超声波探伤实验报告
超声光栅测液体中的声速 实验报告
实验设计说明书题目：利用超声光栅测液体中的声速 院部：理工科基础教学部 专业班级：物理学（创新实验班）1班 学生姓名：某某某 学号：41106XXX 实验日期： 2013年5月21日
超声光栅测液体中的声速 人耳能听到的声波，其频率在16Hz 到20kHz 范围内。超过20Hz 的机械波称为超声波。光通过受超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。利用声光效应测量超声波在液体中传播速度是声光学领域具有代表性的实验。 一、实验目的 （1）学习声光学实验的设计思想及其基本的观测方法。 （2）测定超声波在液体中的传播速度。 （3）了解超声波的产生方法。 二、 仪器用具 分光计，超声光栅盒，高频振荡器，数字频率计，纳米灯。 三、 实验原理 将某些材料（如石英、铌酸锂或锆钛酸铅陶瓷等）的晶体沿一定方向切割成晶片，在其表面上加以交流电压，在交变电场作用下，晶片会产生与外加电压频率相同的机械振动，这种特性称为晶体的反压电效应。把具有反压电效应的晶片置于液体介质中，当晶片上加的交变电压频率等于晶片的固有频率时，晶片的振动会向周围介质传播出去，就得到了最强的超声波。 正文： 光声效应的发现无疑是物理学两大分支的又一次融合，利用超声光栅测量液体中的声速就是这一物理现象的应用。此次实验的仪器包括超声光栅池、超声仪、分光计、测微目镜以及光源。 由于声波是纵波，所以当超声波在液体（本实验用的是水）传播时，声波的振动会引起液体密度空间分布的周期性变化（如右图），进而导致液体的折射率亦呈周期性分布（如右图）。如果在某一时间t 0，液体密度的空间函数为： ()0s 02sin x t x π ρρρωλ??=+?- ? ?? ? ① 其中，0ρ是液体的静态密度，ρ?是密度的变化幅度，s ω是超声波的角频率，λ是超声波长，x 是超声波的传播方向，也是密度变化的空间方向；此时，折射率 的空间函数为：()0s 02sin n x n n t x πωλ? ?=+?-? ?? ?②，其中0n 为液体的静态折射率
超声波检测笔试试题(含答案)
超声波检测笔试试题(含答案)
笔试考卷 单位：姓名： 评分：日期： 一是非判断题（在每题后面括号内打“X”号表示“错误”，画“○”表示正确） （共20题，每题1.5分，共30分） 1.质点完成五次全振动所需要的时间，可以使超声波在介质中传播五个波长的距离(0) 2.超声波检测时要求声束方向与缺陷取向垂直为宜(0) 3.表面波、兰姆波是不能在液体内传播的(0) 4.纵波从第一介质倾斜入射到第二介质中产生的折射横波其折射角达到90°时的纵波入射角称为第一临界角(X) 5.吸收衰减和散射衰减是材料对超声能量衰减的主要原因(0) 6.我国商品化斜探头标称的角度是表示声轴线在任何材料中的折射角(X) 7.超声波探头的近场长度近似与晶片直径成正比,与波长成反比(0) 8.根据公式：C=λ·f 可知声速C与频率f成正比，同一波型的超声波在同一材料中传播时高频的声波传播速度比低频大(X) 9.一台垂直线性理想的超声波检测仪，在线性范围内其回波高度与探头接收到的声压成正比例(0) 10.在人工反射体平底孔、矩形槽、横孔、V形槽中，回波声压只与声程有关而与探头折射角度无关的是横孔(0) 11.用sinθ=1.22λ/D公式计算的指向角是声束边缘声压P1与声束中心声压P0之比等于0%时的指向角(0) 12.水平线性、垂直线性、动态范围属于超声波探头的性能指标(X) 13.入射点、近场长度、扩散角属于超声波检测仪的性能指标(X) 14.在超声波检测中，如果使用的探测频率过低，在探测粗晶材料时会出现林状回波（X） 15.钢板探伤中，当同时存在底波和伤波时，说明钢板中存在小于声场直径的缺陷(0)
超声实验报告
超声实验报告 超声实验 学号： 姓名： 班级： 日期： 【摘要】 超声学是一门主要研究超声的产生方法和探测技术、超声在介质中的传播规律、超声与物质的相互作用，包括在微观尺度的相互作用以及超声的众多应用的学科。本实验利用超声在介质中的传播规律测量了超声探头的延迟时间、横波在不同介质中传播的折射角和纵、横波在不同介质中的传播速度，并利用测量得到的传播速度求出了不同介质的弹性模量和泊松比。最后利用超声测距的原理模拟了超声水下勘测，了解了超声在水下勘测和医疗中的作用。 【关键词】 超声，水下勘测，弹性模量 2 一、实验背景超声的研究和发展与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关。 自1883年人类首次制成超声气哨，这一类机械型超声换能器在不断改进后至今仍广泛地应用于流体媒质的超声应用当中。 20世纪初，随着电子学的发展人们发现了一些晶体材料的压电效
应和磁致伸缩效应，1917年，法国人朗之万利用天然石英晶体制成了第一个夹心式超声换能器用来探查海底的潜艇。随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展，又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器，以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型换能器等多种超声换能器。 随着材料科学的发展，机电耦合系数高、价格低廉、性能良好的压电陶瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜等材料的出现使得产生和检测超声波的频率，由几十千赫提高到上千兆赫，波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等。超声学的一个发展方向便是不断的提高超声的频率，利用超高频超声声子来进行物质结构方面的等基础研究。 同时，近10年来随着计算机图像学的迅猛发展，超声由于其具有的对身体无创伤，机器技术门槛低，检查费用低廉等优势，超声诊断也随之发展起来，并被广泛地应用于工业机械探伤和医疗诊断方面。此外，超声洁牙器、超声洗碗机等产品也相继问世。超声技术已经越来越多地出现在我们生活的方方面面。 本实验通过学习用超声法来测量固体介质常用参数的方法，学习超声扫描成像技术的应用，来促进对超声波产生和发射的机理，以及声探头的结构及作用的了解，并通过读取超声信号的波形图锻炼读图分析的能力，激发学生在超声探测和成像应用及其信号处理方面的兴趣和思考。 二、实验原理本实验的主要器材是CSS-1超声波扫描成像仪。该
焊缝的着色渗透探伤检验
焊缝的着色渗透探伤检验 焊缝的着色渗透探伤是检验焊接接头表面缺陷的有效方法之一。与焊缝的磁粉探伤相比，它具有不局限于铁磁性材料的优点，其应用范围可扩大到奥氏体不锈钢和镍合金等非磁性材料。 着色渗透探伤过程是将含有颜料和荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在焊件受检部位表面上，利用液体的毛细管作用，使其渗入到开口的表面缺陷中。然后清除残留在表面的渗透液，等干燥后施加显像剂，将已渗入到缺陷中的渗透液吸附到表面上来而显示出缺陷痕迹。渗透探伤的缺点是只能检测开口坡的表面缺陷，而无法检测表层的埋藏缺陷。 1.着色渗透探伤方法的特点及应用范围 着色渗透探伤法还可按不同的显像过程分成干式显像法、湿式显像法和无显像剂显像法。 着色渗透探伤法可用于以下部位的检查： 1)焊前坡口切割面或加工面的检查。 2)焊缝及近缝区表面的检查。 3)焊接过程中焊道表面的检查。 4)临时装配定位拉筋板拆除后焊疤表面的检查。
2.着色渗透探伤剂的组成 焊缝渗透探伤用试剂包括渗透剂、去除剂和显像剂。 (1)渗透剂液体状态的渗透剂通常由颜料、溶剂、乳化剂和多种增强渗透性能的添加剂组成。 (2)去除剂焊缝渗透探伤用去除剂分水洗型、后乳化型和溶剂型。 水洗型去除剂的主要组分是工业用水。 后乳化型去除剂由乳化剂和水组成。乳化剂以表面活性剂为主、并附加调整粘度的溶剂。 (3)显像剂渗透探伤用显像剂分干式显像剂、湿式显像剂和快干式显像剂。 干式显像剂的组分是白色无机粉末，如氧化镁和氧化钛粉末。 湿式显像剂是显像粉末的水溶液。且溶液中显像粉末呈悬浮状态。同时附加润湿剂，分散剂及防腐剂。 快干式显像剂是显像粉末溶解于挥发性有机溶液中，并加适量限制剂和稀释剂等。 3.焊缝的着色渗透探伤的检验程序及操作要点 焊缝渗透探伤的检验程序包括预处理、预清洗、渗透处理、乳化处理、去除处理、干燥处理、显像、观察和后处理等。 各检验程序的操作要点、缺陷痕迹的形式及其成因详见下表。 焊缝着色渗透探伤检验程序和操作要点
声速的测量(超声)实验报告
声速的测量（超声） 一、实验目的： ①用共振干涉法求超声声速； ②用相位比较法求超声声速。 二、实验仪器： 超声声速测量仪、信号发生器、数字频率计、同轴电缆、示波器、游标卡尺、压电陶瓷超声换能器。 三、实验原理： ①声速的测量： 利用公式νλ,测量声波的频率ν和波长λ去求声速v。 ②声压驻波：已知两列频率、振幅和振动方向相同的平面简谐波，向相反的方向传播时，叠加的合成波就是驻波，在驻波场中质点振幅最大处为波腹，质点位移振幅近似为零处为波节，相邻波腹或波长的距离为半波长（λ/2）。 ③声波波长的测量：接收器S2输出的信息有两部分：1、驻波的信息，其振幅随S2的移动而变化，在共振时，S1、S2的距离为l：，，，此时振幅较大。2、类 似行波的信息，S1、S2用的相位差，也随着S2的移动而变化，每移动λ/2，相位差改变Π（即180°）。利用这两种信息均可测量声波波长λ。（1）共振干涉法；（2）相位比较法。 四、实验方法： ①用共振干涉法测声速： 示波器的X端用内部扫描，调内部扫描与S2的信息同步，示波器上显示的是S2的交流信号按时间展开的图形，移动S2示波器上图形有时很大，有时很小。在S2移动范围内，仔细测多个出现极大值时S2的位置l1、l2、……、l n，用逐差法求出λ，再求声速v。 ②用相位比较法测声速： 示波器的X端用内部扫描，调内部扫描与S2的信息同步，移动S2示波器上的图形会从椭圆变换到一条直线，再从直线变换到一个反方向的椭圆，往复变换。在S2移动范围内，仔细测多个出现直线时S2的位置l1、l2、……、l n，用逐差法求出λ，再求声速v。 ③记录实验室的实温t。 ④用当前实温和公式求出声速，与以上两种方法求出的声速进行比较， 分析。 五、数据处理： 温度：34℃频率：37500Hz 共振干涉法（单位：mm）： 218.98 213.58 209.20 204.56 199.62 194.92 190.64 185.72 180.62 176.52 相位比较法（单位：mm）： 174.60 169.60 164.80 160.68 155.90 151.22 146.28 141.58 136.68 131.70 共振干涉法： λ
2016特种设备超声波二级开卷考精彩试题库
特种设备UTⅡ级开卷考试题库 一、判断题 1.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道。错 2.军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶以及矿山井下使用的特种设备的安全监察不适用《特种设备安全监察条例》。对 3.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测机构，应当接受特种设备安全监督管理部门依法进行的特种设备安全监察。对 4.特种设备检验检测机构包括监督检验机构、定期检验机构、型式试验机构和无损检测机构。对 5.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测人员从事检验 检测工作，必须在特种设备检验检测机构执业，但不得同时在两个以 上检验检测机构中执业。对 6.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备检验检测机构和检验检 测人员不得从事特种设备的生产、销售，但可以监制、监销特种设备 。错 7.《特种设备无损检测人员考核规则》规定考核围的无损检测方法包 括射线（RT）、超声（UT）、磁粉（MT）、渗透（PT）、声发射（AE ）和涡流（ECT）六种。错漏磁 8.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，特种设备《检测人员证 》有效期4年。对 9.《特种设备无损检测人员考核规则》要求报考的检测人员至少单眼或者双眼的裸眼或者矫正视力不低于《标准对数视力表》的5.0级。
错 10.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，各级人员笔试和实际操作考试的合格标准均为70分。对 11.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，年龄65岁以上（含65周岁）人员换证申请不再予以受理。错 12.《特种设备无损检测人员考核规则》规定，换证分为考试换证和审核换证两种方式，审核换证应当在取证后首次换证时实施，以后采取考试换证与审核换证交替实施，不得连续实施审核换证。对 13.《锅炉安全技术监察规程》适用于符合《特种设备安全监察条例》围的固定式承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉、以及以余热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合式余热锅炉。对 14.《锅炉安全技术监察规程》规定，锅炉受压元件及其焊接接头质量检验，包括外观检验、通球试验、化学成份分析、无损检测、力学性能检验、水压试验等。对 15.《锅炉安全技术监察规程》规定，当选用超声衍射时差法（TOFD）时，应当与脉冲回波法（PE）组合进行检测，检测结论应进行分别判定。错 16.锅炉受压部件无损检测方法应当符合NB/T47013（JB/T4730）《承压设备无损检测》的要求。管子对接接头X射线实时成像应符合相应技术规定。对 17．《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，低压容器均为第一类压力容器。错 18.《固定式压力容器安全技术监察规程》规定，压力容器拼接封头对接接头必须在成形后进行无损检测。错 19．按照《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定，进行局部无
实验报告超声波
袂四川大学实验报告书 羁课程名称：实验名称：超声波探伤实验 专业：班号：姓名：学号： 蕿系别： 肅实验日期：2013年3月10日同组人姓名：教师评定成绩： 芃一、实验名称 蚃超声波探伤实验 莈二、实验目的 荿1.了解探伤仪的简单工作原理 蚄2.熟悉超声波探伤仪、探头和标准试块的功用 膁3.了解有关超声波探伤的国家标准 莁4.掌握超声波探伤的基本技能 葿三、主要实验仪器 肅CTS-22型超声波探伤仪试块探头直尺机油 袃四、实验原理
A 型脉冲反射式超声波探伤仪，仪器屏横坐标表示超声波在工件中的传播时 膀实验中广泛应用的是 间（或传播距离）纵坐标表示反射回波波高。根据光屏上缺陷波的位置和高度，可以确定缺陷的位置和大小。 A 型脉冲式超声波探伤仪的工作原理：电路接通后，同步电路产生同步脉冲信号，同时触发发射、扫描电路。发射电路被触发后产生高频脉冲作用于探头，通过探头的逆电压效应将电信号转换为声信号，发射超声波。超声波在遇到异质界面（缺陷或底面）反射回来呗探头吸收。通过探头的正电压效应将信号转换为电信号，并送至放大电路呗放大检波，然后加到荧光屏垂直偏转板上，形成重叠的缺陷波 F 和底波B。扫描电路被处罚后产生锯齿波，加到荧光屏水平偏转板上，形成一条扫描亮线，将缺陷波 F 和底波B按时间展开。其工作原理图如下图所示： 薈五、实验内容与步骤 蒆一．超生波探伤仪的使用、仪器性能的测定、仪器与直探头综合性能测定 莁实验要求： 1. 掌握仪器主要性能：水平线性、垂直线性和动态范围的测试方法； 罿 2. 掌握仪器和直探头主要综合性能：盲区、分辨力、灵敏度余量的测试方法。 蚈背景知识: 蚃1. 仪器的主要性能： 肃 A. 水平线性仪器荧光屏上时基线水平刻度值与实际声程成正比的程度。 蚈 B. 垂直线性仪器荧光屏上的波高与输入信号幅度成正比的程度。 螈 C. 动态范围指反射信号从垂直极限衰减到消失所需的衰减量。 肄 2. 仪器与探头的主要综合性能： 蒁 A. 盲区从探侧面到能发现缺陷的最小距离成为盲区，其内缺陷不能发现。 螁 B. 分辨力在荧光屏上区分距离不同的相邻两缺陷的能力。 袈 C. 灵敏度余量指仪器与探头组合后在一定范围内发现微小缺陷的能力。 蒅 D. 声束扩散角扩散角的大小取决于超声波的波长与探头晶片直径的大小。
着色渗透探伤使用方法
着色渗透探伤使用方法 着色渗透探伤是无损检测技术中最简便而又有效的一种常用检测用段，它对危及金属、非金属材料制件寿命和压力容器安全的危险缺陷——如焊接裂缝、疲劳裂缝、应力腐蚀裂缝、磨削裂缝、淬火裂缝等表面开口性缺陷的检测具有显示灵敏、结论迅速、重复性和直观性好的独特优点。这些优点使得着色渗透探伤在机械、冶金、石油、化工、铁路、交通、造船、矿山、建筑、航空、航天、发电、受压容器以及国防工业部门质量保证体系中发挥越来越大的作用。 着色渗透探伤剂可完全用水去除，因而检测成本低，特别适用于原材料及大型构件较粗糙表面的探伤。其探伤灵敏度最低可达到2级(中级)，考虑到用户对被检测表面在预洗的需要，型产品，仍可允许在无水源环境下使用，用本型清洗剂作去除剂用。本产品适用于化工、造船、铁路、石油、重型机械、冶金、军工、压力容器等部门对表面较粗糙、探伤灵敏度要求为2级的铸锻、板、棒等金属原材料、大型零件及结构的渗透探伤。 使用方法： 1、清洗：用清洗剂将被检工件表面的污物(氧化皮、铁锈、油脂等)完全清洗干净； 2、渗透：放置5-10分钟待工件和试块表面干燥后,施加渗透剂,喷嘴应距工件和试块表面20-30mm,渗透时间应根据使用说明,一般为5-15分钟,这期间应保持探伤面被渗透剂充分湿润.； 3、清洗：用清洗剂或水(水压≤1.5kg/cm2)将工件表面的渗透剂擦洗干净; 4、显像：将显像剂充分摇匀后，对被检工件保持距离300mm处均匀喷涂，喷涂显像剂后，片刻即可观察缺陷；； 5、检查完毕，用清洗剂或水擦洗去除显像剂； 6、按工艺要求将工件处理保存。 1．什么是渗透检测？ 利用液体的毛细管作用，将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面显示缺陷的存在。这种无损检测方法称为渗透检测。 2．渗透检测如何进行？ 3．渗透检测的缺陷显示
声速测量实验报告
大学物理实验课教案 俸永格（136********） 教学题目：声速的测量 教学对象：10级电子信息班、10动医学班、10级农机班、10级植保班。授课地点：海南大学基础实验楼2610室。 教学重点：让学生了解测量超声波在媒介中传播速度的实验设计思想和实验方法。 教学难点：让学生熟练掌握双踪示波器、SV5/7测试仪、SV8信号源的协调使用并完成两正交信号相位差的多次测量。 一实验目的： （1）加深对驻波及振动合成等理论知识的理解， （2）掌握用驻波法、相位法测定超声波在媒介中的传播速度， （3）了解压电换能器的工作原理，进一步熟悉示波器的使用方法提高运用示波器观测物理参数的综合运用能力。 二实验仪器： GW-680双踪示波器一台，SV8信号发生器一台,SV7测试仪一台，同轴电缆若干。 三实验原理 声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。对超声波（频率超过2×104Hz的声波）传播速度的测量在国防工业、工业生产、军事科学与医疗卫生各领域都具有重大的现实意义。实验室常用驻波法和相位法进行测量。 （一）驻波法测量声速基本原理 如图所示为两列同频率、同振幅、振动方向平行且相向传波的机械波在媒介中形成的驻波波形，其波腹间距与波节间距均为半个波长。通过对波腹（节）
间距X的测量便可实现对波长λ的间接测量，结合对驻波谐振频率f的测量便可间接求算声波的传播速度v。 v = λ×f λ=2X v = 2X×f 原理图示1（驻波法原理图） （二）相位法测量声速基本原理 请同学们自行完成！要求体现以下两个方面的内容！ （1）简谐振动正交合成的基本原理， （2）利用李萨如图形的相位差特点间接测量声速的基本原理。 四实验内容与步骤 （一）驻波法测声速 实验连线图示1（驻波法） （1）了解测试仪的基本结构，调节两个换能器的间距5cm左右。 （2）初始化示波器面板获得扫描线。 （3）按图示1正确连线，将示波器的扫描灵敏度与通道1垂直灵敏度旋钮分别调至适当档位，缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮至驻波波腹位置
超声波检测考核题及答案
超声波检测现场考核参考题 1、灌注桩成桩质量通常存在哪两方面的问题？ 2、总结声波透射法的优缺点。 3、简述声波透射法检测混凝土缺陷的基本依据。 4、声波检测仪应符合那些技术性能？ 5、声波透射法所用检测仪器及换能器有哪些主要技术指标？各在什么范围？ 6、简述径向换能系统延时的来源及其标定方法。 7、采用声波透射法检测基桩时，预埋检测管应注意哪些问题？ 8、声测管埋设应注意哪些要点？ 9、为什么大直径灌注桩不宜选用塑料管做声测管？ 10、对于桩径小0.6m的灌注桩，声波透射法不适用，为什么？ 11、某桩径为0.8m的灌注桩，埋设3根声测管，声测管在桩中的位置，基本等分桩的圆周。请问：声波透射法检测时有没有“盲区”？ 12、声波透射法测桩时，如何选择换能器的工作频率、发射电压、埋管数量、测点点距等技术参数？ 13、声波透射法有哪几种检测方法？简述不同方法的特点、用途。 14、简述声波透射法检测前的准备工作。 15、声波透射法检测中，要求声测管中应注满清水，请说明原因。如果是泥桨，有何影响？ 16、声波透射法测桩质量，可用于判别混凝土缺陷的基本物理参量有哪些？说明其相关关系？
17、常见缺陷在超声波测试信号中的特性有哪些？ 18、解释声波透射法的PSD判别法。 19、检测管不平行时，如何判断缺陷及其位置？ 20、PSD判据的优点是什么？ 21、PSD判据的基本原理是什么？为什么要对斜率加权？ 22、简要说明概率法存在哪些问题，在哪些情况下可能导致误判或漏判？如何解决？ 23、确定声速异常临界值判据中临界值的基本原理是什么？ 24、灌注桩某处离析，造成粗骨大量堆积。声波、幅值有何变化？为什么？ 25、什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？ 26、什么叫超声波声场？反映超声波声场特征的重要物理量有哪几个？什么叫声压、声强、声阻抗？ 27、在同一根桩的检测中，不同剖面的检测，声波发射电压和仪器设置参数是否应保持不变？为什么？ 28、JGJ106-2003规范要求不同的桩径需埋设不是数量的声测管，具体的要求是什么？ 29、声波透视法检测中，发射和接收换能器以相同标高提升，每次提升间距为多少？ 30、超声波法检测的适用范围是什么？ 31、声测管及耦合水的声时修正值计算公式是什么？ 32、声波检测PSD判据的计算公式是什么？
超声波测距实验报告
电子信息系统综合设计报告 超声波测距仪
目录 摘要 (3) 第一章绪论 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.2 理论基础 (3) 1.3 系统概述 (4) 第二章方案论证 (4) 2.1 系统控制模块 (5) 2.2距离测量模块 (5) 2.3 温度测量模块 (5) 2.4 实时显示模块 (5) 2.5 蜂鸣报警模块 (6) 第三章硬件电路设计 (6) 3.1 超声波收发电路 (6) 3.2 温度测量电路 (7) 3.3 显示电路 (8) 3.4 蜂鸣器报警电路 (9) 第四章软件设计 (10) 第五章调试过程中遇到的问题及解决 (11) 5.1 画PCB及制作 (11) 5.2 焊接问题及解决 (11) 5.3 软件调试 (11) 实验总结 (13) 附件 (14) 元器件清单 (14) HC-SR04超声波测距模块说明书 (15) 电路原理图 (17) PCB图 (17) 程序 (18)
摘要 该系统是一个以单片机技术为核心,实现实时测量并显示距离的超声波测距系统。系统主要由超声波收发模块、温度补偿电路、LED显示电路、CPU处理电路、蜂鸣器报警电路等5部分组成。系统测量距离的原理是先通过单片机发出40KHz 方波串，然后检测超声波接收端是否接收到遇到障碍物反射的回波，同时测温装置检测环境温度。单片机利用收到回波所用的时间和温度补偿得到的声速计算出距离，显示当前距离与温度，按照不同阈值进行蜂鸣报警。由于超声波检测具有迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制的特点，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在生产生活中得到广泛的应用，例如超声波探伤、液位测量、汽车倒车雷达等。 关键词：超声波测距温度测量单片机 LED数码管显示蜂鸣报警 第一章绪论 1.1设计要求 设计一个超声波测距仪，实现以下功能： (1)测量距离要求不低于2米； (2)测量精度±1cm； （3）超限蜂鸣器或语音报警。 1.2理论基础 一、超声波传感器基础知识 超声波传感器是利用晶体的压电效应和电致伸缩效应，将机械能与电能相互转换，并利用波的特性，实现对各种参量的测量。 超声波的传播速度与介质的密度和弹性特性有关，与环境条件也有关： 在气体中，超声波的传播速度与气体种类、压力及温度有关，在空气中传播速度为C=331.5+0.607t/0C (m/s) 式中，t为环境温度，单位为0C. 二、压电式超声波发生器原理 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。 三、超声波测距原理 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在空气中传播的距离较远，因而超声波
无损检测实验报告
无损检测实验报告 一、实验目的 1.通过实验了解六种无损检测（超声检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、 渗透检测、声发射检测）的基本原理。 2.掌握六种无损检测的方法，仪器及其功能和使用方法。 3.了解六种无损检测的使用范围，使用规范和注意事项。 二、实验原理 （一）超声检测（UT） 1. 基本原理 超声波与被检工件相互作用，根据超声波的反射、透射和散射的行为，对被检工件经行缺陷测量和力学性能变化进行检测和表征，进而进行安全评价的一种无损检测技术。 金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A 扫描方式的，所谓A 扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。 2. 仪器结构 a）仪器主要组成 探头、压电片和耦合剂。 其中，探头分为直探头、斜探头。压电片受到电信号激励便可产生振动发射超声波，当超声波作用在压电片上时，晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，从而接受超声波。耦合剂是为了使超声波更有效的传入工件，在探头与工件表面之间施加的一层透生介质为耦合剂，作用在于排除探头与工件之间的空气。 b）主要旋钮 F1-F6 菜单键，不同状态下有不同功能。 0ABC\4MNO 调节键，调节参数值的大小。 设置及检测键。 快捷键。dB 增益，2GHI 闸门，范围，移位。 电源键。 射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、丫射线、中子射线三种。这三 种射线都被用于无损检测，其中X射线和丫射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业
声速的测定实验报告
声速的测定实验报告 1、实验目的 （1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。 （2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。 （3）学会用逐差法处理数据。 2、实验仪器 超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B 、示波器ST16B 。 3、实验原理 3．1 实验原理 声速V 、频率f 和波长λ之间的关系式为λf V =。如果能用实验方法测量声波的频率f 和波长λ，即可求得声速V 。常用的测量声速的方法有以下两种。 3．2 实验方法 3．2．1 驻波共振法（简称驻波法） S 1发出的超声波和S 2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。当波源的 频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。 驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中， S 1、S 2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为： Λ Λ3,2,1,2 ==n n L λ （1） 即当S 1和S 2之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。在示波器上得到的信号幅度最大。当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。 移动S 2，可以连续地改变L 的大小。由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即 S 2所移过的距离为： () 22 2 11λ λ λ = ? -+=-=?+n n L L L n n （2） 可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了2λ。此距离2λ 可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据f V ?=λ，就 可求出声速。 3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法） 在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。其轨迹方程为： ()()φφφφ122122122 12 2-=-- ???? ??+???? ??Sin Cos A A XY A Y A X （5） 在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。当相位差 12=-=?φφφ时，由（5）式，得 x A A y 12=，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。
无损探伤实验报告
2011—2012 学年第2 学期实验（实习）报告 课程名称：飞机结构防腐 授课班级：090146A 授课教师：郭巧荣 姓名：李一鲁 学号：090146111
实验一超声波检测法 一、实验目的 1、了解超声波检测法的基本原理、优点和应用局限性。 2、熟悉超声波检测设备的基本使用方法；熟悉使用垂直探头和斜探头探测试件内部缺陷的操作过程。 二、实验仪器设备（只需写明实验设备的重要组成部分，无需写具体型号） 数字式超声波探伤仪、被测试块和耦合剂 三、实验原理 所谓超声波检测法是利用超声波在被检材料中的响应关系来 检测孔蚀、裂纹等缺陷及厚度的一种检测方法。利用压电材料产生超声波，入射到被检材料中。超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体），超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件中的深度、位置和形状。 四、实验步骤 1. 探头连接：将直探头、斜探头或其它类型探头与超声波探伤仪相连接。 2. 超声波探伤仪基本参数的设定：根据探伤构件的材料、外形尺寸及选用的探头类型，调节、设定超声波探伤仪的声速、声程等检测参数。 3. 仪器校准：利用标准校准试块，校准仪器，设定仪器零点。 4. 涂耦合剂：在探伤区域内涂抹耦合剂。
5. 进行探伤操作。 五、实验结果描述 纵波进行检测，工件无缺陷时，只显示始波T和底波B，当工件中有缺陷时，在始波和底波之间出现一个伤波；当工件中缺陷横截面积很大时，将无底波，声束被缺陷全反射。 用横波进行检测，工件无缺陷时，一般只显示始波T而不显示底波B，因为横波的穿透能力差，当有缺陷时，在始波后出现一个伤波。 六、回答思考题 1、简述超声波检测法的特点及适用性。 超声波检测法可用于金属、非金属、复合材料制件的损伤探测，既可以检测工件内部的缺陷，也可以检测工件表面的缺陷。可用来检测锻件、型材的裂纹、分层、夹杂，铸件中的气孔、裂纹、疏松等缺陷，焊缝中的裂纹、气孔、未焊透等缺陷，复合材料的分层、脱胶等缺陷，还可以测定工件的厚度。 采用超声波厚度仪从一侧测量构件的厚度，精确度可达到±1%。 可以用超声波厚度仪检测轻微的腐蚀，但不能检测中等或严重的腐蚀损伤。这是因为中等以上的腐蚀损伤，由于超声波的散射，不会得到构件厚度度数。但是，当清除腐蚀产物后，可以用它来测量去腐后的构件的厚度，并可以进一步确定腐蚀造成的材料的减少量。 2、说明纵波探测法根据什么确定缺陷的位置和大小。 设探测面到缺陷的距离为x,材料的厚度为t，从示波器始波T 到伤波F的长度为Lf,从始波到底波的长度为Lb，可得x=(LF/LB)t。由此，可求出缺陷的位置。另外伤波高度随缺陷或损伤增大而增高，所以可由伤波高度估计缺陷或损伤的大小。当缺陷或损伤很大时，可以移动探头，按显示缺陷或损伤的范围求出缺陷或损伤的延伸尺寸。 3、分析超声波探测法中使用斜探头产生横波的特点，说明为
无损检测--渗透探伤
渗透探伤 §1 无损检测 无损检测是指不管材料、机器、结构件的特点如何，为了能在不损伤、分 离或破坏试验对象的前提下能够知道有无缺陷和其状态或者是对象物的性质、状态、内部构造而进行的全部试验，是一种非破坏性试验。 无损检测方法主要有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、应变测定等方法。用哪一种方法，如何运用来进行非破坏性试验，根据非破 坏试验的目的而不同，因此必须根据不同的目的，选择最合适的无损检测方法去实施试验。 §2渗透探伤的目的及特点 渗透探伤试验的目的是将试验体的表面开了口的细微的缺陷扩大之后将其 找出来 , 其特点： 1．可以检查金属和非金属零件或材料的表面开口缺陷。 2．渗透探伤不受受检零件化学成分、结构、形状及大小的限制。 3．不适用于： a.检查表面是吸收性的零件或材料，例如粉末冶金零件； b.检查因外来因素造成开口被堵塞的缺陷，例如零件经喷丸或喷砂，则 可能堵塞表面缺陷的“开口” 。 c.对于会因为试验使用的各种探伤材料而受腐蚀或有其它影响的材料也 不能适用。 非破坏检查使用的试验方法有许多种，渗透探伤作为测试出表面有开口缺陷 的试验方法来说是最好的。但是，另一方面，由于手工操作较多，试验结果的可 信赖性很大程度上依赖于专门实施试验的个人的技术实力，所以这也是对技术熟练程度与经验要求较多的试验方法。
§3 渗透探伤的工作原理 渗透探伤的工作原理：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液 后，在毛细管作用下，经过一定时间的渗透，渗透液可以渗进表面开口缺陷中； 经去除零件表面多余的渗透液和干燥后；再在零件表面施涂吸附介质——显象 剂；同样，在毛细管作用下，显象剂将吸附缺陷中的渗透液，使渗透液回渗到显 象剂中，并且在覆盖膜中扩大；在一定的光源下（黑光和白光），缺陷处之渗透液痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。 1）毛细管现象 所谓毛细管现象就是在水等液体中插入细玻璃管的话，就会出现液体在玻 璃管中上升，管内液面与原液面之间会形成高度差的现象，这也是我们日常生活中随处可见的现象。 例如，不管是何种材料，表面有缝隙时，将水滴到哪一部分，水就会很快 地渗入进去的现象。将水滴到布上，就会很快地渗进去并扩大成圆形的现象，都是毛细吸管现象。间隙越小，液体的粘性越低，这种现象的速度越快。 2）清洗处理（又称除去处理） 所谓清洗处理就是在渗透处理结束的时候，为了将试验体表面粘附的剩余 渗透液除去而进行的处理。在溶剂去除型渗透探伤试验的时候，必须从用抹布擦拭开始。用这种方法将表面粘附的大部分渗透液除去，对于表面的凹坑与不平的地方粘附的难以除干净的渗透液，必须将清洗液喷到抹布上，更加细致地将其擦去。 必须注意的是，象这样的溶剂去除型渗透探伤试验的清洗处理中的残留渗 透液的清除工作是用抹布擦去，而不是用清洗液去冲洗。 3）渗透处理 所谓渗透处理就是使渗透液渗透到缺陷中去的处理，渗透液不渗透到缺陷中去的话就不成为渗透探伤试验。因此在必要的位置，必须使用够量的渗透液并且为了使渗透液渗透到缺陷中去，必须确保足够的时间。
超声波测声速实验报告
实验名称：超声波测声速实验报告 一、实验目的 （1）、了解超声波的发射和接收方法。 （2）、加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。 （3）、掌握用干涉法和相位法测声速。 二、实验原理 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共装置图。 波与发射波叠加，它们波动方程分别是： 叠加后合成波为：
的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置： ( n =0,1,2,3……) 的各点振幅最小，称为波节，对应的位置： ( n =0,1,2,3……) 因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、Xn-1即可得波长。 相位比较法测波长：从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：φ=2∏x/λ，其中λ是波长，x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时，相位差就改变2∏。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。 三、实验仪器 超声声速测定仪：主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。函数信号发生器：提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。示波器：示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。 四、实验内容 1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。 2．用驻波法（共振干涉法）测波长和声速。
3．用相位比较法测波长和声速。 五、实验数据及处理： f=34kHz; Vp-p=5V; L=3.976cm; 六、实验结论： 波长λ=1.0612cm; 由此声速经测算为v=（354±3）m/s; U=0.8% 七、思考题： 1．固定距离，改变频率，以求声速。是否可行？ 答：不行，由“v = f λ”，距离一定后使得波长无法计算。 2．各种气体中的声速是否相同？为什么？ 答：不同，因为不同气体的密度不同,声波在不同介质中波长改变,根据公式可得结论。
超声波UTⅠ级考试题库(1)
超声波检测UTⅠ级 取证考试（闭卷）题库 一、共580道题，其中：判断题290，选择题290。内容如下： 1、金属材料、焊接、热处理知识 判断题：30 选择题：30 2、相关法规和规范 判断题：30 选择题：30 3、JB/T4730.3－2005标准 判断题：30 选择题：30 4、超声专业理论 判断题：200 选择题：200 二、组题要求：每套题100道题，每题1分，共100分。其中： 1、判断题：50 金属材料焊接热处理：5题；相关法规规范：5题；JB/T4730标准：5题；专业理论知识：35题。 2、选择题：50 金属材料焊接热处理：5题；相关法规规范：5题；JB/T4730标准：5题；专业理论知识：35题。
UTⅠ级取证考试题库 一．判断题 金属材料、焊接、热处理知识（1～30） 1.金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。对 2.材料在外力作用下所表现出的力学性能指标有强度、硬度、塑性、韧性等。对 3.评价金属材料的强度指标有抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率。错 4.一般说来，钢材的硬度超高，其强度也越高。对 5.承压设备的冲击试验的试样缺口规定采用V型缺口而不采用U型缺口，是因为前者加工容易且试验值稳定。错 6.材料的屈强比越高，对应力集中就越敏感。对 7.材料的冲击值不仅与试样的尺寸和缺口形式有关，而且与试验温度有关。对 8.应力集中的严重程度与缺口大小和根部形状有关，缺口根部曲率半径越大，应力集中系数越大。错 9.氢在钢材中心部位聚焦形成的细微裂纹群称为氢白点，可以用UT 检测。对 10.低碳钢金属材料中，奥氏体组织仅存在于727℃以上的高温范围内。对 11.淬火加高温回火的热处理称为调质处理。对 12、在消除应力退火中，应力的消除主要是依靠加热或冷却过程中钢
超声实验实验报告
近代物理实验实验报告 超声实验 何昊东工物50 指导老师：王合英2017-3-9 【摘要】: 超声学是一门主要研究超声的产生方法和探测技术、超声在介质中的传播规律、 超声与物质的相互作用，包括在微观尺度的相互作用以及超声的众多应用的学科。本实验利用超声在介质中的传播规律测量了超声探头的延迟时间、横波在不同介质中传播的折射角和纵、横波在不同介质中的传播速度，并利用测量得到的传播速度求出了不同介质的弹性模量和泊松比。最后利用超声测距的原理模拟了超声水下勘测，了解了超声在水下勘测和医疗中的作用。 关键词: 超声水下勘测弹性模量 一、引言 超声的研究和发展与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关。 自1883年人类首次制成超声气哨，这一类机械型超声换能器在不断改进后至今仍广泛地应用于流体媒质的超声应用当中。 20世纪初，随着电子学的发展人们发现了一些晶体材料的压电效应和磁致伸缩效应，1917年，法国人朗之万利用天然石英晶体制成了第一个夹心式超声换能器用来探查海底的潜艇。随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展，又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器，以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型换能器等多种超声换能器。 随着材料科学的发展，机电耦合系数高、价格低廉、性能良好的压电陶瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜等材料的出现使得产生和检测超声波的频率，由几十千赫提高到上千兆赫，波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等。超声学的一个发展方向便是不断的提高超声的频率，利用超高频超声声子来进行物质结构方面的等基础研究。 同时，近10年来随着计算机图像学的迅猛发展，超声由于其具有的对身体无创伤，机器技术门槛低，检查费用低廉等优势，超声诊断也随之发展起来，并被广泛地应用于工业机械探伤和医疗诊断方面。此外，超声洁牙器、超声洗碗机等产品也相继问世。超声技术已经
超声考试试题及答案
【篇一：b超三基考试试题及答案】 （2011.6） （总分100分） 姓名：科室：评分： [a型题] 1、用于医学上的超声频率为（c） a、1mhz b、2mhz c、2.5-10mhz d、20-40mhz e、40mhz 2、目前临床上最常用的超声仪器是 (b) a、a型超声仪 b、b型超声仪 c、d型超声仪 d、m型超声仪 e、以上都不是 3、超声波是如何发生的 (a ) a、换能器的逆压电效应 b、换能器的压电效应 c、换能器向人体发送电信号
d、换能器的热效应 e、换能器的磁效应 4、.超声检查中常用的切面有 (e ) a、矢状面 b、横切面 c、斜切面 d、冠状面 e、锥状切面 5、.彩色多普勒技术不用于下列哪项检查 (c ) a、表浅器官 b、心血管系统 c、腹水，胸腔积液定位 d、腹腔脏器 e、外周血管 6、多普勒频移 (a ) a、与反射体的速度呈正比 b、在脉冲多普勒系统中较大 c、在声强极高时较大 d、取决于所用探头阵元数 e、连续波多普勒最大 7、软组织中的超声衰减量 (a )
a、随组织厚度而增加 b、由tgc曲线的范围决定 c、随着波长减小而增大 d、使用数字扫描转换器时无关紧要 e、与频率无关 8、下面哪种组织对超声传播阻碍最小 (d) a、肌肉 b、脂肪 c、肝 d、血液 e、脾 9、最早在妊娠多少周时能够用超声测量双顶径 (b) a、14周 b、12周 c、8周 d、6周 e、10周 10、甲状腺炎声像图表现为 (b) Ａ、甲状腺内多个囊肿 Ｂ、甲状腺弥漫性增大回声减低 Ｃ、甲状腺弥漫性增大回声改变
Ｄ、甲状腺缩小，回声增强 Ｅ、甲状腺呈结节状改变 11、下列哪项不是层流的超声多普勒频谱表现（e） a、频谱窄 b、频谱充填 c、出现空窗 d、频谱包络光滑 e、频谱速度正常 12、彩色多普勒超声心动图图像中红色代表（a） a、朝向探头的正向血流 b、背向探头的负向血流 c、动脉血流 d、静脉血流 e、垂直探头方向的血流 13、超声心动图最基本的检查方法是（a） a、二维超声心动图 b、m型超声心动图 c、频谱多普勒超声心动图 d、彩色多普勒超声心动图 e、m型彩色多普勒超声心动图 14、具有较好时间分辨力的超声心动图是（d）