无损检测超声波学习教案

1、会计学1无损无损(w sn)检测超声波检测超声波第一页，共123页。第1页/共122页第二页，共123页。第2页/共122页第三页，共123页。就会产生机械振动，此现象称就会产生机械振动，此现象称为逆压电效应。为逆压电效应。具有压电效应的晶体材料就称具有压电效应的晶体材料就称为压电材料。为压电材料。第3页/共122页第四页，共123页。/b. 施加交流电场时内部质点产生振动施加交流电场时内部质点产生振动拉伸或压缩时表面产生电拉伸或压缩时表面产生电荷荷正压电效应/逆压电效应 第4页/共122页第五页，共123页。第5页/共122页第六页，共123页。第6页/共122页第七页，共123页。第7页/

2、共122页第八页，共123页。第8页/共122页第九页，共123页。第9页/共122页第十页，共123页。第10页/共122页第十一页，共123页。n C = f = 常数。常数。第11页/共122页第十二页，共123页。n注意注意: 超声波检测超声波检测(jin c)过程常采用脉冲波。过程常采用脉冲波。第12页/共122页第十三页，共123页。第13页/共122页第十四页，共123页。第14页/共122页第十五页，共123页。第15页/共122页第十六页，共123页。第16页/共122页第十七页，共123页。第17页/共122页第十八页，共123页。第18页/共122页第十九页，共123页。

3、第19页/共122页第二十页，共123页。主声轴主声轴 N近场区长度(chngd)N=D2 /4超声场及 近场区 压电晶片第20页/共122页第二十一页，共123页。第21页/共122页第二十二页，共123页。第22页/共122页第二十三页，共123页。第23页/共122页第二十四页，共123页。n实际探测实际探测(tnc)时，超声波探时，超声波探伤仪示波屏上的波高伤仪示波屏上的波高h能够反映能够反映声波的衰减状况。声波的衰减状况。第24页/共122页第二十五页，共123页。T TB1B2B6第25页/共122页第二十六页，共123页。第26页/共122页第二十七页，共123页。ip0p2)2

4、(cosxtcAp第27页/共122页第二十八页，共123页。 -cApmmp第28页/共122页第二十九页，共123页。第29页/共122页第三十页，共123页。2/cmw22222112121mmcVcpcAI第30页/共122页第三十一页，共123页。第31页/共122页第三十二页，共123页。W透透W反反w入入第32页/共122页第三十三页，共123页。 界面材料界面材料 反射系数反射系数K % 钢钢钢钢 0 钢钢变压器油变压器油 81 钢钢有机玻璃有机玻璃 77 钢钢水水 88有机玻璃有机玻璃变压器油变压器油 17 钢钢空气空气 100 有机玻璃有机玻璃空气空气 100第33页/共1

5、22页第三十四页，共123页。而与何者为第一介质无关。而与何者为第一介质无关。第34页/共122页第三十五页，共123页。第35页/共122页第三十六页，共123页。12120ZZZZpprr第36页/共122页第三十七页，共123页。12202ZZZpptt212120)(ZZZZIIRr第37页/共122页第三十八页，共123页。212210)(4ZZZZIITt第38页/共122页第三十九页，共123页。第39页/共122页第四十页，共123页。第40页/共122页第四十一页，共123页。第41页/共122页第四十二页，共123页。a)钢钢-水入射水入射 b)水水-钢入射钢入射第42页/

6、共122页第四十三页，共123页。第43页/共122页第四十四页，共123页。22/d第44页/共122页第四十五页，共123页。222222222sin)1(4112sin)1(41dmmdmmr22222sin)1(4111dmmt第45页/共122页第四十六页，共123页。2m222 nd1, 0tr4)12(2nd0t02d42d第46页/共122页第四十七页，共123页。321ZZZ2222231222231312sin)(2cos)(4dZZZZdZZZZT第47页/共122页第四十八页，共123页。222 nd23131)(4ZZZZT第48页/共122页第四十九页，共123页。

7、4) 12(2nd312ZZZ1)(42231231ZZZZZZT422d231ZZ 312ZZZ第49页/共122页第五十页，共123页。422d第50页/共122页第五十一页，共123页。第51页/共122页第五十二页，共123页。超声波的超声波的绕射现象绕射现象(xinxing)第52页/共122页第五十三页，共123页。 S1 L1S2 L2 L LLoLL入射纵波入射纵波(zn b)(zn b)；纵波纵波(zn b)(zn b)入射角；入射角；L1L1反射纵波反射纵波(zn b)(zn b)；LL纵波纵波(zn b)L1(zn b)L1反射角；反射角；S1S1反射横波；反射横波；横波

8、横波S1S1反射角；反射角；L2 L2 折射纵波折射纵波(zn b)(zn b)；LL纵波纵波(zn b)L2(zn b)L2折射角；折射角；S2 S2 折射横波；折射横波；横波横波S2S2折射角。折射角。第53页/共122页第五十四页，共123页。第54页/共122页第五十五页，共123页。第55页/共122页第五十六页，共123页。第56页/共122页第五十七页，共123页。2211LLSSSSLLLCSINCSINCSINCSINCSIN（26) S1 L1S2 L2 L LL第57页/共122页第五十八页，共123页。 CL1CL2 , CL1 CS2 CL2 ,必有必有 SL ；且；

9、且 ，S ，L ；)sinarcsin(21lCCLL)sinarcsin(21sCCsL第58页/共122页第五十九页，共123页。n的入射角介于第一临界角、第的入射角介于第一临界角、第二二(d r)临界角之间。临界角之间。第59页/共122页第六十页，共123页。1Lc1ScLSS090L090L11arcsinLSIIIScc第60页/共122页第六十一页，共123页。第61页/共122页第六十二页，共123页。第62页/共122页第六十三页，共123页。第63页/共122页第六十四页，共123页。第64页/共122页第六十五页，共123页。tatpppp00appt0ptpap第65页

10、/共122页第六十六页，共123页。第66页/共122页第六十七页，共123页。件内部缺陷的有无、大小和位置。见下图：第67页/共122页第六十八页，共123页。 a.无缺陷无缺陷(quxin) b.小缺陷小缺陷(quxin) c. 大缺陷大缺陷(quxin)TBTTBFF第68页/共122页第六十九页，共123页。第69页/共122页第七十页，共123页。第70页/共122页第七十一页，共123页。应用特点：能够发现与探测面应用特点：能够发现与探测面平行或接近平行的面积型缺陷和平行或接近平行的面积型缺陷和体积型缺陷。体积型缺陷。对体积型缺陷的检出率较高。对体积型缺陷的检出率较高。第71页/共

11、122页第七十二页，共123页。 h = (tf / h = (tf / tb) = n tf tb) = n tf 第72页/共122页第七十三页，共123页。第73页/共122页第七十四页，共123页。缺陷长度缺陷长度探头移动距离探头移动距离6db波高波高波高包络线波高包络线 探头探头第74页/共122页第七十五页，共123页。对比试块。对比试块。设计适当设计适当(shdng)的距离尺的距离尺寸和人工反射体的尺寸；寸和人工反射体的尺寸；得到得到“探测距离与波幅曲线探测距离与波幅曲线” ；第75页/共122页第七十六页，共123页。25050孔径孔径(kngjng)可改变为：可改变为： 2，

12、 3， 4， 6；探头探头平底孔距探测面的距离为：平底孔距探测面的距离为：5，10，15，20，25，30，35，40，45第76页/共122页第七十七页，共123页。波幅波幅(bf)距离距离mm评定线评定线 定量线定量线报废线报废线dB第77页/共122页第七十八页，共123页。要做动态分析！要做动态分析！第78页/共122页第七十九页，共123页。n的经验。的经验。n各种现代超声检测技术的出现，各种现代超声检测技术的出现，大大提高了缺陷定性的准确性。大大提高了缺陷定性的准确性。第79页/共122页第八十页，共123页。垂直垂直水平水平环绕环绕转角转角第80页/共122页第八十一页，共123

13、页。；探头探头K值值: K = tg.(反射系反射系数数K)超声波频率超声波频率:f.第81页/共122页第八十二页，共123页。TTTFB a. 无缺陷无缺陷(quxin) b.有缺陷有缺陷(quxin) c.端角波端角波第82页/共122页第八十三页，共123页。射就对准了缺陷(quxin)。第83页/共122页第八十四页，共123页。oBP1P0.5bF缺陷水平距离缺陷水平距离 L声程声程Sh第84页/共122页第八十五页，共123页。工件工件缺陷缺陷Lh第85页/共122页第八十六页，共123页。工件工件(gngjin)缺陷缺陷(quxin)Lhh第86页/共122页第八十七页，共12

14、3页。则 L= (2h)K = Ssin 。第87页/共122页第八十八页，共123页。铅直铅直水平水平环绕环绕转角转角第88页/共122页第八十九页，共123页。工件工件XyLY= yLAAFLyhFAA第89页/共122页第九十页，共123页。 L100 =2 L50 第90页/共122页第九十一页，共123页。R50R10030091L50L100100200第91页/共122页第九十二页，共123页。衰减器衰减器增增益益脉冲移位脉冲移位深度微调深度微调深度粗深度粗调调电源指示电源指示电源开关电源开关第92页/共122页第九十三页，共123页。动水平移位旋纽和深度调节旋动水平移位旋纽和深

15、度调节旋纽。纽。n否则否则(fuz)，就会破坏刚刚，就会破坏刚刚调好的定位关系。调好的定位关系。第93页/共122页第九十四页，共123页。第94页/共122页第九十五页，共123页。外壳外壳(wi k)压电晶片压电晶片引线引线阻尼块阻尼块 第95页/共122页第九十六页，共123页。o有机玻璃楔块有机玻璃楔块阻尼材料阻尼材料压电晶片压电晶片引线引线握柄握柄外壳外壳入射点入射点第96页/共122页第九十七页，共123页。当入射角 AL 一定时, 探头的折射角 BS 是一个随透声斜楔材料、检测对象(duxing)材质变化的, 即 K 值并非一定值第97页/共122页第九十八页，共123页。按水平

16、按水平1:1定位法进行初始定定位法进行初始定位。位。第98页/共122页第九十九页，共123页。衰减器衰减器增增益益脉冲移位脉冲移位深度微调深度微调深度粗深度粗调调电源指示电源指示电源开关电源开关第99页/共122页第一百页，共123页。第100页/共122页第一百零一页，共123页。反射体，并进行了科学布置。第101页/共122页第一百零二页，共123页。材料特性相似的材料制成。材料特性相似的材料制成。第102页/共122页第一百零三页，共123页。高高H=225mm；直径直径(zhjng)70mm；底部平底孔底部平底孔2mm；孔深孔深h=25mm.作用：标定仪器灵敏度！作用：标定仪器灵敏度

17、！第103页/共122页第一百零四页，共123页。R50R10030091L50L100100200第104页/共122页第一百零五页，共123页。第105页/共122页第一百零六页，共123页。性或距离线性。性或距离线性。它涉及对缺陷的定位。它涉及对缺陷的定位。合格仪器一般要求合格仪器一般要求2%。（3）动态）动态(dngti)范围范围回波波回波波高从高从100至完全消失，衰至完全消失，衰减器减器db值的改变量。一值的改变量。一般大于般大于26db。第106页/共122页第一百零七页，共123页。灵敏度越好。即灵敏度余量(y lin)越大。第107页/共122页第一百零八页，共123页。（组

18、合盲区测定是实验内容（组合盲区测定是实验内容之一）之一）第108页/共122页第一百零九页，共123页。T盲区盲区100 80 60 40 20 0F第109页/共122页第一百一十页，共123页。第110页/共122页第一百一十一页，共123页。30091100200两个两个(lin )人工反射体人工反射体直探头直探头85第111页/共122页第一百一十二页，共123页。2030首先首先(shuxin)找到两个反射体的回波找到两个反射体的回波A、B ；将二者调至满量程的将二者调至满量程的2030；记下此时的衰减器读数记下此时的衰减器读数S1.然后将回波然后将回波A、B 的谷底的谷底( d)调至原来波高，即满量程的调至原来波高，即满量程的2030；记下此时的衰减器读数；记下此时的衰减器读数S2.最后计算出衰减器的改变量最后计算出衰减器的改变量 S=S1 S2 即为该探伤系统的即为该探伤系统的组合分辨力组合分辨力！第112页/共122页第一百一十三页，共123页。TE = E1/E2E = E1/E2100%100%E1E2第113页/共122页第一百一十四页，共123页。左侧左侧(zu c)右侧右侧探测面：分为上、下面；探测面：分为上、下面；探测区：分为左、右侧；探测区：分为左、右侧；探头所在位向分为：探头所在位向分为： 1、2、3、4 四种位置。四种位置。