超声波检测的190个问题

各位超声检测朋友大家好！

我主要从事超声检测仪器、探头与试块以及检测方法的研究，具有近10年左

右的Ⅱ、Ⅲ级人员培训经验。

针对目前超声检测存在的问题，有些想法与观点想与各位朋友进行探讨。由于

是个人观点，不一定正确，望各位包涵！

使用超声波检测任何一种工件，首先要建立起由超声波检测仪，超声波探头及

试块构成的超声波检测系统。检测系统构建的是否合理，关键在于是否能够在检测

之前完成扫描基线校准、是否能够对所用探头进行技术指标测试、是否能够确定

检测范围、是否能够确定检测灵敏度。

特种设备涉及到的钢板、钢管、锻件与焊缝等类型工件中，还有相当一部分由

于无法构建起完整的超声波检测系统，而无法实现真正意义的超声波检测。

无法正确构建起完整的超声波检测系统的原因是：

1.部分超声波原理或定义，并没有在实际检测过程中得到正确应用。

2.多数型号的数字式超声波检测仪，虽然实现了由模拟式向数字式的转化，也仅仅是实现了数据存储，自动定量与定位，小型化等问题，数字式超声波检测仪的强大技术性能并没有得到充分发挥。

3.检测仪器的技术指标与技术性能，超声波探头的制作原理，超声波探头种类的选择依据与应用规则，不同类型试块的定义与使用方法等基本概念模糊。

4.超声波检测的基本步骤与方法不明确。

为了证明上述问题的存在，编制了190道问答题。目的是大家通过对这些题的

讨论，对超声检测方法有一个重新认识的过程，也是大家共同提高的过程。

我个人认为，超声检测教材是多人共同编写，难免存在不完善之处。但就现在

教材包含的内容，我们三级人员也不应该是现在这种技术状态！依据多年的培训经验，我觉得我们Ⅲ级人员解决问题的能力，也就达到了50%左、右的水平！我们培

训的Ⅱ级人员也就达到了30%左、右的水平！我的个人观点，一定会有很多Ⅲ级人

员不认同，那就请各位回答一下这190道题来验证一下。

讨论之前给大家举几个例子，大家想想看是否有道理。

1.超声波是由机械振动产生的，振动必须有力的存在，这个力是如何产生的？

称作什么力？如果连超声波怎么来的都不清楚，我们还研究什么超声波？

2.横波近场长度、端角反射、聚焦声场、纵波倾斜入射、折射定律、薄层介质、纵波AVG曲线、介质散射衰减系数、频率对检测的影响、检测灵敏度与波长的关系、检测区、探头移动区等等理论，教材中都已经涉及到了，但是上述理论在实际检测

过程中是否分别得到了正确应用？

3.现用教材焊缝检测部分是写的最完善的部分，但是探头移动区计算公式

1.25P,斜探头K值选择公式都出现了错误，我们这些Ⅲ级人员不是也用了几十年吗？

4.标准要求检测人员在不同的时间段，要对仪器的垂直线性、水平线性、灵敏

度余量、动态范围、信噪比、衰减器精度等项重要技术指标进行检验。这些指标如

何测试？投入500元-600元，不但可以若干年，而且可以随时随地对仪器的上述指

标进行测试，可是我们Ⅲ级人员有多少人会测试上述指标？

5.生产超声波检测仪之前，不同型号的仪器必须经过国家有关部门对仪器的频

带范围、触发频率、检波方式、采样频率等项电气性能进行测试，并且获得合格的

测试结论才能正式生产。这些电器指标是保证上述仪器重要技术指标的前提条件，

因此我们检测人员重点关注的应该是仪器具备哪些技术性能，那么什么是检测仪器

的技术性能？上述电气性能既然经过了国家权威部门的鉴定认可，是什么原因还要

定期对仪器的重要技术指标进行检验？

6.平板对接焊缝检测，需要建立起由检测仪器、探头、标准试块、对比试块构

成的检测系统。需要对扫描基线进行校准，需要对探头K值与前沿等项技术指标进

行测试后才能开始检测。那么NB/T47013-2015标准提出的直缝焊管或容器的纵缝，内、外圆横波周向检测是否也应该建立起检测系统？检测系统是否也应该进行调整？如何建立？如何调整？

无论哪个行业的超声波教材，基础理论与通用技术部分并没有太大的差别。如

果我们重新考一次超声Ⅲ级，或者是复证，如果考点是这190道题的内容，有多少

人有把握顺利过关呢？我们很多Ⅲ级人员分别是各个Ⅱ级考委会的培训教师，如果

我们授课时，在现有技术水平的基础上，讲清楚这些相关内容，那么超声检测会提

高到什么水平呢？

考虑到群里有上千名超声Ⅲ级人员，如果每个人分别提出不同观点，我实在没

有时间一一解答。试题一共190问，如果哪位朋友认为能够答对90%及以上，请将

答案公布在群里（在原题空白处答题，上传到群文件，并留下联系方式），我来以

我的观点进行评判，希望各位对评判结果进行指点。因11月份的课程已经排满，

因此在10月16日至10月31日这16天以外的时间不能解答任何问题，望谅解！

试题一共190问，按每问一分计算，满分190分，答对90%及以上，最低分值

为171分。

为了感谢各位的积极参与，我与共同编写“超声检测实用技术”一书的辽河油

田检测公司的卢盛华老师，以及北京堃兴科技公司，共同出资对在2016年11月1

日之前公布答案者，并且成绩达到171分及以上，奖励一

超声问答（共计190题）

编制：刘英和卢盛华

基础部分试题

一. 超声波是由振动产生的，每一种振动形式必须在外力作用下才能发生，简答促

使声源发生振动的外力来自何方？这种力叫什么力？

二．超声检测，探头表面与耦合剂层及被检工件之间形成Z 1≠Z 2≠Z 3的界面。依据薄层介质声强透射率公式可知，声强透射率T 不但与介质的声阻抗有关，而且与薄层介质的厚度d 2及薄层介质的波长λ2有关。

T =

4Z 1Z 3

(Z 1+Z 3)2

cos

22πd

2

λ2+(Z 2+Z 1Z 3Z 2)2sin 22πd 2λ2

由上式可知：

1.当薄层厚度d 2= n λ2/2(n 为整数)时，即λ2/2的整数倍，式中cos 2

2πd 2

λ2

= 1 ，

sin 22πd 2

λ2

= 0，声强透射率 T = 4Z 1Z 3/(Z 1+Z 3)2，即透射声强与薄层的性质无关，而

仅与薄层两侧介质的声阻抗有关。

2. 当薄层厚度d 2=(2n +1)λ2/4(n 为整数)时，即λ2/4的奇数倍，式中cos 2

2πd 2λ2

=0，

sin 22πd 2

λ2 =1，且Z 2=Z 1Z 3 时，声强透射率T = 4Z 1Z 3(Z 2+Z 1Z 3Z 2

)

2

=1，即超声波完全透射。

3 .当薄层厚度d 2＜＜λ2时，式中cos 2

2πd 2λ2 →1，sin 22πd 2

λ2

→0，声强透射率

T→4Z 1Z 3/(Z 1+Z 3)2。

检测时介质的声阻抗无法改变，频率与薄层介质的声速一定，则薄层介质的波长λ2也无法改变。简答，如何分别实现上述1、2、3的检测条件？

三．依据折射定律，当纵波由c L1

四．以下两图是对距离圆形平面声源不同距离声场横截面上声压分布情况的描述，依据纵波发射声场的特性回答以下问题。

1.上述不同距离的声场横截面，按照超声波的结构分析也可以称作（）。

2.距离声源1N与3N两个（）相比较，声束轴线上的声压哪一个更集中？指向性更好？如果是横波检测使用近场长度的哪一个位置更有利于缺陷的检出？

上述各问必须回答出为什么！

五.举例说明，横波检测应用横波声场近场区长度公式及下表解决过什么问题？

N = ab cosβ/πλS2cosα

cosβ/cosα、tanα/tanβ与K值的关系

六.“NB/T47013-2015”标准，增加了大量纵波双晶直探头与斜探头的检测内容。左下图为双晶聚焦声场的结构形式，右下图为双晶聚焦声场的形成方式，依据聚焦声场的理论，分析菱形声场聚焦区的最大长度（也可以理解为最大检测深度）应该是多少毫米？

七.“NB/T47013-2015”标准，增加了单晶聚焦探头的检测内容（如奥氏体焊缝检测）。单晶聚焦探头的声场声压分布如下图，目前国际检测行业普遍认可的是以声

轴上对应的聚焦点F为基准，上、下(或左右)各降低-6 dB的区域作为声束直径(或

宽度)的计算依据。在这个区域内约包含了84%左、右声的能量，并具有较高的分辨

率与检测灵敏度。

下图为聚焦半径F与聚焦声源开口尺寸a(即聚焦晶片半径)的坐标取向示意图。当焦距半径F＞＞a时，聚焦点O处声束宽度B(-6 dB)按下式计算(公式推导略)。

B (- 6 dB) ≈ 2λF/πa≈ cF/fπa

式中λ—波长；

F—聚焦半径；

c—声速；

f—频率；

a—聚焦声源开口半径；

依据奥氏体焊缝常用检测频率2MHz为基准，计算说明单晶聚焦探头的最大聚

焦半径F（也可以理解为能够检测多厚的奥氏体焊缝）为多少毫米？

数字超声波检测仪、探头与试块部分

一．下图为数字式超声波检测仪工作原理方框图，与模拟式超声检测仪相比较增加了A/D转换器部分，简答增加的这部分电路对数字式超声波检测仪带来了什么不利影响？

二．下图为数字式或模拟式超声仪器发射电路工作原理的方框图，目前很多型号的数字式超声仪器将图中的触发频率（或称作脉冲重复频率）设置为10Hz~1000Hz可调。

参考下图，检测时探头形成的声场范围有限，以一定速度移动的探头在有效的声场范围内必须最少2次接收到缺陷回波信号才不至于出现漏检。

参考下图，以使用2.5P13×13K2探头发现深度20mmΦ1×6横孔为例，计算说明触发频率为多少Hz合适（即触发频率应当存在一个最小值，而不是无论何种情况都在一个大范围内可调）？

计算提示：数字式仪器具备报警功能，缺陷进入a-c的声场范围即可听到报警声响。利用半扩散角公式计算出a-c的声场宽度，计算出探头以150mm/s的移动速度使声场由a移动到c的时间。计算出缺陷反射信号以横波声速3240m/s由缺陷至入射点的时间（双程），以斜楔（有机玻璃材质）纵波声速2730m/s由入射点至压电晶片的时间（双程）。频率的倒数即是时间，将上述时间累加与触发频率对应的时间进行比较，即可得到合理的触发频率（上述计算忽略了信号由接收放大电路的输入端到显示器显示所需的时间）。

三.接收电路的作用

下图为超声仪器接收电路示意图（由衰减器、放大电路与检波电路组成），参考下图回答以下问题。

1.部分检测人员要求仪器的衰减器具备12dB、6dB、2dB、1dB、0.5dB、0.2dB、

0.1dB等衰减档位，关于衰减器回答以下问题（回答每一问题必须要有理论依

据）：

（1）上述衰减方式分别解决了什么检测问题？针对数字检测仪具备那几个衰减档位即可满足检测需求？

（2）0.5dB、0.2dB、0.1dB衰减器与模拟仪器的哪一个衰减档位功能相同？什么时候使用这些衰减量较小的衰减器？仪器具备了0.1dB衰减档位0.5dB与0.2dB 的衰减档位是否还有保留的必要？

2.有些型号的数字仪器，放大电路的通频带做到了0.5MHz~30MHz，而且频带范围

可调，因此检测人员认为这样的仪器性能比较先进。关于放大电路回答以下问题：（1）放大电路为什么要设置频带范围？

（2）放大电路的通频带做的过高会带来什么问题？

（3）超声波的什么特性已经制约了放大电路的频带范围？

（4）如何验证检测仪器的频带范围是多少MHz？

（5）放大电路频带范围可调的原因（或目的）是什么？

3.关于检波电路回答以下问题：

（1）超声仪器为什么要设置检波电路？

（2）检波分正向、负向、双向和射频( RF )四种方式，每一台超声波检测仪需要同时存在几种检波方式才能满足检测要求？检波方式属于仪器的技术指标还是技术性能？

四.关于A/D转换电路的问题

左下图为A/D转换电路工作原理示意图，由接收电路检波后输出的反射回波信号VA(t)在时间上仍然是连续的模拟信号（如右下图的上图所示），而检测仪中计算机电路需要的是具有一定时间间隔的数字信号D，要通过A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号才能驱动计数机电路工作。将模拟信号A转换成数字信号D时必须在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号采样，然后再把这些采样值转换为输出的数字量1和0送到计算机电路（如右中图所示），由计算机绘制出回波信号的峰值曲线，并送至显示器显示（如右下图所示）。

有些型号的数字式仪器采样频率已经做到了300MHz以上，检测人员也普遍认为采样频率越高仪器性能越先进！关于采样频率回答以下问题：

1.如何验证一台超声检测仪采样频率的高低？

2.采样频率过高会对超声检测仪带来什么影响？

3.目前使用的超声波探头（手动检测）最高频率为多少MHz？工业超声检测应用的采样频率至少是探头中心频率的多少倍？采样频率是多少MHz即能满足超声波检测的要求？

五.关于超声检测仪显示电路的问题

参考下图，显示器的重要指标“分辨率”的定义如下。以640×480分辨率显示器为例，扫描列数为640列，行数为480行。每一列上有480个像素点，每一行有640个像素点，整个屏幕是由640×480个像素点组成的点阵，点阵数就称为显示器的分辨率。

数字式超声检测仪常用的显示器，主要有液晶与场致发光两种。其分辨率分为320×240与640×480两种，显示器分辨率的高低对超声波检测有什么影响？

六. 关于仪器技术指标与技术性能问题

数字超声检测仪器的“技术指标”与“技术性能”是完全不同的两个概念，回答以下问题；

1.举例说明什么是数字式超声波检测仪的技术指标？

2.举例说明什么是数字式超声波检测仪的技术性能？

七. 超声波探头按使用方法与波型不同，共分为六大类，简答都包括那六类？八．以下两图为两种曲率横波斜探头的外形结构示意图，简单回答以下问题：

1.两种形式探头的规格型号（频率、晶片尺寸、K值不限）如何书写？

2.两种形式探头的K值（或横波折射角度）与前沿如何测试（包括使用试块的型号）？

3.左图探头前沿的长度如何确定？

九.以有机玻璃材质斜楔制作的2.5P13×13K2横波斜探头为例，回答以下问题：

1.如何计算其理论与实际前沿的长度？

2.实际前沿大于理论前沿的原因是什么？

3.参考下图，斜探头斜楔的前端设置为什么要设置消声槽？

十．回答关于短前沿斜探头的问题：

1.晶片尺寸多少毫米以下的斜探头称作小晶片短前沿斜探头？

2. 晶片尺寸9mm×9mm以下斜探头，如果频率做成2.5MHz或5MHz会出现什么不同？对检测会造成什么影响？

十一.使探头压电晶片振动的激励电压为直流640V。螺旋钢管自动生产线的内、外

焊电压为32V，电流分别为600A左、右。生产设备与超声检测管架处在共地状态，

生产设备在被检钢管表面形成强大的磁场干扰超声检测。

探头与检测仪通过探头线连接以后，探头线中的金属屏蔽网通过探头与检测仪

器的插头使两者处在了共地状态。探头设计为了保证使用人员与设备的安全，要求

探头外壳使用绝缘性能良好的塑料材质制作。简答，现在使用的斜探头大部分使用

金属外壳的原因是什么？

十二.NB/T47013-2015标准增加了大量双晶探头的使用内容，大量检测人员在双晶探头的使用过程存在原则性错误！简答下列有关双晶探头的问题：

1.以使用型号5PΦ12F20双晶直探头，厚度20mm试块校准扫描基线为例，简答扫

描基线校准的过程及注意事项。

2.简答双晶直探头确定检测灵敏度的过程；

十三.参考下图，针对数字式超声波检测仪斜探头扫描基线校准与探头前沿及K值测试，是否可以取消R50圆弧？K值测试是否可以不使用有机玻璃孔（斜探头分辨率测试可以采用金属阶梯孔）？

十四. 以NB/T47013-2015标准第128页GS系列试块为例，如果所用探头的轴向曲率半径适合检测外径45mm的钢管对接焊缝，如何使用GS-1号试块R2曲面校准扫面基线？

十五.NB/T47013-2015标准规定，厚度小于20mm的钢板采用标准第95页“阶梯平底试块”校准检测灵敏度。由于阶梯平底试块缺少厚度10mm、12mm、14mm、18mm 的阶梯，上述厚度钢板的检测如何校准检测灵敏度？

十六.NB/T47013-2015标准第106页，规定了针对螺栓坯件径向检测的系列对比试块。如果材质相同，被检工件的曲率半径相同或相近，依据等效试块的原理检测那些类型的工件可以使用这个系列的试块确定检测灵敏度（即制作距离波幅曲线）？使用这个系列试块后，可以节省NB/T47013-2015标准中的那些类型共计多少块对比试块与曲面补偿试块？

十七. 关于NB/T47013-2015标准第149页规定的V型槽对比试块，需要回答以下问题：

1.超声检测使用V型槽对比试块的历史原因是什么？

2.V型槽与线切割槽的反射特性相比较，哪一种形式的槽反射与钢板表面裂纹或无

缝钢管、筒形锻件、轴类锻件中的横向缺陷反射特性更相似？原因是什么？

3.深度与长度相同的V型槽与线切割槽，反射回波高度相差多少dB？

4.NB/T47013-2015标准规定，钢板检测V型槽的深度为钢板厚度的3%。以检测

24mm厚度的钢板为例，则V型槽的深度为0.72mm。假设厚度24mm钢板中存在的裂纹缺陷与V型槽的长度相同，深度为0.2mm，两者相差约多少dB？0.2mm的裂纹缺陷是否会出现漏检？钢板中是否应该允许0.2mm左、右的裂纹存在？

5.NB/T47013-2015标准规定，钢板斜探头检测使用V形槽制作倾斜的一条直线作

为距离波幅曲线，并以此线作为检测灵敏度。简答，数字式超声波检测仪如何制作倾斜的直线？距离波幅曲线是按对数规律衰减的曲线与倾斜的直线相比较，在两种曲线的有效范围内灵敏度是否相同？

十八.NB/T47013-2015标准第163页规定的奥氏体焊缝检测用的对比试块，试块宽度120mm，两组测试孔的长度各40mm，两组测试孔的间隔距离40mm。简答保留

40mm间隔距离的目的是什么？孔径与深度相同的测试孔长度如果做成20mm与长度40mm相比较，制作出的距离波幅曲线灵敏度有什么不同？

十九.仪器与探头组合性能测试问题

1. 相关超声波检测标准对超声波检测仪的技术指标，超声波检测仪与探头的组合性能分别作出了如下规定：

（1）每年至少对超声波仪器与探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、分辨力、盲区(仅限直探头)以及仪器衰减器精度，进行一次校准并记录。

（2）数字超声波检测仪每6个月至少对仪器与探头组合性能中的水平线性和垂直线性，进行一次运行核查并记录。

（3）每三个月至少对灵敏度余量、分辨力、盲区(仅限直探头)以及仪器衰减器精度，进行一次运行核查并记录。

（4）连续工作4小时以上时，应对扫描量程与扫查灵敏度进行复核。

（5）新购置的超声波探头，使用前应测试上述仪器与探头的组合性能，如果是斜探头应测定入射点(前沿长度)与折射角度(K值)。

2. 通过上述规定不难看出，要求每年检定一次的内容可以送检。要求每六个月，每三个月，连续工作4小时以上进行运行核查的内容则检测人员应该自检。

3. 在不使用测试仪表的前提下（标准规定的各项指标测试方法涉及8种电子仪表多数检测人员不会使用这些仪表），如何准确测试检测仪器与探头的以下重要技术指标？

（1）简答仪器“水平线性”的简易测试方法；

（2）简答仪器“垂直线性”的简易测试方法；

（3）简答仪器“动态范围”的简易测试方法；

（4）简答仪器“电噪声电平”的简易测试方法；

（5）简答仪器与探头组合灵敏度余量的简易测试方法；

（6）简答仪器与探头（分直、斜探头）组合分辨力的简易测试方法；

（7）简答纵波直探头盲区的简易测试方法；

（8）简答仪器与探头组合频率误差的简易测试方法（只有这一方法需要使用示波器）；

通用技术部分

一．使用2.5PΦ14 00纵波直探头检测厚度300mm锻件，简答如何调整检测范围（全国80%以上检测人员的调整方法都是错误的）？

二. 使用2.5P13×13K2.5斜探头检测厚度20mm焊缝，扫描基线代表深度，简答如

何调整检测范围？

三．以下两图为钢板表面存在的折叠缺陷，其危害是容易形成应力集中源，在折叠部位容易引起钢板局部断裂。由于钢板表面可能存在锈蚀、氧化皮、油污等物质，一些折叠缺陷目视观察不到，需要用超声检测方法检出。折叠缺陷也存在于无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件的表面。折叠缺陷在钢板，无缝钢管，筒形锻件与轴类锻件等制造企业是不允许存在的缺陷。依据折叠缺陷的上述性质，回答以下问题。

1.制造企业不允许存在的缺陷，无损检测行业是否允许存在？原因是什么？

2.如果折叠缺陷是不允许存在的缺陷，质量评级应该如何评定？

3.针对轴类锻件而言，出现折叠缺陷是否允许修复？原因是什么？

4.折叠缺陷面积小于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？

5.折叠缺陷面积大于声场面积时，检测过程中如何识别折叠缺陷的存在？

四. 纵波直探头有多少种检测系统（由仪器、探头、试块构成）的调整方法？

五.斜探头检测系统有多少种调整方法？

超声波焊接原理和应用

超声波焊接原理： 超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。 其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。 超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。 新型的15KHz超声波塑胶焊接机，对焊接较软的PE、PP材料，以及直径超大，长度超长塑胶焊件，具有独特的效果，能满足各种产品的需要，能为用户生产效率以及产品档次贡献。 超声波焊接工艺： 一、超声波焊接： 以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品带来的不便，实现高效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美。 二、铆焊法： 将超声波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植： 借着焊头之传导及适当压力，瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

一、超声波塑料焊接的相容性和适应性： 热塑性塑料，由于各种型号性质不同，造成有的容易进行超声波焊接，有的不易焊接；下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好，容易进行超声波焊接；圆圈表示在某些情况下相容，焊接性能尚可；空格表示两种塑料相容性很差，不易焊接。 热塑性塑料 超声波焊接的相容性示例图表A B S ABS/ 聚碳 酸酯 合金 （赛 柯乐 800） 聚 甲 醛 丙 烯 腈 丙烯 酸系 多元 共聚 物 丁 二 烯 - 苯 乙 烯 纤维 素 (CA, CAB, CAP) 氟 聚 合 物 尼 龙 亚苯基- 氧化物 为主的 树脂（诺 里尔） 聚酰胺 -酰亚 胺（托 郎） 聚 碳 酸 酯 热 塑 性 聚 酯 聚 乙 烯 聚 甲 基 戊 烯 聚 苯 硫 聚 丙 烯 聚 苯 乙 烯 聚 砜 聚 氯 乙 烯 SAN-NAS-ASA 四、成型： 本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超声波超高频振动后将塑胶熔融成形

超声检测报告模板

基桩超声波透射法 检测报告 工程名称： 工程地点： 委托单位： 检测日期： 报告编号： （检测单位名称） 年月日

###工程 基桩超声波射法检测报告 检测人员： 检测负责： 报告编写： 校核： 审核： 审定： （检测单位盖章） 年月日 地址： 邮编： 联系人： 电话： 声明：1、本检测报告涂改、换页无效。 2、如对本检测报告有异议，可在报告发出后20天内向本检测单位书面提请复议。

工程概况

受委托，于年月日至年月日对工程（概况见表1）的基桩进行超声波透射法检测，目的是检测桩身结构完整性。根据国家和省有关规范、规程和规定，并考虑本工程的具体情况（经与有关单位研究协商），确定本次试验共检测根工程桩。现将检测情况及结果报告如下： 一、检测仪器设备、基本原理和标准 1、仪器设备 检测设备采用北京铭创科技有限公司生产的“多通道超声波基桩检测仪MC-6360”。 2、基本原理 超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是：由超声脉冲发射源向砼内发射高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内砼存在缺陷的性质、大小及空间位置（和参考强度）。 在基桩施工前，根据桩直径在大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试时每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信号，超声仪测定有关参数，采集记录储存。换能器由桩底同时往上逐点检测，遍及各个截面。 3、检测标准 检测参照国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014中有关规定进行。

超声波检测技术

超声工业测量技术 在非电量电测技术中，许多非电量可以通过电学方法加以测定，同样，许多非声量也可通过声学方法来加以测定，这就是所谓超声工业测量技术。非电量的电测主要是通过一些元件的电阻、电容或电感等量来进行的。在超声工业测量技术中，非声量的测定也往往是通过某些媒质声学特性(主要是声速、声衰减和声阻抗率等)的测量来进行的。 超声工业测量技术中应用最广的是媒质的声速这一物理量。 第一，媒质的声速与媒质 的许多特性有直接或间接的关系。有些关系非常简单直接，已有精确的理论公式，例如，在测定声速和密度后，就可求出媒质的弹性模量。有些关系比较间接而且复杂，但在特定的条件下，仍可以建立一些半理论或纯经验的关系式，例如，媒质的成分，混合物的比例，溶液的浓度，聚合物的转化率，某些液体产品的比重，某些材料的强度等等，都可与声速建立一定的关系，利用这些关系，就熊通过测量声速来测定这些媒质的非声特性。上述原则是声速分析仪的基本原理。 第二，媒质的声速与媒质所处的状态也有相互关系。例如，媒质的温度、压强和流速等状态参量的变化都会引起相应的声速的变化。如声学温度计、超声波风速仪和超声流量计就是用这一类关系来测量温度或流量的。 第三，其他应用，例如在声速c已经测知的媒质中，可以利用声波传播距离L和传播时间t 的关系L=ct，或利用波长λ和频率f(或周期T)之间的关系c=fλ=λ/T，进行超声测距的应用。如超声液位计和超声测厚计就是这一方面的典型应用技术。 声阻抗率方法也是一种较常用于媒质特性分析的技术。在这种技术中，所测定的声学 量是换能器对媒质的辐射阻抗率。如果换能器在媒质中所激起的是平面纵波行波，则辐射阻抗率就是声阻率ρc。当两种媒质的声速c几乎相同，但密度ρ有很大不同时，往往就可根据ρc的测量来加以区别。在同时测得声速的情况下，也可用这种方法来测量液体的密 度p或弹性模量ρc2等。如果换能器在液体媒质中激起的是切变行波，其声阻抗率将与 成正比，η是液体的粘性，这就是超声粘度计的原理。如果换能器是在流体中作弯曲振动的，则其辐射声抗率将与流体的密度p有关，因而使换能器的共振频率随p而变化，这也是一种可以精确测定液体密度的原理。 遇到需要采用声学方法来测定一个非声量的情况时，在声速、衰减和阻抗这三种技术途径中，应按什么准则来决定取舍呢?第一是看要测的非声量究竟与那一个声学量的关系比较明显。这就是说，相应于同样大小的非声量的变化，如果某一声学量能够有最大的变化，这一声学量就比较值得考虑。第二，应该考虑到声速、衰减和声阻抗率都是随很多因素变化的，除待测的那种非声量外，其他媒质特性或媒质状态的变化往往也会引起声学量的变化，对于须测的非声量来说，这些其他因素引起的变化就是一种干扰。因此，选用某种声学量的途径时，应注意干扰因素要尽可能少，干扰影响要尽可能小，或可采用切实可行的补偿措施来避免这些干扰。第三，挑选技术途径时必须注意满足现场的使用、安装和维护等条件并应达到要求的精度，在这一前提下还应力求稳定耐久和方便可靠，才能有较高的实用价值。上述准则只是一些原则性的意见，还应根据具体情况作具体的考虑。 声发射检测技术 材料或结构受外力或内力作用产生形变或断裂 ,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。各种材料声发射的弹性波的频率范围很宽 ,从次声频、声频到超声频 ,因此 ,

超声导波检测技术的研究进展_周正干

综 述 NDT 无损检测 2006年第28卷第2期 超声导波检测技术的研究进展 周正干,冯海伟 (北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100083) 摘 要:综述近年来超声导波检测研究的最新进展。介绍导波在不同材料和结构中的频散特性及与之相关的理论成果。从导波的结构出发,分析了导波在介质中能量与位移的分布。论述了导波检测技术领域中数值分析方法和信号处理方面的一些新技术。 关键词:超声检测;导波;频散特性;有限元;边界元;信号处理 中图分类号:T G 115.28 文献标识码:A 文章编号:1000 6656(2006)02 0057 07Progress in Research of Ultrasonic Guided Wave Testing Technique ZHOU Zheng gan,FENG Hai wei (School of M echanical Engineering and Automation,Beijing University of Aeronautics and Astr onautics,Beijing 100083,China) Abstract:T he recent advances in ult rasonic g uided w ave testing technique are summar ized.Firstly,the disper se char acter istics and the r elated t heo retical r esults of the g uided wav es in differ ent mater ials and distinct structur es ar e intro duced.T hen,based o n the structure o f the g uided waves,the distr ibution o f the energ y and displacement o f guided w aves is ana lyzed.L ast ly ,some new techniques o f numer ical analy sis and signal pro cessing fo r g uided wav e no ndest ructive testing are descr ibed. Keywords:U ltr aso nic t esting ;G uided wav e;Disperse characterist ic;F inite element;Boundary element;Signal pr ocessing 相对于传统的超声波检测技术,超声导波具有传播距离远、速度快的特点,因此,在大型构件(如在役管道)和复合材料板壳的无损检测中有良好的应用前景。但目前,导波的一些机理和特性仍然不很清楚,导波的理论研究成为近年来无损检测界的热点。随着理论研究的深入,产生了很多有关导波的 新技术,促使其应用于更广泛的领域。 1 导波的分类 导波是由于声波在介质中的不连续交界面间产生多次往复反射,并进一步产生复杂的干涉和几何弥散而形成的。主要分为圆柱体中的导波以及板中的SH 波、SV 波、兰姆波(Lam b)和漏兰姆波[1]等。 根据Silk 和Bainto n 的理论[2] ,圆柱体中的导波分为 轴对称纵向模式L(0,m)(m =1,2,3, 收稿日期:2005 01 13 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475006) )。 轴对称扭转模式T (0,m )(m =1,2,3, )。 非轴对称弯曲模式F(n,m )(n,m =1,2,3, )。各模式中整数m 是计数变量,反映该模式在管壁厚方向上的振动形态;整数n 反映该模式绕管壁螺旋式传播形态。其中,L(0,m )和T (0,m )模式是F(n,m )模式中n =0的特例。 虽然上述定义已被广泛接受,但是针对某些具体问题,研究人员也提出了不同的导波分类方法,以利于分析在具体问题中表现出来相似特征的导波模式。如Vo gt T 等[3] 在研究部分埋地圆柱体结构中的导波散射问题时提出了单一(v ,n)模式,其中v 1对应原弯曲模式;v =0对应原纵波和扭转模式。两种模式用计数变量n 区别。两种定义方式的模式,(0,1)对应L(0,1),(0,2)对应T(0,1),(0,3)对应L(0,2),(0,4)对应T (0,2)等。 2 频散特性与频散方程 频散是导波的主要特性之一,即导波的相速度 57

超声监测专业技术的新应用

超声监测技术的新应用

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超声监测技术的新应用 超声检测技术是一门以物理、电子、机械以及材料学为基础，各行各业都在使用的通用技术之一，他是通过超声波的产生、传播及接受的物理过程完成的。目前，超声波技术广泛应用于工业领域的很多方面。 其中超声探伤检测是无损探伤中最为重要一种方法，由于超声波具有穿透能力强、对材料人体无害、使用方便等特点，可对各种锻件、轧制件、铸件、焊缝等进行内部缺陷检测，因而得到广泛应用。 此外利用超声波的各种特性，超声技术还应用于金属与非金属材料厚度测量、流量测量、料位及液位检测与控制、超声波零件清洗等工业领域。 本文主要介绍超声技术在设备故障检测及诊断方面的最新应用。 一．压力及真空系统的泄漏检测 当气体在压力下通过限流孔时，它从一个有压层流变为低压紊流（参见图1）。紊流产生所谓的“白噪声”广谱声音。在这种白噪声中含有超声波分量。因为泄漏部位的超声最大，探测这些信号通常是非常简单的。 目前已有成熟的超声检测专用仪器，可将探测到的超声波信号转换为人耳可听见的音频信号，适用于各种泄漏检测。（参见附录） 泄漏可以在压力系统或真空系统中出现。在这二种系统中，超声的产生方式如上所述。二者之间唯一不同的是真空泄漏产生的超声波振幅通常小于同等流速的压力泄漏。其原因在于真空泄漏产生的紊流是发生在真空室内，而压力泄漏产生的紊流出现在大气中 什么样的气体泄漏采用超声波探测呢？一般来说，不管何种气体，包括空气在内，只要它从限流孔泄出时产生紊流，就可以用超声波探测。与气体专用的传感器不同，超声检测是属于声音专用检测。气体专用传感器仅能用于它所能辨别的具体气体（如氦）。而超声检测能辨别出任何类型的气体，因为它探测的是泄漏紊流所产生的超声。

超声导波检测技术原理

超声导波检测技术 超声导波（Ultrasonic Guided Wave）检测技术利用低频扭曲波（Torsinal Wave）或纵波（Longitudinal Wave）可对管路、管道进行长距离检测，包括对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测。 超声导波（也称为制导波）的产生机理与薄板中的兰姆波激励机理相类似，也是由于在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。但是对于管道检测，在一般管壁厚度下要产生适当的波型，则需要使用比通常超声波探伤低得多的频率，导波通常使用的频率f＜100KHz，因此导波对单个缺陷的检出灵敏度与通常使用频率在MHz级别的超声检测相比是比较低的，但是导波检测的优点是能传播20~30米长距离而衰减很小，因此可在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测，特别适合于检测在役管道的内外壁腐蚀以及焊缝的危险性缺陷。低频导波长距离超声检测法用于管道在役状态的快速检测，内外壁腐蚀可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。 超声导波应用的主要波型包括-扭曲波（Torsinal Wave，也简称为扭波）和纵波（Longitudinal Wave）。 扭曲波的特点是能够一边沿管子周向振动，一边沿管子轴 向传播，声能受管道内部液体影响较小（在导波检测时， 液体在管道中流动是允许的），回波信号能包含管轴方向 的缺陷信息，通常能得到清晰的回波信号，信号识别较容 易，在应用中需要换能器数量少，重量轻、费用省、因管 内液体介质而产生的扩散效应较小，波型转换较少，检测 距离较长，对轴向缺陷灵敏度高。 纵波特点是一边沿管子轴向振动，一边沿管子轴向传播， 回波幅度与缺陷性状关系不大，回波信号不如扭波清晰， 因为受管内流体流动的影响，也受探头接触面的表面状态 影响较大（油漆、凹凸等）受被测管内液体介质流动的影 响很大。 超声导波检测装置主要由固定在管子上的探伤套环（探头矩阵）、检测装置本体（低频超声探伤仪）和用于控制和数据采样的计算机三部分组成。 探头套环由一组并列的等间隔的环能器阵列组成，组成阵列的换能器数量取决于管径大小和使用波型，换能器阵列绕管子周向布置。 探伤套环的结构按管道尺寸采用不同节环-可以是一分为二，用螺丝固定以便于装拆（多用于直径较小的管道），或者充气式环（柔性探头套环），靠空气压力紧套在管子上（多用于直径较大的管道）。接触探头套环的管子表面需要进行清理但无须耦合剂，亦即除安放探头环的位置外，无需在清除和复原大面积包覆层或涂层上花费功夫，这也是超声导波检测的优点之一。超声导波探头套环上的探

超声波检测技术及应用

超声波检测技术及应用 刘赣 （青岛滨海学院，山东省青岛市经济开发区266000） 摘要：无损检测(nondestructive test)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测（UT）的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。 关键词：超声波检测；纵波；工业应用；无损检测 1.超声波检测介绍 1.1超声波的发展史 声学作为物理学的一个分支, 是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940 年以前只有单晶压电材料, 使得超声波未能得到广泛应用。20 世纪70 年代, 人们又研制出了PLZT 透明压电陶瓷, 压电材料的发展大大地促进了超声波领域的发展。声波的全部频率为10- 4Hz～1014Hz, 通常把频率为2×104Hz～2×109Hz 的声波称为超声波。超声波作为声波的一部分, 遵循声波传播的基本定律, 1.2超声波的性质 1）超声波在液体介质中传播时，达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击（基于“空化现象”）。从而引出了“功率超声应用技术“例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”（统称“超声波加工”）等。2）超声波具有良好的指向性 3）超声波只能在弹性介质中传播，不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。 4）超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。 5）超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。 6）利用强功率超声波的振动作用，还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 1.2超声波的产生与接收 超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现的。由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中压电晶体片的两面电极上时，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。弱压电晶体片与焊件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。反之，当压电晶体片收到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两面产生不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形势经探伤仪显示，这就是超声波的接收。 1.3超声波无损检测的原理 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

超声导波技术-3优势和局限性

2.2超声导波检测技术 2.2.1超声导波检测技术的工作原理 超声波检测技术利用探头发射超声导波（低频扭曲波或纵波），通过管道内外壁反射波的时间差来判定壁厚和腐烛情况[30],可用于各种管道进的缺陷检测，包括对于地下埋管不开挖状态下管道的长距离检测等。导波检测技术是一种新兴的无损检测技术，现正随着它发展势头的迅猛，应用越来越广泛。 超声导波检测的工作原理：探头受到激励信号发射超声导波，导波信号包裹管道的整个圆周和整个壁厚，并沿着管道向远处传播；在传播过程中遇到缺陷时,会在缺陷处返回一定比例的反射波,利用探头传感器接收到的内外壁反射波的时间差来识别和判断缺陷，并对其定位。对于有缺陷的的管道，缺陷处的壁厚必定有所变化，利用内壁或外壁产生反射信号，被传感器接收的返回信号-反射波就会产生时间差，根据缺陷产生的附加波型进行处理可以识别的回波信号，因此可以检测出管道内外壁由腐蚀或侵蚀引起的缺陷。 2.2.2超声导波检测技术的优势 导波检测具有直接和定量化的特点,数据损失也可由相关的仪器和软件获得,因此有较高的灵敏度[30]，相对其他检测方法优势明显。 导波检测技术的主要优势: 1) 操作使用较方便,检测点只要选取得当，长距离检测的距离就大大增加； 2) 检测迅速,在管道360度安装好探头后打开导波检测仪,几分钟即可对管道的正负方向完成检测； 3) 检测能力强,对管道结构特征和缺陷特征分辨能力强[31]； 4) 能够检测某些人员无法到达的区域,如海平面以下管道、埋地管道等[31]； 5) 灵敏度高,截面损失率超过2%的缺陷都可以被检测出来[31]； 6)—次安装后,进行预处理的检测点可以保留便于以后的定期复查，如果是重要管段，可安放导波检测仪器全天候监测; 7)不容受到外界因素影响,如温度、压力和内部流动介质等[31]。 2.2.3超声导波检测技术的局限性 超声导波检测虽然相对于传统常规的检测方法有很明显的优势，但一项技术

超声波的原理与应用

新疆大学课程大作业 题目：超声波的原理与应用姓名：xx xx 学院：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化班级：电气xx-x班 完成日期：2012年11月27日

超声波的原理与应用 概述： 超声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动，引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播，这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20～20000Hz之间，频率在20～20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz，而次声波的频率可以低达9-8Hz。 早在1830年，F·Savart曾用齿轮，第一次产生24000HZ的超声，1876年F·Galton用气哨产生30000Hz 的超声。1912年4月10日，泰坦尼克号触冰山沉没，引起科学界注意，希望可以探测到水下的冰山。直到第一次世界大战中，德国大量使用潜艇，击沉了协约国大量舰船，探测潜艇的任务又提到科学家的面前[1]。当时的科学家郎之万和他的朋友利用当时已出现的功率很大的放大器和石英压电晶体结合起来，能向水下发射几十千赫兹的超声波，成功的将超声波应用到实际中。 现在，超声波测试把超声波作为一种信息载体，它已在海洋探测与开发、无损检测、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如：在海洋应用中，超声波可以用来探测鱼群和冰山，可以用于潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中，利用超声波检测固体材料内部缺陷、材料尺寸测量、物理参数侧量等。在医学中，可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描和血流速度的测量等。 超声波工作原理 这次做机器人用到了超声波，才开始看它的工作原理，感觉还很简单，但是调试到最后，发现了很多问题，该碰到的都碰到了。赶紧写出来分享给大家。 先把超声波的工作原理贴出来：

超声波检测新技术

超声波检测新技术-TOFD 摘要：本文通过简单介绍超声波检测中TOFD方法的物理原理和在无损探伤中的应用，提出了TOFD检测技术将会更加广泛应用于焊缝的无损检测工作中。TOFD检测技术的发展过程、TOFD检测的原理、优点及其局限性，对TOFD检测主要应用范围进行了阐述。给出了TOFD检测的一般工艺流程,并结合实际操作,说明了该技术的重要用途，对TOFD技术对缺陷精确定量进行了简要说明。 关键词:超声波；TOFD；检测 New technology of ultrasonic TOFD ABSTRACT: in this paper, the physical principle of TOFD in ultrasonic testing method is briefly introduced and applied in non-destructive inspection, put forward a nondestructive test technique for the detection of TOFD will be more widely used in the welding seam. TOFD detection technology development process, the TOFD detection principle, advantages and limitations of TOFD testing, main application range are described. The general process of TOFD detection is presented, and combined with the actual operation, explains the important uses of the technology, the TOFD technology of the precise and quantitative defects are introduced briefly. Keywords: ultrasonic; TOFD; detection 0 引言 TOFD(Time-of-flight-diffraction technique)检测技术于1977年，由英国Silk教授根据超声波衍射现象首次提出。现已在核电、建筑、化工、石化、长输管道等工业的厚壁容器和管道方面多有应用。TOFD技术的检测费用是脉冲回声技术的1/10。现在，TOFD检测技术在西方国家是一个热门话题，现已开始大量推广应用，几年以后，将有取代RT的可能。 2006年9月TOFD标准组成立暨首次会议上，中国特检院提出由全国锅容标委归口，2009年12月《固定式压力容器安全技术监察规程》（简称“新容规”）开始实施，后延至2010年11月正式实施。TOFD监测系统由计算机超声波探伤仪本体、发射探头、接收探头、前置放大器、光学或磁性编码器以及连接电缆组成。仪器能以不可更改的方式将所有扫描信号和TOFD图像存储于磁、光等永久介质，并能输出其硬拷贝。[1] 《固定式压力容器安全技术监察规程》第4.5.3.1无损检测方法的选择：压力容器的对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差超声检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声检测和不可记录的脉冲反射法超声检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差超声检测（TOFD）做为附加局部检测。第 4.5.3.4.2超声检测技术要求：采用衍射时差超声检测（TOFD）的焊接接头，合格级别不低于II级。[2] 1 TOFD检测的原理和应用 1.1 基本原理 TOFD检测原理：当超声波遇到诸如裂纹等缺陷时，将在缺陷尖端发生叠加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。也可理解为当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射波以外，还要发生衍射现象。 两束衍射波信号在直通波与底面反射波之间出现。缺陷两端点的信号在时间上将是可分辨的，根据衍射波信号传播的时间差可判定缺陷高度的量值。因为衍射波分离的空间（或时间）与裂纹高度直接相关。[3] 非平行扫查一般作为初始的扫查方式，用于缺陷的快速探测以及缺陷长度、缺陷自身高度的

先进的超声导波无损检测技外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

先进的超声导波无损检测技术 炼油石化工业和其它工业所用的管道在长时间服役后，腐蚀是一个经常被人们关心的问题，尤其是管外（即使是加装了防腐层后管外壁）的腐蚀问题，一旦失效，将给生产和人身带来严重的损害。因此，管道安全运行，首先要适时检测其管壁强度，被腐蚀或有裂纹﹑渗漏等要有预警。 管外防腐层的剥除费用高，不但费时、费工，而且当遇有公路交叉时，管道只有进行大规模挖掘才能进行腐蚀检测。这就引出了具有世界先进水平的较理想的“超声导波技术”，现已由国内开发研究成功。对管壁的这种超声导波检测为上述问题提供了一个非常好的解决方法。在一处安装后，可以沿管道传播若干米，反射的回波便可显示管道的腐蚀或其它特征。 超声导波检测技术利用低频扭曲波或纵波可对管路、管道进行长距离检测，包括对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测。超声导波（也称为制导波）的产生机理与薄板中的兰姆波激励机理相类似，也是由于在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。但是对于管道检测，在一般管壁厚度下要产生适当的波型，则需要使用比通常超声波探伤低得多的频率，导波通常使用的频率f＜100KHz，因此导波对单个缺陷的检出灵敏度与通常使用频率在MHz级别的超声检测相比是比较低的，但是导波检测的优点是能传播20~30米长距离而衰减很小，因此可在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测，特别适合于检测在役管道的内外壁腐蚀以及焊缝的危险性缺陷。低频导波长距离超声检测法用于管道在役状态的快速检测，内外壁腐蚀可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。 超声导波应用的主要波型包括-扭曲波（也简称为扭波）和纵波。扭曲波的特点是能够一边沿管子周向振动，一边沿管子轴向传播，声能受管道内部液体影响较小（在导波检测时，液体在管道中流动是允许的），回波信号能包含管轴方向的缺陷信息，通常能得到清晰的回波信号，信号识别较容易，在应用中需要换能器数量少，重量轻、费用省、因管内液体介质而产生的扩散效应较小，波型转换较少，检测距离较长，对轴向缺陷灵敏度高。

超声波热量表原理及应用

一、超声波热量表原理： 1、基本原理： 热量表是将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管 号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而积算仪采集来自流量 热水所提供的热量与热水的进回水温差及热水流量成正比例关系。热水流量采用声波时差法原理进行测量，进回水温度则通过铂电阻温度计测量。热能表积算仪将热水流量和进回水温度进行数据运算处理，最后得出所消耗掉的热量，单位为 kWh 、 MWh、MJ 或 GJ。

2、 计算方法： a 、焓差法（依据供回水温度、流量对水流时间进行积分来计算） Q =∫q m ×?h ×d τ=∫ρ×q v ×??×d ττ1 τ0τ1τ0 Q ：系统释放或吸收的热量； q m ：水的质量流量 q v ：水的体积流量 ?? ：供水和回水温度的水的焓值差 b 、热系数法（根据供回水温差、水的累积流量） Q =∫k ×?θ×dv v0 v1 K=ρ???θ V :水的体积 ?θ：供水和回水的温差 k ：热系数 （具体密度及焓的取值参见GB/T 32224-2015附录A ） 二、 超声波热量表的选用 1、 机械部分 a 、热量表外形尺寸选用：热量表公称口径；公称压力；热量表全长、热量表计算器长度、高度、计算器高度、表接螺纹、流量计表体材质等。保证热量表可以正确安装在设备无干涉、且后期检修方便。 b 、热量表技术数据选用：包含热量表的最小流量、最大流量、过载流量、热量表温度围、公称流量下的压力损失、最大温差、最小温差、测算精度、热量表防护等级等。 2、 电气及软件部分 热量表供电方式：一般为24V 和230V （具体参见说明书）。 温度传感器类型、传感器导线长度（严禁自行加长、截短或更换导线）、热量表的通讯方式及通讯接口、流量计计量周期、用户M-Bus 抄表系统、

专题实验-超声波测试原理及应用

实验一、超声波的产生与传播 实验方案 1. 直探头延迟的测量 参照附录A 连接JDUT-2型超声波实验仪和示波器。超声波实验仪接h 直探头，并把探 头放在CSK-IB 试块的正面，仪器的射频输出与示波器第1通道相连，触发与示波器外触发 相连，示波器采用外触发方式，适半设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电圧范用与 时间范闱，使示波器上看到的波形如图1.7所示。 在图1.7中，S 称为始波，t 0对应于发射超声波的初始时刻；Bl 称为 图1.7 直探头延迟的测虽 试块的1次底面回波，h 对应于超声波传播到试块底面，并被发射回来后，被超声波探头接 收到的时刻，因此h 对应于超声波在试块内往复传播的时间：B 2称为试块的2次底面冋波, 它対应于超声波在试块内往复传播到试块的上表面后，部分超声波被上表面反射，并被试块 底面再次反射，即在试块内部往复传播两次后被接收到的超声波。依次类推，右3次、4次 和多次底面反射回波。 从示波器上读出传播h 和t2,则直探头的延迟为 (1-6) 2. 脉冲波频率和波长的测量 调节示波器时间范闱，使试块的1次底面回波出现在示波屏的中央，脉冲波的振幅小于 IVO 测量两个振动波峰之间的时间间隔，则得到一个脉冲周期的振动时间t,则脉冲波的频 率为^1/t ：已知铝试块的纵波声速为6.32InInUS,贝IJ 脉冲波在铝试块中的波长为l=6.32t β 3. 波型转换的观察与测最 号时间范悅改变探头的入射角，并在改变的过程中适当移动探头的位宜，使每一个入射角 对应的R 2圆弧面的反射回波最 人。則在探头入射角由小变人的过 程中，我们町以先后观察到回波 B 1. B 2和B3;它们分别对应于纵 波反射回波、横波反射回波和表面 波反射回波。 让探头靠近试块背而，通过调节入 射角调，使能够同时观测到回波 BI 和（如图1.9）,且它们的幅 度基本相等：再让探头逐步靠近试 块正面,则又会在Bl 前面观测到一个回波bl ， 参照附录B 给出铝试块的纵波声速与横波声速，通过简单测量和计算，可以确定b 、Bl 和氏对应的波型和反射面。 4. 折射角的测量 确定Bi 、B?的波型后，町以分别测量纵波和横波的折射角。参照图Llo 首先让把探头 的纵波声束对正（回波幅度最人时为正对位宜）CSK-IB 试块 把超声波实验 仪换上町变角探头， 参照图1-8把探头 放在试块上，并使探 头靠近试块背面，使 探头的斜射声束只 打在 R2圆弧而上。 适当 设置超声波实 验仪衰减器的数值 和示波器 的电压范阖 CT ? V V R2 -C I ? 图1.8观察波型转换现彖

超声波检测技术的实验原理和方法

实验超声波检测 一、实验目的 1、了解超声波检测的基本原理和方法； 2、了解超声波检测的特点和适用范围； 3、掌握斜探头横波探伤的距离－波幅（DAC）曲线制作方法。 二、实验设备器材 1、ZXUD-40E型智能超声波探伤仪 ZXUD-40E型数字式超声波探伤仪是小型化的便携式超声波探伤仪器，特别适用于材料缺陷的评估和定位、壁厚测量等，适合各种大型工件和高分辨率测量的要求。

⑴仪器外观如图9-1所示：

图9-1 仪器外观 当连接仅带有一个超声晶片的探头（自发自收）时，可以任意插入一个仪器上的探头连接器。 当连接带有双超声晶片的探头（一个为发射晶片，一个为接收晶片）或连接两个探头（一个发射探头，一个接收探头）时，必须注意：发射的一端接入左边一个探头连接器插孔，接收的一端接入右边一个探头连接器插孔，如图9-1所示。 ⑶键盘及其功能 图9-2ZXUD-40E的薄膜键盘按键排列 仪器包含27个按键。这些按键分成5大类：电源键、方向键、功能菜单键、子菜单键和功能热键。关于各按键的具体功能概述，参见表9-1。 表9-1各按键的具体功能概述

⑷参数设置规程 参数设置可通过以下两种规程来完成。 有些参数设置仅遵照“方向键增减调节规程”，比如：探头类型、声程跨距等；有些参数设置又仅遵照“直接数字输入规程”，比如：探头频率、探头规格等；还有些参数设置可遵照两种规程，比如：检测范围、零位偏移等。 ⑸方向键增减调节规程 可按下或

来增减参数设置。 ⑹直接数字输入规程 对于垂直菜单探伤通道设置，按下进入探伤通道设置状态，再次按下则进入直接数字输入状态；对于水平菜单，按下子菜单键选中子菜单项，再次按下子菜单键则也进入直接数字输入状态。 一旦进入直接数字输入状态，将在菜单项上出现闪烁光标，等待用户直接输入数字。在输入的过程中，若发现先前输入的数字错误，可按下 使得光标回退，删除刚才输入的错误数字。输入完成之后，用户可按下来接受输入，也可按下

超声导波简介

超声导波技术 超声导波（Ultrasonic Guided Wave）检测技术（又称长距离超声遥探法）主要用于在线管道检测，包括低碳钢、奥氏体不锈钢、二重不锈钢等材料的无缝管、纵焊管、螺旋焊管。可应用于油气管网（如天燃气管道、炼油厂火焰加热器中的垂直管路、带岩棉保温介质和漆层的架空液化气管道）及石油化工厂中的管网（如无保温层的输送CO与H合成类的淤浆管道、石油化工厂的交叉管路），码头管线、管区的连接管网，海上石油管网/导管，水下管道、电厂管网，结构管系，穿路/过堤管道、复杂或抬高管网，保温层下管道（例如带有保温层的氨水管道）、带有套管的管道，以及带有保护层的管道。超声导波检测技术能检出管道内外部腐蚀或冲蚀、环向裂纹、焊缝错边、焊接缺陷、疲劳裂纹等缺陷。最新的利用磁致伸缩换能器的超声导波检测已能应用于非铁磁性材料和非金属材料，除了管道检测还能用于棒材、钢索、电缆以及板盘件的检测。 超声导波检测的优点是能传播长距离而衰减很小，在一个位置固定脉冲回波列阵就可一次性对管壁进行长距离大范围的100%快速检测（100%覆盖管道壁厚），检测过程简单，不需要耦合剂，工作温度可达到零下40摄氏度到938摄氏度的高温范围，只需要剥离一小块防腐层以放置探头环即可进行检测，特别是对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测更具有独特的优势。 下图示出管道腐蚀的常规检测与长距离超声导波检测的方法原理示意图。常规差评声波检测是在经过表面清理的管道外面逐点扫查或抽检进行超声测厚，而超声导波检测是以探头环位置发射低频导波沿管线向远处传播，甚至在保温层下面传播，一次就能在一定范围内100%覆盖长距离的管壁进行测量，反射回波经探头被仪器接收，并以此评价管道的腐蚀状况，架设在一个探头位置的探头列阵可向两侧长距离的发射导波和接收回波信号，从而可对探头套环两侧的长距离管壁作100%的检测，从而达到更长的检测距离，目前已经能用应用于直径1.5~80英寸的管道现场检测，理想状态下可以沿管壁单方向传播最长达200米。 图1 常规超声波检测与长距离超声导波检测 超声导波检测时，若管道内存在特大面积腐蚀或严重腐蚀会造成信号衰减而影响一测检测的有效距离，如果存在多重缺陷时还会产生叠加效应；超声导波检测技术采用的是低频超声波，无法发现总横截面损失量没有超过检测灵敏度的细小裂纹、纵向缺陷、小而孤立的腐蚀坑或腐蚀穿孔；超声导波检测需要通过实验选择最佳频率，需要采用模拟管壁减薄的对比试验管；检测中通常使用法兰、焊缝回波作基准，受焊缝余高不均匀而影响评价的准确程度；超声导波的有效检测距离除了与导波的频率、模式有关外，还与例如埋地管的沥青防腐绝缘层、埋地深度、周围土壤的压紧程度及土壤特性，或管道保温层及管道本身的腐蚀情况与程度等相关；超声导波一次检测距离段不宜有过多弯头（一般不宜超过2~3个弯头，且适合曲率半径大于管道直径3倍的弯头）；对于有多种形貌特征的管段，例如在简短的区段内有多个T字头，就不可能进行可靠的检验；超声波的最小可检缺陷、检测范围随管子状态而异；超声导波监测数据的解释需要有训练有素、

超声波提取原理、特点与应用介绍

超声波提取原理、特点与应用介绍 超声波指频率高于20KHz，人的听觉阈以外的声波。 超声波提取在中药制剂质量检测中（药检系统）已广泛应用。《中华人民共和国药典》中，应用超声波处理的有232个品种，且呈日渐增多的趋势。 近年来，超声波技术在中药制剂提取工艺中的应用越来越受到关注。超声波技术用于天然产物有效成分的提取是一种非常有效的方法和手段。作为中药制剂取工艺的一种新技术，超声波提取具有广阔的前景。 超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。 1、提取原理 （1）机械效应超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。 （2）空化效应通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。 （3）热效应和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。 此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并于介质充分混合，加快了提取过程的进行，并提高了药物有效成分的提取率。 2、超声波提取的特点 （1）超声波提取时不需加热，避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响，适用于对热敏物质的提取；同时，由于其不需加热，因而也节省了能源。 （2）超声波提取提高了药物有效成分的提取率，节省了原料药材，有利于中药资源的充分利用，提高了经济效益。 （3）溶剂用量少，节约了溶剂。 （4）超声波提取是一个物理过程，在整个浸提过程中无化学反应发生，不影响大多数药物有效成分的生理活性。 （5）提取物有效成分含量高，有利于进一步精制。 3、超声波技术在天然产物提取方面的应用 与水煎煮法对比，采用超声波法对黄芩的提取结果表明，超声波法提取与常规煎煮法相比，提取时间明显缩短，黄芩苷的提取率升高；超声波提取10、20、40、60min均比煎煮法提取3h的提取率高。 应用超声波法对槐米中主要有效成分芦丁的提取结果表明，超声波处理槐米30min所

超声波的检测原理反射折射

超声波的检测原理反射折射

2超声波及超声检测原理 2. 1超声波的基本性质 通常人耳能听到声音的频率范围在 20}20KHz 之间，把超过20KHz 的声波 称为超 声波。超声波在本质上是一种机械波，所以它的产生必须依赖两个条件， 一是有机械振动的声源，二是有能够传播振动的弹性介质。 波的种类是根据介质质点的震动方向和波动传播方向的关系来区分的。超 声波在介 质中传播的波形有许多种，有纵波、横波、表面波等。 2.1.1超声场的特征量 充满超声波的空间叫做超声场。声压、声强度、声阻抗是描述超声场 特征的几 个重要物理量。 a. 声压 超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声场存在时的静态 压强之差 被称为声压，常用 P 表示，单位为帕。超声波在介质中传播时，介质 中每一点的声压随着时间t 、距离x 而变化，其公式为： X p =「 Awpsi nw(t ) = pcv c 式中P 为介质的密度、必为介质的角频率 C 为超声波在介质中的波速， v 为介 质质点的振动速度。可见声压的绝对值与波速以及角频率成正比。 b. 声强度 在垂直于超声波方向上的单位面积内通过的声能量被称为声强度，也 称声强。 式中A 为超声波的振幅。从公式可见声强与质点振动的位移振幅的平方成 正比，与 质点振动的角频率的平方成正比。 C.声阻抗 从声压的公式可见，在同一声压下辉越大，质点振动速度就越小，反之亦 然，它反 映了声学特性，故将声的乘积作为介质的声阻抗，以符号 Z 表示。 2. 1. 2超声波的速度及波长 超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量及介质的密度有关，对 一定的介 质其弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同的介质有不同的 声速。超声波的频率、波长和声谏之间的关系如下 ： 其中入超声波的波长、c 为超声波的速度、f 为超声波的频率。 p cA 2 a)2 2 2 pc