一、定義2二、超聲波的波段2三、超聲波探傷的原理2四、探傷儀介紹31、產(chǎn)品品種、規(guī)格32、組成33、功能44、技術(shù)要求5五、儀器特點(diǎn)61、檢測(cè)速度快62、檢測(cè)精度高63、可靠性高 穩(wěn)定性好64、安全性7六、儀器檢測(cè)方法71、脈沖反射法7（1）缺陷回波法8（2）底波高度法8（3）多次底波法82、穿透法93、共振法94、TOFD法10七、優(yōu)缺點(diǎn)101、主要優(yōu)點(diǎn)102、主要缺點(diǎn)11超聲波探傷一、定義超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小二、超聲波的波段利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對(duì)超聲波傳播的影響來(lái)檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢驗(yàn)方法?，F(xiàn)在廣泛采用的是觀測(cè)聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法，此外還有觀測(cè)穿過(guò)材料后的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.55MHz之間。 常用的檢驗(yàn)儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據(jù)儀器示波屏上反射信號(hào)的有無(wú)、反射信號(hào)和入射信號(hào)的時(shí)間間隔、反射信號(hào)的高度，可確定反射面的有無(wú)、其所在位置及相對(duì)大小。三、超聲波探傷的原理超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有多種波型，檢驗(yàn)中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測(cè)金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡(jiǎn)單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷；用橫波可探測(cè)管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可探測(cè)形狀簡(jiǎn)單的制件上的表面缺陷；用板波可探測(cè)薄板中的缺陷。四、探傷儀介紹1、產(chǎn)品品種、規(guī)格a. 品種、型式：如專用型、通用型、臺(tái)式、攜帶式等。b. 基本結(jié)構(gòu)：如插件式、組合式、整體式、電子管、晶體管、集成化等。c. 儀器組成：如主機(jī)、充電器、電池箱、外附報(bào)警器、記錄器等。d. 結(jié)構(gòu)尺寸：外形尺寸和必要的結(jié)構(gòu)尺寸。e. 質(zhì)量：儀器組成中各部分的質(zhì)量以及必要的組合質(zhì)量。f. 熒光屏有效顯示面積：熒光屏的有效顯示面積，刻度形式或刻度簡(jiǎn)圖。g. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖或相片。2、組成 探傷儀應(yīng)包括同步、發(fā)射、衰減器、接收系統(tǒng)、掃描、顯示及電源等基本組成 部分，也可設(shè)置延時(shí)、報(bào)警、深度補(bǔ)償、標(biāo)記、跟蹤及記錄等附加裝置3、功能超大測(cè)量范圍，可檢測(cè)2.510000mm以上的大型工件 方波脈沖發(fā)生器和尖脈沖發(fā)生器 高精度10位AD采樣使得缺陷定量更加準(zhǔn)確 簡(jiǎn)便焊縫檢測(cè)工具 彩色半跨距指示器 ?？梢栽诤缚p檢測(cè)中輕松識(shí)別各次反射對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和跨距。 彩色坐標(biāo)網(wǎng)格指示器 可為各次反射數(shù)據(jù)段的Al 掃描動(dòng)態(tài)更換顯示屏背景色。 曲率修正計(jì)算功能，能夠自動(dòng)地計(jì)算缺陷深度、缺陷表面距離和缺陷聲程。 簡(jiǎn)便缺陷定量工具 動(dòng)態(tài)DAC/TCG曲線，可修正材料衰減和波形發(fā)散引起的距離/振幅變化，符合或超過(guò)了TCG 的工業(yè)要求。 智能 DGS（距離增益尺寸）曲線，可智能生成指定的等效參考缺陷尺寸曲線，測(cè)量窄頻探頭到參考缺陷距離。 ERS（等效參考缺陷尺寸）功能可自動(dòng)計(jì)算測(cè)量門(mén)內(nèi)任何回波的相應(yīng)等效參考缺陷的直徑。 B掃描選項(xiàng) 厚度模式B掃描功能可以清晰的展現(xiàn)被測(cè)物體的腐蝕狀態(tài)。 全聲程模式B掃描功能可以將缺陷在被測(cè)物體內(nèi)的分布狀況及當(dāng)量進(jìn)行直觀顯示。 超大容量的文件存儲(chǔ)與編輯 三種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式可以選擇線性、網(wǎng)格或定制線性。 界面友好的PC軟件 ，自動(dòng)生成檢測(cè)分析報(bào)告。 更多的簡(jiǎn)便功能 實(shí)時(shí)（單次發(fā)射）TTL 輸出可以適應(yīng)各種系統(tǒng)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)聲、光和電時(shí)實(shí)報(bào)警和輸出。 四種任意選擇的波形保持模式 全部、標(biāo)準(zhǔn)、比較或包絡(luò)模式，獲得最佳的波形評(píng)估和比較。 三種可變的保持模式 可在包絡(luò)保持模式中選擇，對(duì)于即要掃描同時(shí)又要移動(dòng)的被檢工件的工況，可以在視覺(jué)上幫助缺陷的檢測(cè)和評(píng)估。 波形的不同顏色對(duì)比 凍結(jié)參考波型比較與不同顏色的實(shí)時(shí)A 掃描進(jìn)行比較，輕松解讀檢測(cè)結(jié)果。4、技術(shù)要求3.1 一般規(guī)定a、 探傷儀組成 探傷儀應(yīng)包括同步、發(fā)射、衰減器、接收系統(tǒng)、掃描、顯示及電源等基本組成 部分，也可設(shè)置延時(shí)、報(bào)警、深度補(bǔ)償、標(biāo)記、跟蹤及記錄等附加裝置。b、電氣、機(jī)械結(jié)構(gòu)基本要求探傷儀的電氣、機(jī)械結(jié)構(gòu)基本要求應(yīng)符合SJ 946電子測(cè)量?jī)x器電氣、機(jī)械結(jié)構(gòu) 基本要求的規(guī)定。c、 誤差的規(guī)定探傷儀工作誤差的給出原則及其表示方法，應(yīng)符合SJ 943電子測(cè)量?jī)x器誤差的一般規(guī)定中的有關(guān)規(guī)定。凡表2中規(guī)定工作特性的項(xiàng)目，必須給出額定工作條件下的的誤差 極限，在此前提下，必要時(shí)部分項(xiàng)目可以按影響量、影響特性等不同范圍分段給出。d、 環(huán)境要求探傷儀按使用條件的環(huán)境分組，應(yīng)符合SJ 2075電子測(cè)量?jī)x器環(huán)境試驗(yàn)總綱的 規(guī) 定，并在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中注明產(chǎn)品隸屬的組別。五、儀器特點(diǎn)1、檢測(cè)速度快數(shù)字式超聲波探傷儀一般都可自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算、記錄，有些還能自動(dòng)進(jìn)行深度補(bǔ)償和自動(dòng)設(shè)置靈敏度，因此檢測(cè)速度快、效率高。 2、檢測(cè)精度高數(shù)字式超聲波探傷儀對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集、量化、計(jì)算和判別，其檢測(cè)精度可高于傳統(tǒng)儀器檢測(cè)結(jié)果。 記錄和檔案檢測(cè)，數(shù)字式超聲波探傷儀可以提供檢測(cè)記錄直至缺陷圖像。 3、可靠性高 穩(wěn)定性好數(shù)字式超聲波探傷儀可全面、客觀地采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或后處理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域或圖像分析，還可通過(guò)模式識(shí)別對(duì)工件質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，減少了人為因素的影響，提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性?？梢詫?shí)現(xiàn)的功能主要有： a. 自動(dòng)校準(zhǔn)：自動(dòng)測(cè)試探頭的“零點(diǎn)”、“K值”、“前沿”及材料的“聲速”； b. 自動(dòng)顯示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距離s、波幅、當(dāng)量dB、孔徑值； c. 自由切換標(biāo)尺； d. 自動(dòng)錄制探傷過(guò)程并可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)回放； e. 自動(dòng)增益、回波包絡(luò)、峰值記憶功能； f. 探傷參數(shù)可自動(dòng)測(cè)試或預(yù)置； g. 數(shù)字抑制，不影響增益和線性； h. 多個(gè)獨(dú)立探傷通道，可自由輸入并存儲(chǔ)任意行業(yè)的探傷標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)探傷無(wú)需攜帶試塊； i. 可自由存儲(chǔ)、回放波形及數(shù)據(jù)； j. DAC、AVG曲線自動(dòng)生成并可以分段制作，取樣點(diǎn)不受限制，并可進(jìn)行修正與補(bǔ)償； k. 自由輸入各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)； l. 與計(jì)算機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理,并可導(dǎo)出Excel格式、A4紙張的探傷報(bào)告； m. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘記錄:實(shí)時(shí)探傷日期、時(shí)間的跟蹤記錄，并存儲(chǔ)； n. 增益補(bǔ)償：對(duì)表面粗糙度、曲面、厚工件遠(yuǎn)距離探傷等因素造成的Db衰減可進(jìn)行修正； 所述以上功能都是模擬超聲探傷儀無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 4、安全性隨著超聲波探傷儀在各行業(yè)的普及，經(jīng)常有剛剛接觸無(wú)損檢測(cè)的人問(wèn)超聲波會(huì)不會(huì)像射線一樣對(duì)人體有傷害。超聲波檢測(cè)屬五大常規(guī)檢測(cè)手段之一，使用對(duì)人員無(wú)任何影響和傷害。六、儀器檢測(cè)方法超聲波檢測(cè)方法按原理分類，可分為脈沖反射法、穿透法、共振法和TOFD法。1、脈沖反射法超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢試件內(nèi)，根據(jù)反射波的情況來(lái)檢測(cè)試件缺陷的方法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。（1）缺陷回波法：根據(jù)儀器示波屏上顯示的缺陷波形進(jìn)行判斷的方法，稱為缺陷回波法。該方法是反射法的基本方法。圖1.1是缺陷回波檢測(cè)法的基本原理，當(dāng)試件完好時(shí)，超聲波可順利傳播到達(dá)底面，檢測(cè)圖形中只有表示發(fā)射脈沖T及底面回波B兩個(gè)信號(hào)，如圖1.1（a）所示。圖1.1缺陷回波法 圖1.2底波高度法若試件中存在缺陷，在檢測(cè)圖形中，底面回波前有表示缺陷的回波F如圖1.1（b）所示。（2）底波高度法：當(dāng)試件的材質(zhì)和厚度不變時(shí)，底面回波高度應(yīng)是基本不變的。如果試件內(nèi)存在缺陷，底面回波高度會(huì)下降甚至消失，如圖1.2所示。這種依據(jù)底面回波的高度變化判斷試件缺陷情況的檢測(cè)方法，稱為底波高度法。底波高度法的特點(diǎn)在于同樣投影大小的缺陷可以得到同樣的指示，而且不出現(xiàn)盲區(qū)，但是要求被探試件的探測(cè)面與底面平行，耦合條件一致。由于該方法檢出缺陷定位定量不便，靈敏度較低，因此，實(shí)用中很少作為一種獨(dú)立的檢測(cè)方法，而經(jīng)常作為一種輔助手段，配合缺陷回波法發(fā)現(xiàn)某些傾斜的和小而密集的缺陷，鍛件探傷中常用：如由缺陷引起的底波降低量。（3）多次底波法：當(dāng)透入試件的超聲波能量較大，而試件厚度較小時(shí)，超聲波可在探測(cè)面與底面之間往復(fù)傳播多次，示波屏上出現(xiàn)多次底波B1、B2、B3。如果試件存在缺陷，則由于缺陷的反射以及散射而增加了聲能的損耗，底面回波次數(shù)減少，同時(shí)也打亂了各次底面回波高度依次衰減的規(guī)律，并顯示出缺陷回波，如圖1.3所示。這種依據(jù)底面回波次數(shù)，而判斷試件有無(wú)缺陷的方法，即為多次底波法。圖1.3多次底波法(a)無(wú)缺陷 (b)小缺陷 (c)大缺陷多次底波法主要用于厚度不大、形狀簡(jiǎn)單、探測(cè)面與底面平行的試件檢測(cè)，缺陷檢出的靈敏度低于缺陷回波法。2、穿透法穿透法是依據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來(lái)判斷缺陷時(shí)情況的一種方法，如圖1.4所示。穿透法常采用兩個(gè)探頭，一個(gè)作發(fā)射用，一個(gè)作接收用，分別放置在試件的兩側(cè)進(jìn)行探測(cè)，圖1.4(a)為無(wú)缺陷時(shí)的波形，圖1.4(b)為有缺陷時(shí)的波形。 圖1.4穿透法3、共振法若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)波）在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，將引起共振，儀器顯示出共振頻率，用相鄰的兩個(gè)共振頻率之差，由以下公式算出試件厚度。 （2.1）式中 f0工件的固有頻率；fm、fm-1相鄰兩共振頻率；C被檢試件的聲速；波長(zhǎng)；試件厚度。當(dāng)試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)生變化時(shí)，將改變?cè)嚰墓舱耦l率。依據(jù)試件的共振特性，來(lái)判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測(cè)厚。通常常用的測(cè)厚儀為雙晶直探頭脈沖反射法，與A型脈沖反射式超聲波探傷儀原理相同。4、TOFD法TOFD是Time of Flight Diffraction 的第一個(gè)英文字母的縮寫(xiě)，中文簡(jiǎn)稱衍射時(shí)差法 。是上世紀(jì)七十年代由英國(guó)哈威爾無(wú)損檢測(cè)中心根據(jù)超聲波衍射現(xiàn)象首先提出來(lái)的，檢測(cè)時(shí)使用一對(duì)或多對(duì)寬聲束縱波斜探頭，每對(duì)探頭相對(duì)焊縫對(duì)稱布置（一發(fā)一收），如圖1.5所示。聲束覆蓋檢測(cè)區(qū)域，遇到缺陷時(shí)產(chǎn)生反射波和衍射波。探頭同時(shí)接收反射波和衍射波，通過(guò)測(cè)量衍射波傳播時(shí)間，利用三角方程來(lái)確定出缺陷的尺寸和位置。發(fā)射探頭頭接收探頭頭圖1.5 TOFD法七、優(yōu)缺點(diǎn)1、主要優(yōu)點(diǎn)穿透能力強(qiáng)，探測(cè)深度可達(dá)數(shù)米； 靈敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w； 在確定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準(zhǔn)確； 僅須從一面接近被檢驗(yàn)的物體； 可立即提供缺陷檢驗(yàn)結(jié)果; 操作安全,設(shè)備輕便。 2、主要缺點(diǎn)要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作； 對(duì)