自动化探伤。例如，,BCST-9,型双通道超声波探伤仪、,CTS-20,型,80,通这是超声波探伤仪（专为中厚钢板自动探伤,设计的穿透式探伤仪器）等。,43,目前，焊缝探伤中广泛使用的超声波探伤仪，如,CTS-22,、,CTS-26,、,JTS-5,JTSZ-1,、,CST-3,、,CST-7,等均是,A,型显示脉冲反射式单通道超声波探伤仪。,44,45,2.,超声波探伤仪的一般工作原理,A,型显示脉冲反射式单通道超声波探伤仪相当一种专用示波器，尽管型号、性能有所不同，但其基本结构、工作原理均大同小异。探伤仪电路主要由同步电路、扫描电路、发射电路、接收电路、显示电路、电源电路和辅助电路等单元电路组成。,46,同步电路,同步电路又称触发电路，仪器各部分的时序由它决定，即它产生使整个仪器协调工作的,同步触发脉冲。,通常由主控振荡器（例如，可调的多谐振荡器）产生周期性的矩形同步脉冲（输入波），经过微分电路产生微分波（正负脉冲），再经削波电路根据需要用二极管将正脉冲或负脉冲削去。即可用此正或负脉冲去触发扫描电路和发射电路，并使其同步工作。触发脉冲的时间间隔称为触发周期，其倒数就是重复频率，一般为,50Hz,l0KHz,。,47,扫描电路,扫描电路又称时基电路，它产生锯齿波电压，使示波屏电子束能沿水平方向自左向右匀速扫描。,只要控制锯齿波电压的斜率，就能控制扫描速度，使之与声波在介质中的传播时间相一致，从而达到调节探测范围的目的。探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮，都是扫描电路的控制旋钮。,48,发射电路,为缩小盲区、提高探测精度，目前多采用窄脉冲发射电路。如图。增大减幅率窄脉冲发射原理电路，,工作过程如下：稳态时，晶闸管不导电，电容器,C,充电。当正触发脉冲加到晶闸管控制极使其导电时，电容,C,通过晶闸管放电在谐振回路内引起谐振,f,。,用发射强度旋钮可改变其阻值，阻值大则发射强度高。同时，因,Ro,与探头并联，改变,Ro,同时也改变了探头电阻尼大小，即影响探头分辨力。发射波可为几百伏至上千伏的高压负脉冲，加到探头晶片上，经过电,-,声转换，产生高频机械振荡，进入被检工件，形成脉冲超声波。,49,接收电路,由衰减器、高频放大器、检波器和视频放大器等组成（图,4,一,20,）。由于来自探头的回波信号,电压很微弱（,一般为毫伏级），而示波管全调制所需电压要数十伏，所以接收电路应具有,10,5,放大能力（即,100dB,）。,同时，为使缺陷回波信号电压能在放大器内得到正常放大并能在示波屏的有效观察范围内正常显示，可使用衰减器来改变输入到某级放大器信号电平。放大器采用调谐（,LC,）放大器中参差调谐放大器电路，探伤仪面板上的增益、衰减器、抑制等旋钮均是放大电路的控制旋钮。,50,增益数值大，则探伤灵敏度高，而在一般情况下，衰减器读数大使灵敏度降低，,抑制旋钮的作用可抑制草状杂波不过使用它会使示波屏上显示的波高不再与输人信号幅值成正比。这是因为它使仪器的垂直线性和动态范围下降而引起放大线性变坏；同时，过度的抑制还有失去有用信号的危险，故应慎用。,51,显示电路,主要由示波管及外围电路组成。当示波管中电子枪发射的聚焦电子高速轰击示波屏时，使荧光物质发光形成亮点。当接收电路送来的信号电压加在垂直（,Y,轴）偏导板上，而作为时间轴的扫描电压则加在水平（,X,轴）偏转板上时，电子束则按所加电压发生偏转，显示出波形。因为一秒钟内能重复描出几十甚至几千次相互重叠的相同图象，所以看上去图像稳定。,52,电源,电源一般仪器均使用,220v,市电，仪器内部有供各单元电路使用的变压、整流及稳压电路等。携带式探伤仪亦可用,Ni,一,Cd,蓄电池供电，用充电器给蓄电池充电。,53,辅助电路,除上述基本单元电路外，探伤仪还有各种辅助电路，如,DAC,电路、闸门电路、延迟电路以及标距电路等。,54,DAC,电路,DAC,电路又称深度补偿电路。指超声波传播时由于衰减，将使远处反射回来的回波信号比近处反射回来的信号弱（在同样的缺陷时）。,DAC,电路可使发射后瞬间的增益降低到一定值，然后随时间（即探测深度）的推移增益逐渐升高，到一定时间后增益恢复正常，如图。这样，远处回波信号到来时放大器处在高增益状态，实现了距离一增益补偿，使位于不同深度而相同尺寸的缺陷回波高度差异减小。,55,闸门电路,探伤时示波屏上会出现很多波，为了能取出所需要的波，经电子电路（如数据采集系统）处理后记录在记录仪上，即只有在闸门内的信号才能被取出供使用。闸门的起点和宽度都可以用旋钮调整，同时还可通过调整称为门限值的旋钮，确定能够被取出的回波的最小高度。,56,探伤仪主要性能,(1,）,水平线性,又称时基线性或扫描线性。是指扫描线上显示的反射波距离与反射体距离成正比的程度，它关系到缺陷定位是否准确。相关标准规定，合格仪器其水平线性误差,L2,。,(2,）,垂直线性,又称放大线性。是指示波屏反射波幅与接收回波信号电压成正比关系的程度，它关系到缺陷定量是否准确。相关标准规定，合格仪器其垂直线性误差,e8,。,57,(3,）,动态范围,示波屏上回波高度从满幅（,100%,）降至消失时仪器衰减器的变化范围，其值越大可检出缺陷越小。相关标准规定，动态范围应,26dB,。,(4,）,衰减器精度,是衰减器上,dB,刻度指示脉冲下降幅度的正确程度，以及组成衰减器各同量级间可换性能。相关标准规定，衰减器总衰减量不得小于,6OdB,，在探伤仪规定的工作频率范围内，衰减器每,12dB,工作误差,ldB,。,58,探伤仪与探头组合后的超声探伤系统的性能：,(5,）灵敏度余量 指组合灵放度，并以灵敏度余量来表示。它是在规定条件下的探伤灵敏度至仪器最大灵敏度的富裕量（以,dB,数表示）。目前，基于尽可能独立地检验仪器本身的性能，特引入时效稳定的石英标准探头，使其避免普通探头因其性能变化而造成的影响。按规定，合格品的组合灵敏度应大于,30dB,。,59,(6,）分辨力 超声探伤系统能够区分两个相邻而不连续的缺陷能力。它有近场分辫力、远场分辨力、纵向分辨力和横向分辨力之分，一般是指远场纵向分辨力。,60,(7,）电噪声电平 表示系统的探头在直接对空辐射时，将探伤仪的灵敏度和扫描范围调至最大，在避免外界干扰条件下，读取时基线上的电噪声的平均幅度与垂直满幅度的百分比。,61,（,8,）盲区 是在规定探伤灵敏度下从探伤面至能够测出缺陷的最小距离。亦是仪器和探头的组合性能。表征着系统的近距离分辨能力，它是由于始脉冲具有一定宽度和放大器的阻塞现象造成的。随着探伤灵敏度的提高，盲区也随之增大。,62,63,试块,按一定用途设计制作的具有简单形状人工反射体的试件，称试块，它是探伤标准的一个组成部分，是判定探伤对象质量的重要尺度。根据使用目的和要求，通常将试块分成以下两大类：标准试块和对比试块。,64,1,标准试块由法定机构对材质、形状、尺寸、性能等作出规定和检定的试块称标准试块。,GBll345-1989,规定,CSK-IB,试块为,焊缝探伤用标准试块。,65,(l,）利用,R100,圆弧面测定斜探头入射点和前沿长度，利用,50mm,孔的反射波测定斜探头折射角（,K,值）。,(2,）校验探伤仪水平线性和垂直线性。,66,(3,）利用,1.5mm,横孔的反射波调整探伤灵敏度。利用,R100,圆弧面调整探侧范围。,(4,）利用小,50,圆孔估测直探头盲区和斜探头前后扫查声束特性。,(5,）采用测试回波幅度或反射波宽度的方法可测定远场分辨力。,67,对比试块对比试块又称参考试块，它是由各专业部门按某些具体探伤对象规定的试块。,GB11345,一,1989,规定,:,68,直接接触法超声波探伤,方法特点：,该方法主要探伤标准；,直接接触法超声波探伤的基本方法,：,69,垂直入射法是采用直探头将声束垂直入射工件探伤面进行探伤的方法，简称垂直法又称纵波法。其表现形式为：,70,斜角探伤法是采用斜探头将声束倾斜入射工件探伤面进行探伤的方法，简称斜射法，又称横波法。,71,其表现形式为：当斜探头在探伤面上移动时，无缺陷时示波屏上只有始波,T.,这是因为声束倾斜入射底面产生反射后，在工件内以,“,W,”,形路径传播，故没有底波出现，当工件存在缺陷而缺陷与声束垂直或倾斜角很小时，声束会被反射回来，此时示波屏上将显示出始波,T,、缺陷波,F,，当斜探头接近板端时，声束将被端角反射回来在示波屏上将出现始波,T,和端角波,B,。,72,在焊缝探伤中，必须熟悉斜角探伤法的几何关系，这样才有助于判断缺陷回波并进行有关缺陷位置参数的计算。,跨距点：声束中心线经底面反射后到达探伤面的一点。,73,跨度,P,：探头入射点（,O,）至跨距点（,A,）的距离,在,0.5,跨距的声程以内，超声波不经底面反射而直接对准缺陷的探伤方法称,一次波法。,一次反射法,：超声波只在底面反射一次而对准缺陷的探伤方法，,又称二次波法。,74,缺陷水平距离,l,：缺陷在探伤面的投影点至探头入射点的距离，又称探头缺陷距离。,缺陷深度,h,：缺陷距探伤面的垂直距离，又称缺陷的垂直距离。,75,探伤条件的选择,1,、选择原则,2,、探伤灵敏度的选定,76,77,3,、探头的选择,探头型式,据工件的形状和可能出现的缺陷部位、方向选择。注意尽量使,声束轴线与缺陷反射面垂直。,探测焊缝宜选择斜探头。,晶片尺寸选择,大厚度工件或粗晶材料探伤宜采用大晶片探头，而较薄工件或表面曲率较大的工件探伤，宜选小晶片探头。,78,频率选择,对于粗晶材料、厚大工件的探伤，宜选用较低频率；对于晶粒细小、薄壁工件的探伤，宜选用较高频率。,79,探头角度或,K,值的选择,尽可能探测到整个焊缝厚度并使声束尽可能垂直于主要缺陷。,80,三、焊接接头的探伤,一、上面介绍的探伤条件选择是焊接接头探份应遵循的通用技术要点；,二、下面介绍的平板对接接头的探伤中已经行之有效的各种方法，应为其它焊接接头探伤中尽可能加以借鉴和采用。,81,1,、平板对接接头的探伤,82,83,84,IMAGES PROCESSING,图像处理,C-scan display C-,扫描显示,85,自动超声技术,随着计算机、智能化等技术的发展，焊缝的超声检测已经进入自动检测与计算机辅助识别焊接缺陷的时代。,自动超声检测系统主要由两部分组成：软件和硬件。软件包含实时控制软件、数据采集和处理软件、图像处理和显示软件。硬件有扫查器、计算机、各种接口卡、电机组及机械部分。,86,铜钢熔敷焊试样：,87,未熔合处的波形,未熔合处的超声波回波比终波的波形大。,未熔合的形状不规则，表面粗糙，对超声波的反射是无规则的，其反射波形是由一串高低不同的小波合并而成。另外，反射后，波的能量损失较大，故波幅低、波根部较宽。,88,在气孔处的波形为,缺陷气孔得到的超声波回波比终波小,89,探头沿工件的扫描轨迹,超声,C,扫描是沿垂直于声束的断面的二维扫描方式，显示被测件垂直于声束的断面图像，如果探头扫查面为圆柱面时，其扫描路径如图所示。,90,扫描装置,4001,H PCI,超声卡,接口,位置采集,扫描控制,放大驱动,计算机,控制软件,图像软件,超声,C,扫描系统原理图,91,采集系统基本框图,点聚焦换能器,主处理机,超声卡,连接电缆,92,SFT4001H PCI 2,通道,A/D,转换和监视超声可编程,PC,卡,93,C,扫描标定,合格焊接区颜色为蓝色，分贝数为12,dB，,铜厚为6,mm。,在7080度处制作1.5,mm,人工气孔缺陷一个。,在焊接区域，作为人工缺陷的1.5,mm,孔,C,扫描标定,94,3,mm,铜厚度,C,扫描检测图形,C,扫描检测铜厚度 3,mm,焊接区域，每条扫描线1350数据点（分辨率0.267度），101条扫描线（高度20,mm，,分辨率0.2,mm）,的采集结果。可见钎焊区域中高振幅回波红色色彩表示为未焊透缺陷。,边界未焊上,边界未焊上,(-12,dB),钎焊区域是兰色，（-18,dB）,灰色优于兰色（-12,dB）,),95,思考题,1,、超声波有哪些性质？,2,、探头有哪些种类？,3,、说明两个公式的物理意义。,arc sin1.22/D,；,ND,2,/4,96,