无损检测技术--课件

第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院第七章第七章 无损检测技术无损检测技术 所谓所谓无损检测无损检测，就是利用物质因存在缺陷而使其，就是利用物质因存在缺陷而使其某一物理性能发生变化的特点，实现在不破坏或不某一物理性能发生变化的特点，实现在不破坏或不改变被检物体的前提下，完成对该物体的检测与评改变被检物体的前提下，完成对该物体的检测与评价的技术手段的总称。价的技术手段的总称。无损检测包括超声检测、射线检测、磁粉检测、无损检测包括超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测以及声发射检测等多种方法。渗透检测、涡流检测以及声发射检测等多种方法。1第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院第一节 常见缺陷的分类描述第二节 超声波检测第三节 射线检测第四节 磁粉检测第五节 渗透检测第六节 涡流检测第七节 声发射检测 2第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院第一节第一节 常见缺陷的分类描述常见缺陷的分类描述 无损检测主要是对材料或零件中缺陷无损检测主要是对材料或零件中缺陷的检测。不同的缺陷种类有不同的最适的检测。不同的缺陷种类有不同的最适应的检测方法与之对应。应的检测方法与之对应。3第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院一、铸件中常见的缺陷现象一、铸件中常见的缺陷现象(1)(1)气孔气孔(2)(2)缩孔与缩松缩孔与缩松(3)(3)夹砂与夹渣夹砂与夹渣(4)(4)裂纹裂纹(5)(5)冷隔和浇不足冷隔和浇不足(6)(6)熔敷不良产生的缺陷熔敷不良产生的缺陷(7)(7)白点白点(发裂发裂)(8)(8)鼠尾鼠尾(9)(9)偏析偏析4第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院二、锻件中常见的缺陷现象二、锻件中常见的缺陷现象 (1)(1)夹砂和夹渣夹砂和夹渣 (2)(2)缩孔和疏松缩孔和疏松 (3)(3)金属和非金属夹杂物金属和非金属夹杂物 (4)(4)龟裂龟裂 (5)(5)过热过热 (6)(6)过烧过烧 (7)(7)烧裂烧裂 (8)(8)折叠折叠 (9)(9)白点白点5第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院三、型材中常见的缺陷现象三、型材中常见的缺陷现象1 1钢板中常见的缺陷现象钢板中常见的缺陷现象(1)(1)分层与夹杂物分层与夹杂物(2)(2)裂纹裂纹(3)(3)皮下气孔皮下气孔(4)(4)表面缺陷表面缺陷2 2棒钢中常见的缺陷现象棒钢中常见的缺陷现象(1)(1)裂纹裂纹(2)(2)夹杂夹杂(3)(3)表面缺陷表面缺陷 6第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院3 3钢管中常见的缺陷现象钢管中常见的缺陷现象(1)(1)外壁折叠外壁折叠(2)(2)外壁划痕外壁划痕(3)(3)横向裂纹横向裂纹(4)(4)纵向裂纹纵向裂纹7第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院四、焊缝中常见的缺陷现象四、焊缝中常见的缺陷现象(1)(1)裂纹裂纹(2)(2)未焊透未焊透(3)(3)未熔合未熔合(4)(4)夹渣夹渣(5)(5)夹杂夹杂(6)(6)气孔气孔(7)(7)咬边咬边(8)(8)白点白点8第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院五、使用与维修过程中常见的缺陷现象五、使用与维修过程中常见的缺陷现象 (1)(1)裂纹裂纹 (2)(2)摩擦腐蚀摩擦腐蚀 (3)(3)气蚀气蚀9第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院第二节第二节 超声波检测超声波检测 一、超声波检测的物理基础一、超声波检测的物理基础 超声波检测就是先用发射探头向被检物内超声波检测就是先用发射探头向被检物内部发射超声波，用接收探头接收从缺陷处反部发射超声波，用接收探头接收从缺陷处反射回来射回来(反射法反射法)或穿过被检工件后或穿过被检工件后(穿透法穿透法)的超声波，并将其在显示仪表上显示出来，的超声波，并将其在显示仪表上显示出来，通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰减情况，即可获得物体内部减情况，即可获得物体内部有无缺陷以及缺有无缺陷以及缺陷的位置、大小及其性质陷的位置、大小及其性质等方面的信息。等方面的信息。10第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院工厂超声波探伤仪工厂超声波探伤仪11第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(一一)超声波基础超声波基础1 1超声波的定义超声波的定义 超声波是一种依靠弹性介质中的质点而超声波是一种依靠弹性介质中的质点而传播的机械振动，即机械弹性波。因其频率传播的机械振动，即机械弹性波。因其频率超过人耳所能听见的声频段超过人耳所能听见的声频段(16Hz20kHz)而得名超声波。无损检测用的超声波频率范而得名超声波。无损检测用的超声波频率范围为围为0.225MHz，其中最常用的频段为，其中最常用的频段为0.510MHz。12第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 超声波的特性：超声波的特性：(1)(1)指向性好指向性好 (2)(2)穿透能力强穿透能力强 (3)(3)能量高能量高13第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2 2超声波的分类超声波的分类(1)(1)按质点振动方向分按质点振动方向分 根据波动传播时介质质点的振动方向与波根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向的相互关系的不同，可将超声波的传播方向的相互关系的不同，可将超声波分为分为纵波纵波、横波横波、表面波表面波和和板波板波等。这是超等。这是超声检测中最常见的分类方法。声检测中最常见的分类方法。14第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 纵波纵波 介质质点的振动方向与波的传播方向相介质质点的振动方向与波的传播方向相同的波称作纵波，常用同的波称作纵波，常用L表示。表示。纵波是当弹纵波是当弹性介质的质点受到交变的拉压应力作用时产性介质的质点受到交变的拉压应力作用时产生的，故又称压缩波或疏密波。生的，故又称压缩波或疏密波。纵波可在任纵波可在任何弹性介质何弹性介质(固体、液体和气体固体、液体和气体)中传播中传播。15第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 横波横波 介质质点的振动方向与波的传播方向互介质质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波称作横波，常用相垂直的波称作横波，常用S或或T表示。当介表示。当介质质点受到交变剪切应力作用时，会产生剪质质点受到交变剪切应力作用时，会产生剪切变形，形成横波，故横波又称为切变波。切变形，形成横波，故横波又称为切变波。横横波只能在波只能在固体介质固体介质中传播。中传播。16第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 表面波（瑞利波）表面波（瑞利波）介质表面在受到交变应力作用时产生的沿介质表面在受到交变应力作用时产生的沿介质表面传播的波，称为表面波，常用介质表面传播的波，称为表面波，常用R表表示。示。17第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 表面波只能在固体表面传播、表面波的能量随距表面深度的增加而迅速减弱。当传播深度超过两倍波长时，其振幅降至最大振幅的0.37倍。因此，通常认为，表面波检测只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。18第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 板波板波 在厚度与波长相当的弹性薄板中传播的波称作板在厚度与波长相当的弹性薄板中传播的波称作板波。广义上的板波也包括在圆棒、方管和管材中传波。广义上的板波也包括在圆棒、方管和管材中传播的波，但通常所说的都是指狭义上的板波即兰姆播的波，但通常所说的都是指狭义上的板波即兰姆波。波。19第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院（2 2）按照持续时间的长短分）按照持续时间的长短分 连续波连续波 脉冲波脉冲波 图图7-1 7-1 连续波和脉冲波连续波和脉冲波(a)(a)连续波；连续波；(b)(b)脉冲波脉冲波 20第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 波阵面波阵面，是指同一时刻介质中振动相位相，是指同一时刻介质中振动相位相同的所有质点所联成的面；而同的所有质点所联成的面；而波前波前则是指某则是指某一时刻波动所到达的空间各点所联成的面；一时刻波动所到达的空间各点所联成的面；波线波线则是波的传播方向线。则是波的传播方向线。21第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)按波形分按波形分 所谓所谓波形波形，即波阵面的形状。根据波形的，即波阵面的形状。根据波形的不同，通常把不同波源发出的波分为不同，通常把不同波源发出的波分为平面平面波、柱面波和球面波波、柱面波和球面波。22第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 平面波平面波 平面波的波阵面为相互平行的平面，其波平面波的波阵面为相互平行的平面，其波源为一平面。平面波的波动方程为：源为一平面。平面波的波动方程为：23第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 柱面波柱面波 波阵面为同轴圆柱的波称为柱面波。柱面波阵面为同轴圆柱的波称为柱面波。柱面波的波源为一条线。其波动方程为：波的波源为一条线。其波动方程为：24第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 球面波球面波 波阵面为同心球面的波称为球面波，波阵面为同心球面的波称为球面波，其波源为一点。球面波的波动方程为：其波源为一点。球面波的波动方程为：25第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院3 3超声场及其特征参数超声场及其特征参数 充满超声波的空间或超声振动所涉及的介充满超声波的空间或超声振动所涉及的介质部分称为质部分称为超声场超声场。描述超声场的主要特征参数有描述超声场的主要特征参数有声压声压、声声强强、声阻抗声阻抗和和波束指向性波束指向性及及半扩散角半扩散角等。等。26第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(1)(1)声压声压 超声场中某一点在某瞬时所具有的压强超声场中某一点在某瞬时所具有的压强p1与该与该点没有超声波存在时的静压压强点没有超声波存在时的静压压强p0之差称作该点之差称作该点的声压，记做的声压，记做p，单位为帕斯卡，单位为帕斯卡(Pa)。27第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)声强声强 单位时间内垂直通过单位面积的声能称作声强，单位时间内垂直通过单位面积的声能称作声强，记做记做I，常用单位是，常用单位是W/cm2。28第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)声阻抗声阻抗 介质中某处的介质中某处的声压与该处质点的振动速度声压与该处质点的振动速度之比之比称作声阻抗，常用称作声阻抗，常用Z表示，单位为表示，单位为g/cm2s或或kg/cm2s。声阻抗等于介质密度。声阻抗等于介质密度与与声速声速c的乘积，即的乘积，即Z=c。29第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(4)(4)波束指向性及半扩散角波束指向性及半扩散角 超声波探头定向辐射超声波的性质称为波超声波探头定向辐射超声波的性质称为波束指向性。波束指向性的优劣常用半扩散角束指向性。波束指向性的优劣常用半扩散角来表示。半扩散角来表示。半扩散角是指超声波定向辐射是指超声波定向辐射的半锥角即波束轴线与边缘之间的夹角。的半锥角即波束轴线与边缘之间的夹角。30第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院（二）超声波的传播特性（二）超声波的传播特性1.1.超声波的叠加、干涉和衍射超声波的叠加、干涉和衍射 （1 1）波的叠加原理）波的叠加原理 （2 2）波的干涉）波的干涉 （3 3）波的衍射）波的衍射 波在传播过程中遇到障碍物时波在传播过程中遇到障碍物时能绕过其边缘，并继续前进的现象称为波的衍射或能绕过其边缘，并继续前进的现象称为波的衍射或绕射。绕射。31第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 超声波在传播过程中遇到障碍物时，一方面产生反射和折射，另一方面产生绕射。绕射本领的大小取决于障碍物尺寸Df和波长的相对大小，即：当Df 时，几乎只绕射而无反射；当Df 时，几乎只反射而无绕射；当Df 时，则既反射又绕射。绕射使反射回波减弱，因此一般认为超声波检测所能探测到的最小缺陷尺为 2。32第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2.2.超声波的反射、衍射和波型转换超声波的反射、衍射和波型转换（1 1）超声波垂直入射时的反射和透射）超声波垂直入射时的反射和透射声压反射率声压反射率声压透射率声压透射率33第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院声强反射率声强反射率声强透射率声强透射率 超声波垂直入射到平界面上时，声压或声强的分配比例仅与界面两侧介质的声阻抗有关。34第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院几种常见界面上的声压、声强反射和透射情况。几种常见界面上的声压、声强反射和透射情况。当当ZlZ2时，如钢时，如钢/空气界面。计算可得：空气界面。计算可得：r1；t0；R1；T0。35第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 当时当时Z1Z2时，时，r0；t1。如钢的淬火部分与。如钢的淬火部分与非淬火部分及普通碳素钢焊缝的母材与焊接金属之间的非淬火部分及普通碳素钢焊缝的母材与焊接金属之间的声阻抗相差很小，一般约为声阻抗相差很小，一般约为1。36第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 超声波垂直入射到某界面时的声强反射超声波垂直入射到某界面时的声强反射率与从何种介质入射无关。率与从何种介质入射无关。37第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)超声波倾斜入射时的反射、折射和波型转超声波倾斜入射时的反射、折射和波型转换换波型转换波型转换 当超声波倾斜入射到异质界面时，除产当超声波倾斜入射到异质界面时，除产生与入射波同类型的反射波和折射波之外，生与入射波同类型的反射波和折射波之外，还会产生与入射波不同类型的反射波和折射还会产生与入射波不同类型的反射波和折射波，这种现象称为波型转换。波，这种现象称为波型转换。38第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院反射、折射定律反射、折射定律39第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院对于纵波入射的固对于纵波入射的固/固界面固界面40第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院对于横波入射的固对于横波入射的固/固界面固界面41第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 在钢中，纵波传播速度为横波速度的在钢中，纵波传播速度为横波速度的1.8倍，表面波传播速度为横波的倍，表面波传播速度为横波的0.9倍。倍。42第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院临界角临界角 临界角描述了超声波倾斜入射到单一平临界角描述了超声波倾斜入射到单一平界面时的某种极限传播特性，与界面两侧介界面时的某种极限传播特性，与界面两侧介质的声学特性有关。质的声学特性有关。(a)(a)第一临界角第一临界角 使纵波的折射角使纵波的折射角L L9090时时的纵波入射角度的纵波入射角度L L的称为第一临的称为第一临界角，记为界角，记为。43第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(b)(b)第二临界角第二临界角 使横波的折射角使横波的折射角S S9090时时的纵波入射角度的纵波入射角度L L的称为第二临的称为第二临界角，记为界角，记为。44第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(c)(c)第三临界角第三临界角 使纵波的反射角使纵波的反射角L L9090时时的横波入射角度的横波入射角度S S的称为第三的称为第三临界角，记为临界角，记为 。45第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院由上述临界角的物理意义可知：由上述临界角的物理意义可知：当当L L=时，第二介质中只存在有时，第二介质中只存在有折射横波而没有折射纵波，这就是常用折射横波而没有折射纵波，这就是常用横波横波探头的设计依据探头的设计依据；当当L L 时，第二介质中既无折射纵波时，第二介质中既无折射纵波又无折射横波，但在第二介质表面形成表面又无折射横波，但在第二介质表面形成表面波，这就是常用波，这就是常用表面波探头的设计依据。表面波探头的设计依据。46第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院超声波的传播速度超声波的传播速度 超声波的传播速度与介质的弹性模量和介超声波的传播速度与介质的弹性模量和介质的密度有关，对一定的介质，弹性横量和质的密度有关，对一定的介质，弹性横量和密度为常数，故波速为常数。不同的介质，密度为常数，故波速为常数。不同的介质，有不同的波速。超声波波型不同时，介质弹有不同的波速。超声波波型不同时，介质弹性变形型式不同，声速也不一样。因此超声性变形型式不同，声速也不一样。因此超声波在介质中的传播速度是表征介质声学特性波在介质中的传播速度是表征介质声学特性的重要参数。的重要参数。47第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院在无限大的固体介质中，纵波声速为：在无限大的固体介质中，纵波声速为：在无限大的固体介质中，横波声速为：在无限大的固体介质中，横波声速为：在无限大的固体介质中，表面波声速为：在无限大的固体介质中，表面波声速为：细长棒中纵波声速为：细长棒中纵波声速为：式中式中 E介质的弹性模显；介质的弹性模显；G介质的剪切弹性模量；介质的剪切弹性模量；介质的密度；介质的密度；介质的泊松比。介质的泊松比。48第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 在钢中，纵波传播速度为横波速度的在钢中，纵波传播速度为横波速度的1.8倍，表面波传播速度为横波的倍，表面波传播速度为横波的0.9倍。倍。49第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院50第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院3 3超声波的衰减超声波的衰减 超声波在介质中传播时，随着传播距离的超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超增加，超声波的能量逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。声波的衰减。(1)(1)衰减的原因衰减的原因 扩散衰减扩散衰减 散射衰减散射衰减 吸收衰减吸收衰减51第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)衰减的表示方法衰减的表示方法 用底波多次反射的次数来表示超声波的衰减。这用底波多次反射的次数来表示超声波的衰减。这种表示方法仅能粗略地比较声波在不同材料中的衰种表示方法仅能粗略地比较声波在不同材料中的衰减程度，也就是对同样厚度的不同材料在同样的仪减程度，也就是对同样厚度的不同材料在同样的仪器灵敏度下，观察它们的底面反射波器灵敏度下，观察它们的底面反射波(底波底波)的次的次数，底波次数多的材料，说明声波在该材料中衰减数，底波次数多的材料，说明声波在该材料中衰减少；底波次数少，则声波衰减比较严重。少；底波次数少，则声波衰减比较严重。52第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)衰减的定量表示方法衰减的定量表示方法 对于平面波，其声压衰减规律为：对于平面波，其声压衰减规律为：53第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)衰减的定量表示方法衰减的定量表示方法 对于平面波，其声强衰减规律为：对于平面波，其声强衰减规律为：54第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院二、超声波检测设备二、超声波检测设备 穿过固体的超声波可用来测量整个固体体积内穿过固体的超声波可用来测量整个固体体积内的材料性能及其变化。的材料性能及其变化。超声波在材料中传播时若遇到不连续性超声波在材料中传播时若遇到不连续性(裂纹、裂纹、夹杂、气孔、脱溶物、晶界、中间相边界、空洞及夹杂、气孔、脱溶物、晶界、中间相边界、空洞及错位等错位等)，就会发生能量衰减。通过测量这种能量衰，就会发生能量衰减。通过测量这种能量衰减，可以测定出材料的不连续性。减，可以测定出材料的不连续性。55第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院超声检测的优点主要体现在以下几方面：超声检测的优点主要体现在以下几方面：通用性：通用性：超声方法可检测的尺寸和几何形状范围很广，大超声方法可检测的尺寸和几何形状范围很广，大多数无孔有弹性的材料多数无孔有弹性的材料(钢、铝、钛、镁和陶瓷等钢、铝、钛、镁和陶瓷等)都可以被穿透。都可以被穿透。灵敏度和指向性：灵敏度和指向性：使用高频窄声束，可以检测和定位极小的不连续使用高频窄声束，可以检测和定位极小的不连续性；可以检出厚度几乎为零的盘状不连续性和裂性；可以检出厚度几乎为零的盘状不连续性和裂纹；对厚的试件，定位深度可以精确到毫米；探纹；对厚的试件，定位深度可以精确到毫米；探头斜射法几乎可使波束指向试件的任何部位。头斜射法几乎可使波束指向试件的任何部位。方便性：方便性：超声检测对于操作人员或周围人员无害，可以用超声检测对于操作人员或周围人员无害，可以用于车间、实验室、仓库或野外现场检测。于车间、实验室、仓库或野外现场检测。56第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 超声波检测设备是从事超声检测的工具，通常指超声波检测设备是从事超声检测的工具，通常指超声波检测仪超声波检测仪和和超声波探头超声波探头。(一一)超声波检测仪超声波检测仪 超声波检测仪的作用是产生电振荡并加于探头，超声波检测仪的作用是产生电振荡并加于探头，使之发射超声波，同时，还将探头送回的电信号进使之发射超声波，同时，还将探头送回的电信号进行滤波、检波和放大等，并以一定的方式将检测结行滤波、检波和放大等，并以一定的方式将检测结果显示出来，人们以此获得被检工件内部有无缺陷果显示出来，人们以此获得被检工件内部有无缺陷以及缺陷的位置、大小和性质等方面的信息。以及缺陷的位置、大小和性质等方面的信息。57第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院1 1超声波检测仪及其分类超声波检测仪及其分类(1)(1)按超声波的连续性分按超声波的连续性分 脉冲波检测仪脉冲波检测仪 这种仪器通过向工件周期性地发射不连续且频这种仪器通过向工件周期性地发射不连续且频率固定的超声波，根据超声波的传播时间及幅度来率固定的超声波，根据超声波的传播时间及幅度来判断工件中缺陷的有无、位置、大小及性质等信判断工件中缺陷的有无、位置、大小及性质等信息，这是目前使用最为广泛的一类超声波检测仪。息，这是目前使用最为广泛的一类超声波检测仪。连续波检测仪连续波检测仪 调频波检测仪调频波检测仪58第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)按缺陷显示的方式分按缺陷显示的方式分可将超声波检测仪分为可将超声波检测仪分为A型、型、B型和型和C型等三种类型。型等三种类型。A型显示检测仪型显示检测仪 A型型显示是一种波形显示，检测仪示波屏的横坐标显示是一种波形显示，检测仪示波屏的横坐标代表声波的传播时间代表声波的传播时间(或距离或距离)，纵坐标代表反射波的，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷的位置，而由反幅度。由反射波的位置可以确定缺陷的位置，而由反射波的波高则可估计缺陷的性质和大小。射波的波高则可估计缺陷的性质和大小。59第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院B型显示检测仪型显示检测仪 B型显示是一种图像显示，检测仪示波屏的横型显示是一种图像显示，检测仪示波屏的横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹，坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹，纵坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间纵坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间(或距离或距离)，因而可直观地显示出被探工件任，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。一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。60第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 C型显示检测仪型显示检测仪 C型显示也是一种图像显示，检测仪示波屏的横型显示也是一种图像显示，检测仪示波屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件坐标和纵坐标都是靠机械扫描来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，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，示波屏上便显示因而当探头在工件表面移动时，示波屏上便显示出工件内部缺陷的平面图像出工件内部缺陷的平面图像(顶视图顶视图)，但不能显，但不能显示缺陷的深度。示缺陷的深度。61第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2 2A型显示脉冲反射式超声波检测仪型显示脉冲反射式超声波检测仪 (1)(1)仪器构造原理仪器构造原理 A型显示脉冲反射式检测仪主要由同步电路、型显示脉冲反射式检测仪主要由同步电路、时基电路时基电路(扫描电路扫描电路)、发射电路、接收电路、显、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路等几部分组成。示电路和电源电路等几部分组成。62第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)主要性能指标主要性能指标 水平线性水平线性 也称时基线性或扫描线性，是表征检也称时基线性或扫描线性，是表征检测仪水平扫描线扫描速度的均匀程度，亦即扫描线上测仪水平扫描线扫描速度的均匀程度，亦即扫描线上显示的反射波距离与反射体距离成正比的程度的性能显示的反射波距离与反射体距离成正比的程度的性能指标。水平线性的好坏影响对缺陷的定位。指标。水平线性的好坏影响对缺陷的定位。垂直线性垂直线性 也称放大线性，它是描述检测仪示也称放大线性，它是描述检测仪示波屏上反射波高度与接收信号电压成正比关系的程波屏上反射波高度与接收信号电压成正比关系的程度。垂直线性影响对缺陷的定量分析。度。垂直线性影响对缺陷的定量分析。动态范围动态范围 是检测仪示波屏上反射波高度从满是检测仪示波屏上反射波高度从满幅降至消失时仪器衰减器的变化范围。动态范围大，幅降至消失时仪器衰减器的变化范围。动态范围大，对小缺陷的检出能力强。对小缺陷的检出能力强。63第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)脉冲反射式超声波检测仪的性能特点脉冲反射式超声波检测仪的性能特点 在被检工件的一个面上，用单探头脉冲反射法即在被检工件的一个面上，用单探头脉冲反射法即可检测，这对于诸如容器、管道等一些很难在双面放可检测，这对于诸如容器、管道等一些很难在双面放置探头进行检测的场合，更显示出明显的优越性；置探头进行检测的场合，更显示出明显的优越性；可以准确地确定缺陷的深度；可以准确地确定缺陷的深度；灵敏度远高于其他方法；灵敏度远高于其他方法；可以同时探测到不同深度的多个缺陷，分别对它可以同时探测到不同深度的多个缺陷，分别对它们进行定位、定量和定性；们进行定位、定量和定性；适用范围广，用一台检测仪可进行纵波、横波、适用范围广，用一台检测仪可进行纵波、横波、表面波和板波检测，而且适用于探测很多种工件，不表面波和板波检测，而且适用于探测很多种工件，不仅可以检测，而且还可用于测厚、测声速和测量衰减仅可以检测，而且还可用于测厚、测声速和测量衰减等。等。64第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(二二)超声波探头超声波探头 探头的功能就是将电能转换为超声能探头的功能就是将电能转换为超声能(发发射探头射探头)和将超声能转换为电能和将超声能转换为电能(接收探头接收探头)。超声波检测用的探头多为压电型，其作用原超声波检测用的探头多为压电型，其作用原理为压电晶体在高频电振荡的激励下产生高理为压电晶体在高频电振荡的激励下产生高频机械振动，并发射超声波频机械振动，并发射超声波(发射探头发射探头)；或；或在超声波的作用下产生机械变形，并因此产在超声波的作用下产生机械变形，并因此产生电荷生电荷(接收探头接收探头)。65第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院1 1探头的种类探头的种类 (1)(1)按波型分按波型分 将超声波探头分为纵波探头、横波探头、将超声波探头分为纵波探头、横波探头、板波板波(兰姆波兰姆波)探头和表面波探头等四种类型。探头和表面波探头等四种类型。66第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)按入射声束方向分：按入射声束方向分：可分为可分为直探头直探头和和斜探头斜探头两大类。两大类。67第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)按耦合方式分：按耦合方式分：直接接触式探头直接接触式探头(探头通过薄层耦合剂与被探头通过薄层耦合剂与被探工件表面直接接触探工件表面直接接触)和和液浸式探头液浸式探头(探头与被探头与被探工件表面之间有一定厚度的液层探工件表面之间有一定厚度的液层)。68第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(4)(4)按晶片数目分：按晶片数目分：单晶片探头单晶片探头、双晶片探头双晶片探头和和多晶片探头多晶片探头等几等几种。种。69第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(5)(5)按声束形状分：按声束形状分：可分为可分为聚焦探头聚焦探头和和非聚焦探头非聚焦探头两大类。两大类。70第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(6)(6)按频带分：按频带分：可分为可分为宽频带探头宽频带探头和和窄频带探头窄频带探头。71第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(7)(7)按使用环境分：按使用环境分：常规探头常规探头(通用目的通用目的)和和特殊用途探头特殊用途探头(如机如机械扫描切换探头、电子扫描阵列探头、高温探械扫描切换探头、电子扫描阵列探头、高温探头、瓷瓶检测专用扁平探头等头、瓷瓶检测专用扁平探头等)。72第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2 2探头的结构探头的结构 超声波检测中常用的探头主要有超声波检测中常用的探头主要有直探头、直探头、斜探头、表面波探头、双晶片探头、水浸探斜探头、表面波探头、双晶片探头、水浸探头头和和聚焦探头聚焦探头等等73第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(1)(1)直探头直探头 直探头用来发射和接收纵波；其典型结构直探头用来发射和接收纵波；其典型结构如图所示。如图所示。74第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)斜探头斜探头 利用透声楔块使声束倾斜于工件表面射入工件的利用透声楔块使声束倾斜于工件表面射入工件的探头称为斜探头。通常所说的斜探头是指横波斜探探头称为斜探头。通常所说的斜探头是指横波斜探头，其典型结构如图所示。头，其典型结构如图所示。75第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院横波斜探头的标称方式有如下三种：横波斜探头的标称方式有如下三种：以（纵波）入射角标称，常用的入射角有以（纵波）入射角标称，常用的入射角有30、45、50和和55；以钢中的横波折射角标称，常用的折射角有以钢中的横波折射角标称，常用的折射角有40、45、50、60、70等；等；以钢中折射角的正切值以钢中折射角的正切值(K值值)标称，常用的标称，常用的K值探值探头有头有K1、K1.5、K2、K2.5和和K3。76第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)表面波探头表面波探头表面波探头是斜探头的一个特例。当斜探表面波探头是斜探头的一个特例。当斜探头入射角等于第二临界角时，由波型转换头入射角等于第二临界角时，由波型转换得到沿被测材料表面传播的表面波，这种得到沿被测材料表面传播的表面波，这种斜探头称为表面波探头。斜探头称为表面波探头。77第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(4)(4)双晶片探头双晶片探头 双晶片探头又称联合双探头或分割式双晶片探头又称联合双探头或分割式TR探探头。其典型结构如图所示。头。其典型结构如图所示。78第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院3 3探头与仪器的组合性能探头与仪器的组合性能 探头与仪器的组合性能主要有信噪比、灵敏度余探头与仪器的组合性能主要有信噪比、灵敏度余量、始波宽度、盲区大小和分辨力等。量、始波宽度、盲区大小和分辨力等。(1)(1)信噪比信噪比 是指界面反射波幅与最大杂波幅度之比，要求愈是指界面反射波幅与最大杂波幅度之比，要求愈大愈好。大愈好。(2)(2)灵敏度余量灵敏度余量 灵敏度余量也称综合灵敏度或组合灵敏度。它是灵敏度余量也称综合灵敏度或组合灵敏度。它是指探测一定深度和尺寸的反射体时，当其反射波波指探测一定深度和尺寸的反射体时，当其反射波波幅被调节到检测仪示波屏指定高度时，检测仪所剩幅被调节到检测仪示波屏指定高度时，检测仪所剩余的放大能力，以此时的衰减器读数余的放大能力，以此时的衰减器读数(dB)(dB)表示。表示。79第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)始波宽度始波宽度 始波宽度也称始脉冲宽度，它是指发射脉冲的持始波宽度也称始脉冲宽度，它是指发射脉冲的持续时间，以一定灵敏度条件下示波屏水平续时间，以一定灵敏度条件下示波屏水平“0 0”刻度至刻度至始波后沿与垂直线始波后沿与垂直线2020线交点间的水平距离所相当线交点间的水平距离所相当的超声波传播距离表示。的超声波传播距离表示。(4)(4)盲区盲区 盲区是探测面附近不能探测缺陷的区域，以探测盲区是探测面附近不能探测缺陷的区域，以探测面到所能探出缺陷的最小距离表示，要求愈小愈好。面到所能探出缺陷的最小距离表示，要求愈小愈好。(5)(5)分辨力分辨力 分辨力是指在声束作用范围内，在检测仪示波屏上分辨力是指在声束作用范围内，在检测仪示波屏上能够把两个相邻缺陷作为两个反射信号区别开来的能能够把两个相邻缺陷作为两个反射信号区别开来的能力，力，分为纵向分辨力和横向分辨力分为纵向分辨力和横向分辨力80第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 (三三)试块试块 按一定的用途设计制作的具有简单形状人工反按一定的用途设计制作的具有简单形状人工反射体的试件称为试块。射体的试件称为试块。在无损检测技术中，常常采用与已知量相比较在无损检测技术中，常常采用与已知量相比较的办法来确定被检物的状况。超声检测中是以试的办法来确定被检物的状况。超声检测中是以试块作为比较的依据。试块上有各种己知的特征，块作为比较的依据。试块上有各种己知的特征，例如它具有特定的尺寸，以造成固定的声学特性；例如它具有特定的尺寸，以造成固定的声学特性；或者它带有某一尺寸的平底孔、凹槽、狭缝等。或者它带有某一尺寸的平底孔、凹槽、狭缝等。由于超声波探伤仪面板上各旋钮的位置往往不能由于超声波探伤仪面板上各旋钮的位置往往不能定量地记录探伤灵敏度及其它有关的测试条件，定量地记录探伤灵敏度及其它有关的测试条件，这样就给定量测定以及以后的验证、复查带来困这样就给定量测定以及以后的验证、复查带来困难，所以用试块作为参考依据就成了超声波探伤难，所以用试块作为参考依据就成了超声波探伤技术的一个特点。技术的一个特点。81第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院1.1.试块的用途试块的用途(1)(1)确定合适的检测方法确定合适的检测方法 有时在探伤之有时在探伤之前，我们就预先知道或大概地知道缺陷可能前，我们就预先知道或大概地知道缺陷可能发生在什么部位；也有时仅仅需要探测某一发生在什么部位；也有时仅仅需要探测某一部位有无缺陷。我们可以应用在某个部位带部位有无缺陷。我们可以应用在某个部位带有某种人工缺陷（平底孔、凹槽等有某种人工缺陷（平底孔、凹槽等)的试块来的试块来摸索合适的探伤方法。一般来说，在这样的摸索合适的探伤方法。一般来说，在这样的试块上摸索到的规律，也适用于与试块材试块上摸索到的规律，也适用于与试块材质、尺寸相同的工件。质、尺寸相同的工件。82第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)确定和校验检测灵敏度确定和校验检测灵敏度 大多数探伤仪大多数探伤仪都有较大的灵敏度调整范围，以便能够探测都有较大的灵敏度调整范围，以便能够探测不同种类、不同厚度的工件。在每次探伤时不同种类、不同厚度的工件。在每次探伤时使用的灵敏度各不相同。为了确定探伤时所使用的灵敏度各不相同。为了确定探伤时所采用的灵敏度，就需要使用试块，这种试块采用的灵敏度，就需要使用试块，这种试块带有各种人工缺陷。用人工缺陷波波高表示带有各种人工缺陷。用人工缺陷波波高表示探伤灵敏度，这是最常用的一种定量地表示探伤灵敏度，这是最常用的一种定量地表示灵敏度的方法。灵敏度的方法。83第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)测试和校验仪器和探头的性能；测试和校验仪器和探头的性能；可以用电子仪器来测试超声波探伤仪的性可以用电子仪器来测试超声波探伤仪的性能，但是对于使用者来说，往往不具备这种能，但是对于使用者来说，往往不具备这种测试手段。因此，为了方便起见，人们常采测试手段。因此，为了方便起见，人们常采用试块来校验仪器和测试探头性能。用试块来校验仪器和测试探头性能。84第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(4)(4)调节探测范围，确定缺陷位置；调节探测范围，确定缺陷位置；(5)(5)评价缺陷大小，对被探测工件评级和判评价缺陷大小，对被探测工件评级和判 废；废；(6)(6)测量材质衰减和确定耦合补偿等。测量材质衰减和确定耦合补偿等。85第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2.2.试块的种类试块的种类 超声波检测中使用的试块通常分为超声波检测中使用的试块通常分为标准标准试块试块和和对比试块（对比试块（参考试块参考试块）两大类。两大类。标准试块主要用于测试和校验检测仪和探标准试块主要用于测试和校验检测仪和探头的性能，也可用用于调整探测范围和确定头的性能，也可用用于调整探测范围和确定检测灵敏度。检测灵敏度。参考试块主要用于调整探测范围、确定检参考试块主要用于调整探测范围、确定检测灵敏度、评价缺陷大小和对工件进行评级测灵敏度、评价缺陷大小和对工件进行评级判废等。判废等。86第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院87第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院88第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(四四)耦合剂耦合剂 在超声波检测中，耦合剂的作用主要是排除探头在超声波检测中，耦合剂的作用主要是排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传入工与工件表面之间的空气，使超声波能有效地传入工件，以便检测。件，以便检测。89第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院三、超声波检测方法三、超声波检测方法(一一)超声波检测方法概述超声波检测方法概述1 1超声波检测方法的分类超声波检测方法的分类 按检测原理不同：脉冲反射法、穿透法和共振法按检测原理不同：脉冲反射法、穿透法和共振法等；等；按超声波的波形不同：纵波法、横波法、表面波按超声波的波形不同：纵波法、横波法、表面波法和板波法等；法和板波法等；按探头的数目的多少：单探头法、双探头法和多按探头的数目的多少：单探头法、双探头法和多探头法等；探头法等；按探头与试件的耦合方式的不同，可分为直接接按探头与试件的耦合方式的不同，可分为直接接触法和液浸法两大类等。触法和液浸法两大类等。90第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院超声波检测按原理的分类情况超声波检测按原理的分类情况(1)(1)脉冲反射法脉冲反射法 超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检试件内，根据反射波束检测试件内有无缺陷试件内，根据反射波束检测试件内有无缺陷的方法称为脉冲反射法。的方法称为脉冲反射法。根据判断缺陷情况的回波性质的不同，根据判断缺陷情况的回波性质的不同，脉冲反射法又可进一步分为脉冲反射法又可进一步分为缺陷回波法缺陷回波法、底底面回波高度法面回波高度法和和底面多次回波法底面多次回波法等三种。等三种。91第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院缺陷回波法缺陷回波法 缺陷回波法是最基本的脉冲反射法。缺陷回波法是最基本的脉冲反射法。92第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院底面回波高度法底面回波高度法 当试件的材质和厚度不变时，底面回波高当试件的材质和厚度不变时，底面回波高度应是基本不变的；如果试件中有缺陷，则度应是基本不变的；如果试件中有缺陷，则底面回波高度会下降甚至消失。底面回波高度会下降甚至消失。93第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院底面多次回波法底面多次回波法 底面多次回波法主要用于厚度不大、形状简单、底面多次回波法主要用于厚度不大、形状简单、探测面与底面平行的试件检测。探测面与底面平行的试件检测。94第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)穿透法穿透法 依据超声波依据超声波(连续波或脉冲波连续波或脉冲波)穿透试件之穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。95第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3)(3)共振法共振法 根据试件的共振特性来判断缺陷情况的方根据试件的共振特性来判断缺陷情况的方法称为共振法。法称为共振法。原理：若频率可调的连续超声波在被检试原理：若频率可调的连续超声波在被检试件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，则由于入射波和反射波的相位的整数倍时，则由于入射波和反射波的相位相同而引起共振，因而仪器可显示出共振频相同而引起共振，因而仪器可显示出共振频率点。试件的厚度由下式计算而得：率点。试件的厚度由下式计算而得：96第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院97第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2.2.探测条件的选择探测条件的选择 探测条件的选择一般是指仪器、探头和探测条件的选择一般是指仪器、探头和扫查方式等方面的选择。扫查方式等方面的选择。98第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(1)(1)检测仪的选择检测仪的选择 定位要求高时，应选择水平线性好的仪器；定位要求高时，应选择水平线性好的仪器；定量要求高时，应选择垂直线性好、衰减器定量要求高时，应选择垂直线性好、衰减器精度高的仪器；精度高的仪器；大型零件的检测应选择灵敏度余量高、信噪大型零件的检测应选择灵敏度余量高、信噪比高和功率大的仪器；比高和功率大的仪器；为了有效地发现近表面缺陷和区分相邻缺为了有效地发现近表面缺陷和区分相邻缺陷，应选择盲区小、分辨力高的仪器；陷，应选择盲区小、分辨力高的仪器；室外现场检测，应选择重量轻、示波屏亮度室外现场检测，应选择重量轻、示波屏亮度好、抗干扰能力强的便携式仪器。好、抗干扰能力强的便携式仪器。99第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)探头的选择探头的选择 探头型式的选择探头型式的选择 一般应根据工件的形状和可能出现缺陷的部一般应根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等来选择探头的型式，使声束轴线尽量与位、方向等来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。缺陷垂直。直探头只能发射和接收纵波，波束轴线垂直于探直探头只能发射和接收纵波，波束轴线垂直于探测面，故主要用于探测与探测面平行的缺陷。测面，故主要用于探测与探测面平行的缺陷。斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷。的缺陷。表面波探头主要用于探测工件表面的缺陷，双晶表面波探头主要用于探测工件表面的缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷，聚焦探头用于液浸探头用于探测工件近表面缺陷，聚焦探头用于液浸法探测管材或板材。法探测管材或板材。100第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院探头频率的选择探头频率的选择 由于波的绕射而使超声波检测的最小缺由于波的绕射而使超声波检测的最小缺陷尺寸约为陷尺寸约为/2，因此，提高频率有利于发，因此，提高频率有利于发现小缺陷；频率高，脉冲宽度小，分辨力现小缺陷；频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷；频率高，波长高，有利于区分相邻缺陷；频率高，波长短，半扩散角小，声束指向性好，能量集短，半扩散角小，声束指向性好，能量集中，有利于发现并定位缺陷。中，有利于发现并定位缺陷。频率高，波长短，近场长度大，对检测不频率高，波长短，近场长度大，对检测不利；频率提高，衰减急剧增加、对检测不利；频率提高，衰减急剧增加、对检测不利。利。101第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院探头晶片尺寸的选择探头晶片尺寸的选择 晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大影响。实际扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大影响。实际检测中，检测面积范围大的工件时，为了提高检测检测中，检测面积范围大的工件时，为了提高检测效率，宜选用大晶片探头。检测厚度大的工件时，效率，宜选用大晶片探头。检测厚度大的工件时，为了有效地发现远距离缺陷，宜选用大晶片探头。为了有效地发现远距离缺陷，宜选用大晶片探头。检测小型工件时，为了提高缺陷定位、定量精度，检测小型工件时，为了提高缺陷定位、定量精度，宜选用小晶片探头。检测表面不太平整、曲率较大宜选用小晶片探头。检测表面不太平整、曲率较大的工件时，为了减少耦合损失，宜选用小晶片探的工件时，为了减少耦合损失，宜选用小晶片探头。头。102第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(二二)超声波检测的定位、定量与定性超声波检测的定位、定量与定性 1.1.超声波检测的定位超声波检测的定位 (1)(1)纵波直探头检测时的缺陷定位纵波直探头检测时的缺陷定位 假定仪器已按1:n调节纵波扫描速度，并由示波屏可知缺陷波前沿对应的水平刻度值为f，则缺陷至探头的垂直距离为：xinf103第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院104第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院105第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院横波斜探头检测横波斜探头检测106第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院107第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院108第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(2)(2)按声程调节扫描速度的横波斜探头检测时的缺陷按声程调节扫描速度的横波斜探头检测时的缺陷定位定位如图如图7-18(a)所示，一次波检测时，缺陷在工所示，一次波检测时，缺陷在工件中的水平距离件中的水平距离lf 和垂直距离和垂直距离df 分别为：分别为：109第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院如图如图7-18(b)7-18(b)所示，二次波检测时，缺陷在工件中所示，二次波检测时，缺陷在工件中的水平距离的水平距离lf和垂直距离和垂直距离df分别为：分别为：110第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 课堂作业课堂作业 用横波斜探头超声波仪器检测厚用横波斜探头超声波仪器检测厚4545mm的的工件，波束在工件中的折射角工件，波束在工件中的折射角6060，按，按2:32:3调调节仪器的扫描速度，显示屏中缺陷波前沿的节仪器的扫描速度，显示屏中缺陷波前沿的水平刻度值水平刻度值140140mm，求缺陷在工件中的水平求缺陷在工件中的水平距离和垂直距离。距离和垂直距离。111第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院2 2超声波检测的定量超声波检测的定量 在超声波检测中，测定缺陷的大小和数量在超声波检测中，测定缺陷的大小和数量简称定量。简称定量。112第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(1)(1)当量法当量法 当缺陷的尺寸小于声束截面时，一般采用当缺陷的尺寸小于声束截面时，一般采用当量法来确定缺陷的大小，由此而得的缺陷尺当量法来确定缺陷的大小，由此而得的缺陷尺寸称为当量尺寸。寸称为当量尺寸。113第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 在实际超声波探伤中，由于自然缺陷的形状是各在实际超声波探伤中，由于自然缺陷的形状是各种各样的，缺陷性质又不尽相同，所以目前还很难种各样的，缺陷性质又不尽相同，所以目前还很难确定缺陷的真实大小。为此，人们多采用确定缺陷的真实大小。为此，人们多采用“当量法当量法”来给缺陷定量。所谓来给缺陷定量。所谓“当量法当量法”就是与一定规则形就是与一定规则形状状的人工缺陷相比较的方法，即当所发现缺陷的波高的人工缺陷相比较的方法，即当所发现缺陷的波高与同样探测条件下一个人工缺陷的波高相等时，该与同样探测条件下一个人工缺陷的波高相等时，该人工缺陷的尺寸，即称为所发现缺陷的当量尺寸。人工缺陷的尺寸，即称为所发现缺陷的当量尺寸。114第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 常用的当量法有当量试块比较法、当量计常用的当量法有当量试块比较法、当量计算法和当量算法和当量AVG曲线法。曲线法。115第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院 AVG曲线法是描述反射体至波源的距离、反曲线法是描述反射体至波源的距离、反射信号的幅度和反射面积的当量大小三者之射信号的幅度和反射面积的当量大小三者之间相互关系的曲线，又称为距离波幅当间相互关系的曲线，又称为距离波幅当量曲线。量曲线。AVG是德文距离是德文距离(Abstand)、增益、增益(Verstarkung)和大小和大小(Gre)三者的字头，英三者的字头，英文为文为DGS曲线。曲线。116第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院117第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院118第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院(3，40)119第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院120第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院121第七章 无损检测技术 中国矿业大学机电学院122第七章 无损检测技术