超声波探伤.ppt

超声检测超声检测IBCCIBCC160816160816圆盘源辐射的纵波声场圆盘源辐射的纵波声场n n圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由圆平面晶片辐射声源的中心轴线上的声压分布，在距声源较近处，由于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起于压电晶片上的各个点辐射源到轴线上同一点的声波的相位差会引起声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小声波的干涉现象而使得瞬时声压存在着若干个周期性的极大值和极小值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正值，这使得不同的点上的声压变化很大，由该区域的回波信号无法正确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。确获取缺陷的有关信息。该区域被称为超声近场区。近场区长度近场区长度Nn n波波源源轴轴线线上上最最后后一一个个声声压压极极大大值值至至波波源源的的距离称为近场区长度，用距离称为近场区长度，用N N表示。表示。n n当当D2D2，有，有N=(D-N=(D-)/4)/4=D/4=D/4n n尽量避免在近场区探伤定量。尽量避免在近场区探伤定量。n n当当距距波波源源距距离离X X3N3N时时，声声压压与与距距离离间间的的关关系接近线性，近似球面波的规律。系接近线性，近似球面波的规律。声束指向性声束指向性n n表征声源辐射场特征的另一个重要特性是表征声源辐射场特征的另一个重要特性是声束的指向性。声束的指向性。n n声源向一个确定的方向集中辐射超声波束声源向一个确定的方向集中辐射超声波束的性质就是声源的声束指向性。声束指向的性质就是声源的声束指向性。声束指向性反映了声场中声能的集中程度和几何边性反映了声场中声能的集中程度和几何边界。超声探伤要求定量定位所用的超声场界。超声探伤要求定量定位所用的超声场必须具有良好的声束指向性。必须具有良好的声束指向性。n n主声束的边界与声源轴线的夹角就称为半主声束的边界与声源轴线的夹角就称为半扩散角，通常用扩散角，通常用表示。表示。半扩散角半扩散角n n若声束半扩散角越小，则超声波的辐射能若声束半扩散角越小，则超声波的辐射能量越集中，声束指向性就越好，对缺陷的量越集中，声束指向性就越好，对缺陷的定位精度越高，对不同缺陷分辨力及检测定位精度越高，对不同缺陷分辨力及检测的灵敏度也越高。的灵敏度也越高。n n直径为直径为D D的圆形晶片激发波长为的超声波时的圆形晶片激发波长为的超声波时的半扩散角表示为的半扩散角表示为=70=70/D(/D(度度)n n边长为边长为a的正方晶片激发波长为超声波时的的正方晶片激发波长为超声波时的半扩散角表示为半扩散角表示为 =57=57/a(/a(度度)非扩散区非扩散区bn n在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩在波源附近存在着这样一个区域，声波并没有扩展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距展，声束可以看成是一个圆柱体，离波源不同距离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。离处的平均声压基本不变，就称为非扩散区。n n非扩散区是一个圆柱形区域，其长度非扩散区是一个圆柱形区域，其长度非扩散区是一个圆柱形区域，其长度非扩散区是一个圆柱形区域，其长度b=1.64Nb=1.64N，NN为近场区长度。在非扩散区（为近场区长度。在非扩散区（为近场区长度。在非扩散区（为近场区长度。在非扩散区（xbxb），超声波的），超声波的），超声波的），超声波的波阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与波阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与波阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与波阵面为平面，形成平面波声场，其声压不随与声源的距离的变化而变化。声源的距离的变化而变化。声源的距离的变化而变化。声源的距离的变化而变化。n n当当当当xbxb时，超声波声束扩展；当时，超声波声束扩展；当时，超声波声束扩展；当时，超声波声束扩展；当x3Nx3N时，超声波时，超声波时，超声波时，超声波声束以球面波传播。声束以球面波传播。声束以球面波传播。声束以球面波传播。超声场的扩散超声场的扩散 一、概述1、仪器的作用2、仪器的分类第三章第三章 仪器、探头和试块仪器、探头和试块第一节第一节 超声波探伤仪超声波探伤仪 n n脉冲波脉冲波n n连续波连续波n n调频波调频波n nA型显示型显示n nB型显示型显示n nC型显示型显示n n单通道单通道n n多通道多通道按超声波的连续性分类按超声波的连续性分类按显示方式分类按显示方式分类按通道分类按通道分类A型显示型显示是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的是一种波形显示，探伤仪的屏幕的横坐标代表声波的传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定传播距离，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型显示型显示是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，是一种图象显示，屏幕的横坐标代表探头的扫查轨迹，纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵纵坐标代表声波的传播距离，因而可直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型显示型显示也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在也是一种图象显示，屏幕的横坐标和纵坐标都代表探头在工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工工件表面的位置，探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而当探头在工件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示件表面移动时，屏上显示出被探工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。缺陷的深度。二、超声波探伤仪工作原理二、超声波探伤仪工作原理 n nA型显示探伤仪型显示探伤仪 同步电路同步电路发射电路发射电路扫描电路扫描电路接收接收放大电路放大电路电电 源源TBFn n主要组成部分及作用主要组成部分及作用 同步电路：同步电路：扫描电路：扫描电路：发射电路：发射电路：接收电路：接收电路：显示电路：显示电路：电源：电源：同步电路同步电路产生数十至数千个脉冲，产生数十至数千个脉冲，触发探伤仪扫描电路和发射电路触发探伤仪扫描电路和发射电路扫描电路扫描电路产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上发射电路发射电路 产生几百至上千伏的电脉冲，加于发产生几百至上千伏的电脉冲，加于发射探头，激励压电晶片振动，发射超声波射探头，激励压电晶片振动，发射超声波接收电路接收电路 由衰减器、射频放大器、检波器和视频由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成放大器等组成n n主要控制旋钮及功能主要控制旋钮及功能 工作方式选择工作方式选择工作方式选择工作方式选择发射强度发射强度发射强度发射强度衰减器衰减器衰减器衰减器增益增益增益增益深度范围深度范围深度范围深度范围脉冲位移脉冲位移脉冲位移脉冲位移(延迟延迟延迟延迟)抑制抑制抑制抑制n数字探伤仪的特征与应用数字探伤仪的特征与应用 常用的常用的A扫描数字超声仪，稳定性好，扫描数字超声仪，稳定性好，使用方便使用方便超声仪器使用要点超声仪器使用要点n n(1)开启电源开启电源 (2)工件测厚工件测厚n n(3)测入射点测入射点 (4)测折射角测折射角n n(5)扫描比例扫描比例 (6)DAC曲线曲线n n(7)粗探在先粗探在先 (8)细探在后细探在后n n(9)指示长度指示长度 (10)平行检查平行检查n n(11)校准两点校准两点 (12)关机清场关机清场第三节第三节 探头探头 n n探头的作用、原理探头的作用、原理 一、压电效应一、压电效应某些晶体材料在交变某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应通称为压电效应。效应通称为压电效应。二、压电材料主要性能二、压电材料主要性能n n压电应变常数压电应变常数d33n n压电电压常数压电电压常数g33n n介电常数介电常数n n机电耦合系数机电耦合系数Kn n机械品质因子机械品质因子m n n频率常数频率常数Nn n居里温度居里温度Tc d d3333=(m/V)(m/V)tt U U g g3333=(Vm/N)(Vm/N)UpUp p p =C =C t t A A K K=转换的能量转换的能量输入的能量输入的能量 mm =E E贮贮E E损损N=tfN=tfo o=C=CL L/2/2超声波探头对晶片的要求超声波探头对晶片的要求机电耦合系数机电耦合系数机电耦合系数机电耦合系数K K较大，以便获得较高的转换效率；较大，以便获得较高的转换效率；较大，以便获得较高的转换效率；较大，以便获得较高的转换效率；机械品质因子机械品质因子机械品质因子机械品质因子 mm较小，以便获得较高的分辨率和较较小，以便获得较高的分辨率和较较小，以便获得较高的分辨率和较较小，以便获得较高的分辨率和较小的盲区；小的盲区；小的盲区；小的盲区；压电应变常数压电应变常数压电应变常数压电应变常数d d3333和压电电压常数和压电电压常数和压电电压常数和压电电压常数g g3333较大，以便获较大，以便获较大，以便获较大，以便获得较高的发射、接收灵敏度；得较高的发射、接收灵敏度；得较高的发射、接收灵敏度；得较高的发射、接收灵敏度；频率常数频率常数频率常数频率常数NN较大，介电常数较大，介电常数较大，介电常数较大，介电常数 较小，以便获得较高的较小，以便获得较高的较小，以便获得较高的较小，以便获得较高的频率；频率；频率；频率；居里温度居里温度居里温度居里温度TcTc较高，声阻抗较高，声阻抗较高，声阻抗较高，声阻抗Z Z适当适当适当适当三、探头种类三、探头种类 和结构和结构n n直探头直探头n n斜探头斜探头 n n表面波探头表面波探头 n n双晶探头双晶探头n n聚焦探头聚焦探头n n高温探头高温探头、电磁探头、电磁探头探头种类探头种类 和结构和结构直探头用于发射和接收纵波，主直探头用于发射和接收纵波，主要用于探测与探测面平行的缺陷，要用于探测与探测面平行的缺陷，如板材、锻件探伤等。如板材、锻件探伤等。探头种类探头种类 和结构和结构n n斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头，常用的是横波斜探头。波斜探头。n n横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷，如焊缝、汽轮机叶轮等。汽轮机叶轮等。n n当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波，当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时，在工件中产生表面波，表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。表面波探头用于探测表面或近表面缺陷。探头种类探头种类 和结构和结构双晶探头有两块压电晶片，一双晶探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用块用于发射超声波，另一块用于接收超声波。根据入射角不于接收超声波。根据入射角不同，分为双晶纵波探头和双晶同，分为双晶纵波探头和双晶横波探头。横波探头。双晶探头具有以下优点：双晶探头具有以下优点：灵敏度高灵敏度高杂波少盲区小杂波少盲区小工件中近场区长度小工件中近场区长度小探测范围可调探测范围可调双晶探头主要用于探伤近表面双晶探头主要用于探伤近表面缺陷。缺陷。探头种类探头种类 和结构和结构基本频率基本频率探头型号的组成探头型号的组成晶片尺寸晶片尺寸探头种类探头种类特征特征晶片材料晶片材料2.5P20Z2.5P20Z5P65P66K2.56K2.5第四节第四节 试块试块 1 1、确定探伤灵敏度、确定探伤灵敏度、确定探伤灵敏度、确定探伤灵敏度超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会引起漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来调整探伤灵敏度。整探伤灵敏度。2 2、测试仪器和探头的性能、测试仪器和探头的性能、测试仪器和探头的性能、测试仪器和探头的性能超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K K值等都是利用试块来测值等都是利用试块来测试的。试的。3 3、调整扫描速度、调整扫描速度、调整扫描速度、调整扫描速度利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度值与实际声程之间的比例关系，即扫利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度值与实际声程之间的比例关系，即扫描速度，以便对缺陷进行定位。描速度，以便对缺陷进行定位。4 4、评判缺陷的大小、评判缺陷的大小、评判缺陷的大小、评判缺陷的大小利用某些试块绘出的距离利用某些试块绘出的距离-波幅波幅-当量曲线（即实用当量曲线（即实用AVGAVG）来对缺陷定量是目）来对缺陷定量是目前常用的定量方法之一。特别是前常用的定量方法之一。特别是3N3N以内的缺陷，采用试块比较法仍然以内的缺陷，采用试块比较法仍然是最有效的定量方法。此外还可利用试块来测量材料的声速、衰减性是最有效的定量方法。此外还可利用试块来测量材料的声速、衰减性能等。能等。n n试块的试块的 分类分类1.按试块来历分按试块来历分a)a)标准试块标准试块b)b)参考试块参考试块2.按试块上人工反射体分按试块上人工反射体分a)a)平底孔试块平底孔试块b)b)横孔试块横孔试块c)c)槽形试块槽形试块n nIIW（荷兰试块）（荷兰试块）国内外常用试块国内外常用试块IIW2（牛角试块）n nGB/T11345-89标准采用的试块有：标准采用的试块有：CSK-A CSK-A CSK-A RB-1、2、3 JG/T203-2007标准采用的试块有：标准采用的试块有：CSK-B CSK-A RB-1 CSK-ICi CSK-ICj JB/T4730.3-2005标准采用的标准试块有：标准采用的标准试块有：（1）钢板用标准试块：）钢板用标准试块：CB、CB（2）锻件用标准试块：）锻件用标准试块：CS、CS、CS（3）焊接接头用标准试块：）焊接接头用标准试块：CSK-A、CSK-A、CSK-A、CSK-A对比试块对比试块n n对比试块是用于检测校准的试块；对比试块是用于检测校准的试块；n n对对比比试试块块的的外外形形尺尺寸寸应应能能代代表表被被检检工工件件的的特特征征，试试块块厚厚度度应应与与被被检检工工件件的的厚厚度度相相对对应应。如如果果涉涉及及到到两两种种或或两两种种以以上上不不同同厚厚度度部部件件焊焊接接接接头头进进行行检检测测时，试块的厚度由其最大厚度来确定。时，试块的厚度由其最大厚度来确定。第五节第五节 仪器和探头的性能及其测试仪器和探头的性能及其测试 n n仪器的性能及其测试仪器的性能及其测试 1.1.水准线性水准线性2.2.垂直线性垂直线性3.3.动态范围动态范围4.4.衰减器精度衰减器精度 1.1.水平线性水平线性 =100%仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。amax0.8b2.2.垂直线性垂直线性 仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。D=（d1+d2）3.3.动态范围动态范围动态范围动态范围 将满幅度将满幅度将满幅度将满幅度100%100%某波高用衰减器衰减到刚能识别某波高用衰减器衰减到刚能识别某波高用衰减器衰减到刚能识别某波高用衰减器衰减到刚能识别的最小值时所需衰减的的最小值时所需衰减的的最小值时所需衰减的的最小值时所需衰减的dBdB值值值值 *这时抑制为这时抑制为这时抑制为这时抑制为0 04.4.衰减器精度衰减器精度 任意相邻任意相邻任意相邻任意相邻12dB12dB误差误差误差误差1 1 1 1dBdB 可以用直探头探测试块内同声程的可以用直探头探测试块内同声程的可以用直探头探测试块内同声程的可以用直探头探测试块内同声程的2 2和和和和 4 4平平平平底孔，用衰减器将回波其调至同一高度，此时底孔，用衰减器将回波其调至同一高度，此时底孔，用衰减器将回波其调至同一高度，此时底孔，用衰减器将回波其调至同一高度，此时衰减器的调节量与衰减器的调节量与衰减器的调节量与衰减器的调节量与12dB12dB的差值即为衰减器误差的差值即为衰减器误差的差值即为衰减器误差的差值即为衰减器误差n n探头的性能及其测试探头的性能及其测试1 1、斜探头入射点、斜探头入射点n n斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的的K K值。值。n n注意试块上注意试块上R R应大于钢中近场区长度应大于钢中近场区长度NN，因为近场区同轴，因为近场区同轴线上的声压不一定最高，测试误差大。线上的声压不一定最高，测试误差大。2 2、斜探头斜探头K K值和折射角值和折射角n n斜探头斜探头K K值是指被探工件中横波折射角的正切值。值是指被探工件中横波折射角的正切值。n n注意测定斜探头的注意测定斜探头的K K值或折射角也应在近场区以外进行。值或折射角也应在近场区以外进行。n n探头的性能及其测试探头的性能及其测试3 3、探头主声束偏离和双峰、探头主声束偏离和双峰n n探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。声束的偏离。n n平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。n n探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。4 4、探头声束特性、探头声束特性n n探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降声压下降6dB6dB时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表时探头移动距离（即某处的声束宽度）来表示。示。n n仪器和探头的综合性能及其测试仪器和探头的综合性能及其测试1.1.灵敏度余量灵敏度余量灵敏度余量灵敏度余量n n灵敏度灵敏度n n超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。n n仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0 0），使规定反），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。此又叫仪器与探头的综合灵敏度。n n仪器和探头的综合性能及其测试仪器和探头的综合性能及其测试2.2.盲区与始脉冲宽度盲区与始脉冲宽度盲区与始脉冲宽度盲区与始脉冲宽度盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度幕上高度超过垂直幅度20时的始脉冲时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。灵敏度高，始脉冲宽度大。n n仪器和探头的综合性能及其测试仪器和探头的综合性能及其测试3.3.分辨力分辨力仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。A A、B B、C C不能分开时不能分开时不能分开时不能分开时 F=(91-85)a/(a-b)=6a/(a-b)F=(91-85)a/(a-b)=6a/(a-b)A A、B B、C C能分开时能分开时能分开时能分开时 F=(91-85)c/a=6c/aF=(91-85)c/a=6c/an n仪器和探头的综合性能及其测试仪器和探头的综合性能及其测试4.4.信噪比信噪比信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性对探伤仪、探头和系统性能的规定能的规定（1）探伤仪性能探伤仪性能 a）工作频率：工作频率：0.5MHz10MHz b）垂垂直直线线性性：在在荧荧光光屏屏满满刻刻度度的的80%范范围围内呈线性，误差不大于内呈线性，误差不大于5%c）水平线性：误差不大于水平线性：误差不大于1%d）衰衰减减器器：80dB以以上上连连续续可可调调，步步进进级级每每档档不不大大于于2dB，精精度度为为任任意意相相邻邻12dB误误差在差在1dB以内，最大累计误差不大于以内，最大累计误差不大于1dBJG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性对探伤仪、探头和系统性能的规定能的规定（2）探头探头 a）晶晶片片面面积积一一般般不不应应大大于于500mm2，且且任任一边长原则上不大于一边长原则上不大于25mm b）单单斜斜探探头头声声束束轴轴线线水水平平偏偏离离角角不不应应大大于于2，主声束垂直方向不应有明显的双峰，主声束垂直方向不应有明显的双峰JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性对探伤仪、探头和系统性能的规定能的规定（3 3）超声探伤仪和探头的系统性能超声探伤仪和探头的系统性能超声探伤仪和探头的系统性能超声探伤仪和探头的系统性能 a a）在在在在达达达达到到到到所所所所探探探探工工工工件件件件的的的的最最最最大大大大检检检检测测测测声声声声称称称称时时时时，其其其其有有有有效效效效灵灵灵灵敏度余量应不小于敏度余量应不小于敏度余量应不小于敏度余量应不小于10dB10dB b b）仪仪仪仪器器器器和和和和探探探探头头头头的的的的组组组组合合合合频频频频率率率率与与与与公公公公称称称称频频频频率率率率误误误误差差差差不不不不得得得得大大大大于于于于10%10%c c）仪仪仪仪器器器器和和和和直直直直探探探探头头头头组组组组合合合合的的的的始始始始脉脉脉脉冲冲冲冲宽宽宽宽度度度度（在在在在基基基基准准准准灵灵灵灵敏敏敏敏度下）度下）度下）度下）对于频率为对于频率为对于频率为对于频率为5MHz5MHz的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于10mm10mm 对于频率为对于频率为对于频率为对于频率为2.5MHz2.5MHz的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于的探头，宽度不大于15mm15mm d d）直探头的远场分辨力应不小于直探头的远场分辨力应不小于直探头的远场分辨力应不小于直探头的远场分辨力应不小于30dB30dB 斜探头的远场分辨力应不小于斜探头的远场分辨力应不小于斜探头的远场分辨力应不小于斜探头的远场分辨力应不小于6dB6dB探伤技术分类：探伤技术分类：原理分脉冲反射法、穿透法、共振法原理分脉冲反射法、穿透法、共振法显式分显式分A、B、C型显示型显示波型分纵波法、横波法、表面波法波型分纵波法、横波法、表面波法探头分单斜法、双探头法、多探头法探头分单斜法、双探头法、多探头法耦合分接触法、液浸法耦合分接触法、液浸法射角分直射声束法、斜射声束法射角分直射声束法、斜射声束法第四章第四章 超声波探伤通用技术超声波探伤通用技术第一节第一节 超声波探伤方法超声波探伤方法 n n按原理分类按原理分类按原理分类按原理分类脉冲反射法脉冲反射法脉冲反射法脉冲反射法超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度陷的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。法和多次底波法。穿透法穿透法穿透法穿透法穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的的一种方法。穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的两侧进行探测。两侧进行探测。共振法共振法共振法共振法若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。共振法常用于试件测厚。共振法。共振法常用于试件测厚。缺陷回波法缺陷回波法底波高度法底波高度法多次底波法多次底波法穿透法穿透法纵波法纵波法 横波法横波法探头并列法探头并列法n n按波形分类按波形分类纵波法纵波法横波法横波法表面波法表面波法板波法板波法爬波法爬波法n n按探头数目分类按探头数目分类单探头单探头双探头双探头多探头多探头n n按探头接触方式分类按探头接触方式分类直接接触法直接接触法液浸法液浸法第二节第二节 仪器与探头的选择仪器与探头的选择 n n仪器选择仪器选择 探测要求探测要求 现场条件现场条件n n探头选择探头选择 根据工件结构形状、加工工艺和技术要求根据工件结构形状、加工工艺和技术要求进行选择进行选择 探头型式探头型式频率频率晶片尺寸晶片尺寸K值值第三节第三节 耦合与补偿耦合与补偿 n n耦合剂耦合剂流动性、粘度、附着力适当，易清洗；流动性、粘度、附着力适当，易清洗；声阻抗高，透声性好；声阻抗高，透声性好；价格便宜价格便宜;对工件无腐蚀，对人无害，不污染环境；对工件无腐蚀，对人无害，不污染环境；性能稳定，不易变质，能长期保存。性能稳定，不易变质，能长期保存。n常用耦合剂有常用耦合剂有 机油、水、水玻璃、甘油、浆糊等机油、水、水玻璃、甘油、浆糊等n n影响耦合剂的主要因素影响耦合剂的主要因素耦合层厚度的影响耦合层厚度的影响 /4的奇数倍时，透声效果差的奇数倍时，透声效果差 /2的整数倍或很薄时，透声效果好的整数倍或很薄时，透声效果好n n影响耦合剂的主要因素影响耦合剂的主要因素表面粗糙度的影响表面粗糙度的影响 一般一般R0不高于不高于6.3m耦合剂声阻抗、工件表面形状的影响耦合剂声阻抗、工件表面形状的影响n n表面耦合损耗的测定和补偿表面耦合损耗的测定和补偿n n表面耦合损耗的测定和补偿表面耦合损耗的测定和补偿第四节第四节 探伤仪的调节探伤仪的调节 n n扫描速度调节扫描速度调节n n扫描速度调节扫描速度调节1.1.声程调节法声程调节法2.2.水平调节法水平调节法3.3.深度调节法深度调节法n n探伤灵敏度调节探伤灵敏度调节1.1.试块调整法试块调整法2.2.工件底波调整法（工件底波调整法（x3N时）时）=20lg =20lg PB 2xPF Df2第六节第六节 缺陷大小的测定缺陷大小的测定 常用的定量方法：常用的定量方法：常用的定量方法：常用的定量方法：当量法当量法当量法当量法常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量AVGAVG曲线法。曲线法。测长法测长法测长法测长法当工件中缺陷尺寸大于声束截面时，一般采用测长法来确定缺陷的长度。当工件中缺陷尺寸大于声束截面时，一般采用测长法来确定缺陷的长度。测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸，按规定的方法测测长法是根据缺陷波高与探头移动距离来确定缺陷的尺寸，按规定的方法测定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷定的缺陷长度称为缺陷的指示长度。缺陷的指示长度总是小于或等于缺陷的实际长度。的实际长度。根据测定缺陷长度时的基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法根据测定缺陷长度时的基准不同将测长法分为相对灵敏度法、绝对灵敏度法和端点峰值法。和端点峰值法。底波高度法底波高度法底波高度法底波高度法底波高度法是利用缺陷波与底波的相对波高来衡量缺陷的相对大小。当工件底波高度法是利用缺陷波与底波的相对波高来衡量缺陷的相对大小。当工件中存在缺陷时，由于缺陷的反射，使工件底波下降。缺陷愈大，缺陷波愈中存在缺陷时，由于缺陷的反射，使工件底波下降。缺陷愈大，缺陷波愈高，底波就愈低，缺陷波高与底波高之比就愈大。高，底波就愈低，缺陷波高与底波高之比就愈大。n n当量法当量法当量比较法当量比较法 将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工将工件中的自然缺陷回波与试块上的人工 缺陷回波进行比较来对缺陷定量缺陷回波进行比较来对缺陷定量n n当量法当量法当量计算法当量计算法 根据测得的缺陷波高的根据测得的缺陷波高的dB值，利用各种规值，利用各种规则反射体的理论回波声压公式进行计算来则反射体的理论回波声压公式进行计算来确定缺陷当量尺寸确定缺陷当量尺寸 Bf=20lg =20lg+2(xf-xB)12=20lg =40lg+2(x2-x1)PB 2xf2PF Df2xBPf1 Df1x2Pf2 Df2x1n n当量AVG曲线法n n表示回波声程、幅度（dB）和缺陷大小关系的曲线称为AVG曲线，有通用AVG曲线和实用AVG曲线。n n当量AVG曲线法是利用AVG曲线来确定工件中缺陷的当量尺寸。n n描述波高和距离之间关系的DAC曲线是AVG曲线的特例。n n测长法测长法1.1.相对灵敏度测长法相对灵敏度测长法2.2.绝对灵敏度测长法绝对灵敏度测长法第八节第八节 影响缺陷定位、定量的主要因素影响缺陷定位、定量的主要因素n n影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素1.1.仪器仪器 水平线性水平线性 水平刻度精度水平刻度精度2.2.探头探头 声束偏离声束偏离 探头双峰探头双峰 斜楔磨损斜楔磨损 探头指向性探头指向性n n影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素3.3.工件工件 工件表面粗糙度工件表面粗糙度耦合耦合 工件材质工件材质与试块声速不同、工件内有与试块声速不同、工件内有较大应力较大应力 工件表面形状工件表面形状探测曲面工件探测曲面工件 工件边界工件边界侧壁反射波产生干扰侧壁反射波产生干扰 工件温度工件温度影响声速度影响声速度 工件内缺陷方向工件内缺陷方向n n影响缺陷定位的主要因素影响缺陷定位的主要因素4.4.操作人员的影响操作人员的影响 仪器时基比例仪器时基比例 入射点、入射点、K值值 定位方法不当定位方法不当n n影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素1.1.仪器及探头仪器及探头频率的影响频率的影响衰减器精度和垂直线性衰减器精度和垂直线性探头形式和晶片尺寸探头形式和晶片尺寸K值值n n影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素2.2.耦合与衰减耦合与衰减耦合剂声阻抗和耦合层厚度耦合剂声阻抗和耦合层厚度工件介质衰减工件介质衰减3.3.工件几何形状和尺寸工件几何形状和尺寸凹面与凸面工件凹面与凸面工件工件底面与探测面的平行度及底面光洁度工件底面与探测面的平行度及底面光洁度侧壁干扰侧壁干扰工件尺寸小时工件尺寸小时3N内缺陷内缺陷n n影响缺陷定量的因素影响缺陷定量的因素4.4.缺陷的影响缺陷的影响缺陷形状缺陷形状缺陷方向缺陷方向缺陷波的指向性缺陷波的指向性缺陷表面粗糙度缺陷表面粗糙度缺陷性质缺陷性质缺陷位置缺陷位置3N内内第九节第九节 缺陷性质的分析缺陷性质的分析 n n根据加工工艺分析根据加工工艺分析n n根据缺陷特征分析根据缺陷特征分析n n根据缺陷波形分析根据缺陷波形分析n n根据底波分析根据底波分析第十节第十节 非缺陷回波的判别非缺陷回波的判别 n n迟到波x=0.76dn n610反射反射n n三角反射三角反射 x11.3d x2=1.67dn n其他非缺陷回波其他非缺陷回波探头杂波探头杂波工件轮廓回波工件轮廓回波耦合剂反射波耦合剂反射波幻象波幻象波草状回波草状回波其他变型波其他变型波4.11 侧壁干涉侧壁干涉 第五章第五章 铸件超声波探伤铸件超声波探伤n n常见缺陷气孔、缩孔、夹杂、裂纹n n铸件探伤特点铸件探伤特点1.1.透声性差透声性差2.2.声耦合查声耦合查3.3.干扰杂波多干扰杂波多n n探测条件选择探测条件选择 探头探头 试块试块 探测表面与耦合剂探测表面与耦合剂 透声性测试透声性测试 铸钢件内外层划分铸钢件内外层划分n n灵敏度灵敏度n n质量级别的评定质量级别的评定谢谢！谢谢！此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！