导图社区 超声检测
超声无损检测,超声检测穿透能力强、缺陷定位较准确、面积性缺陷检出率较高、灵敏度高、成本低速度快设备轻便,但是对不规则外形工件检测困难、缺陷位置和朝向对结果有影响、材质晶粒度影响大、显示结果不直观,检查结果无直接见证记录。
相控阵理论思维导图,医学相控阵(1960±→研究)→(1980s→实用),其技术特点有探头、声束合成、成像,有兴趣的可以看看哟。
NBT 47013.15无损检测相控阵超声检测,检测设备有仪器、探头、扫查装置、线缆、仿真软件,有兴趣的可以看看哟。
社区模板帮助中心,点此进入>>
安全教育的重要性
个人日常活动安排思维导图
西游记主要人物性格分析
17种头脑风暴法
小儿常见病的辩证与护理
蛋白质
如何令自己更快乐
头脑风暴法四个原则
均衡饮食一周计划
思维导图
超声检测
超声检测基础
分类
脉冲反射
反射波
衍射时差法
双探头一发一收,衍射波信号
穿透法
连续波
双探头两端面一发一收,穿透前后能量变化
共振法
共振特性判断缺陷和厚度变化,常用:工件测厚
优点和局限性
优点
穿透能力强
缺陷定位较准确
面积性缺陷检出率较高
灵敏度高
成本低速度快设备轻便
局限性
定性
不规则外形工件检测困难
缺陷位置和朝向对结果有影响
材质晶粒度影响大
显示结果不直观,检查结果无直接见证记录
适用范围
承压设备
钢及铝合金制焊接接头
金属、复合金属原材料及零部件
物理基础
机械振动与机械波
机械振动:物体(质点)在某一平衡位置附近做来回往复运动
机械波:机械振动在介质中的传播
谐振动:回复力与位移大小成正比,方向总指向平衡位置
阻尼振动
阻尼块
波动方程
波的分类
波型类型
横波S(T)
切变形变,切变波或剪切波
纵波L
疏密波,压缩波
表面波R
质点椭圆运动,长轴垂直于传播方向,而短轴平行
板波
SH波
中心质点纵波,上下表面椭圆,振动相位相反并对称
兰姆波
中心质点横波,上下表面椭圆,振动相位S相反对称,A相同不对称
波形分类
平面波
柱面波
球面波
波的叠加、干涉和衍射
叠加:又称独立性
干涉
驻波:钢/水界面垂直入射,反射处波腹(2A),水/钢界面垂直入射,反射处波节(0)
衍射:Df>>λ,反射>绕射,几乎全反射;Df<<λ,反射<绕射,易漏检
传播速度
波型不同:介质弹性变形形式
波型相同:变型形式(常数)、弹性模量、密度
同一固体介质:
超声场特征值
入射和反射
单一平界面
薄层界面
均匀介质中薄层
d为半波长整数倍,几乎全透射无反射
d为1/4波长奇数倍,t最小,r最大
两侧介质不同
d为半波长整数倍,与薄层性质无关
两侧介质声阻抗相差越小,T往越大,反之越小
倾斜入射到界面的反射和折射
波型转换与反射、折射
纵波斜入射
α1,α2,有机玻璃/钢,27.6°和57.7°
横波斜入射
当αs≥α3时,第一介质中只有反射横波,没有反射纵波,钢中α3≥33.2°
声压反射率
纵波斜入射钢/空气 当αl=60°,rll很低,rls较高
横波斜入射,αs=30°,rss很低,rsl较高,αs≥α3,rss=100%
声压往复透射率
端角反射
αs=35°~55°,端角反射率100%,K=tanβs=0.7~1.43
当βs≥56°即K≥1.5时,检测灵敏度低
超声波的聚集和发散
声压距离公式
平面波:声压不随距离变化
球面波:
柱面波:
球面波在平界面反射与折射
单一平界面反射
双界面反射1:1/2:1/3:...
单一平界面折射
平面波在曲界面上的反射与折射
反射
平面波到球面
平面波到柱面
折射:1凸聚
球面透镜
柱面透镜
球面波在曲界面反射与折射
球形界面
柱形界面
超声波的衰减
原因
扩散衰减 :不同波形声压和距离
散射衰减(介质):材质晶粒大,草状回波
吸收衰减(介质):质点间摩擦和热传导
位错、磁畴壁、残余应力
衰减方程及系数
方程
系数
衰减系数的测定
薄板
厚板或粗圆柱
超声波发射声场和规则反射体回波声压
纵波发射声场
近场区
远场区
半扩散角
未扩散区b≈1.64N
纵波两介质近场区分布
横波发射声场
假想横波声源
半扩散角:
聚集声源发射声场
规则反射体回波声场
平底孔12,12
长横孔9,3
短横孔12,6,3
球形孔12,6
大平底6
实心圆柱体
空心圆柱体
外侧凸面
内侧凹面
AVG曲线
纵波平底孔AVG曲线
通用曲线
x≥3N
A=x/N,G=Df/Ds
通用曲线调整检测灵敏度和缺陷定量
实用曲线
特定探头
横波平底孔AVG曲线
检测设备与器材
仪器
探头
探头分类
纵波直探头
斜探头
纵波斜探头(αL小于第一临界角)
横波斜探头(α1~α2)
表面波探头(≥α2)
正逆压电效应
压电材料
压电单晶体:
压电多晶材料(压电陶瓷):
参数
压电应变常数
压电电压常数
介电常数
机电耦合系数K
厚度Kt,Kt越大,检测灵敏度高
径向Kp,Kp大低频谐振波多,发射脉冲变宽,分辨力下降,盲区增大
机械品质因子
频率常数N
居里温度Tc,超过则压电效应消失
结构
压电晶片
阻尼块和吸声材料
保护膜 全透射条件:厚度为λ2/4的奇数倍,且
斜楔、电缆线、外壳
耦合剂
试块
性能
仪器性能
发射部分
发射电压
影响发射的超声波能量
脉冲上升时间
时间↓
频带宽↑,频率上限↑
脉冲宽度↓,盲区↓,分辨率↑
接受部分
垂直线性
信号幅度与显示幅度成正比的程度,影响缺陷定量
水平线性
回波时间间隔和显示屏回波时间间隔成正比的程度,影响缺陷定位
动态范围
增益不变情况下仪器可用的一段信号幅度范围,
最大使用灵敏度
信噪比大于6dB时可检测的最小信号的峰值电压,系统接收微弱信号的能力
探头性能
组合性能
性能测试
盲区:从检测面到能够发现缺陷的最小距离:至出现独立回波的最小距离
始脉冲宽度测定:始脉冲20%高出至水平刻度“0”点的距离Wn
远场分辨率:波峰与波谷之间分贝差20lg(a/b)
检测方法分类
按原理分类的检测方法
横波斜探头检测技术
缺陷定位定量
纵波直探头检测技术
缺陷评定
缺陷回波高度法(基准分贝)
底面回波高度法
当量评定法
试块对比
当量计算法
脉冲反射法
板材和管材超声检测