CS10301超声波探伤仪的使用教学课件

任务一超声波探伤仪的使用能力要点：超声波探伤仪的连接超声波探头的使用探头、试块、耦合剂的熟悉使用知识要点：超声波探伤仪的组成超声波探头的结构试块相应知识项目三：焊接接头超声检测任务一超声波探伤仪的使用能力要点：知识要点：项目三：医院B超焊缝超声波探伤医院B超焊缝超声波探伤超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制超声检测平板对接焊缝的UT检测斜探头性能测试超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制学习任务背景导入：

1.学习了解本课程的概况；2.常规无损检测种类及特点；3.典型检测产品—压力容器的结构特点；4.压力容器焊接接头常见焊接缺陷的类型及检测方法。

学习任务背景导入：学习任务安排1.数字式超声波探伤仪使用2.探头和试块的型号熟悉3.仪器与探头的配合使用学习任务安排1.数字式超声波探伤仪使用学习任务目标会使用数字式超声波探伤仪，会初步选择探头、试块、耦合剂，为进行下一步学习任务做好准备。学习任务目标会使用数字式超声波探伤仪，会初步选择探头、试块、资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准2.书3、网站中国工业检测网/无损检测检测网/无损检测标准网/中国无损检测学会信息网/无损检测咨询网/中国机械工程学会无损检测学会网/ndt/TheAmericanSocietyforNondestructiveTesting(NDT)美国无损检测学会/BritishInstituteofNon-DestructiveTesting英国无损检测学会/EuropeanFederationforNon-DestructiveTesting无损检测欧洲联盟/资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生本任务重点：数字式超声波探伤仪操作的使用

本任务难点：选择探头和试块的型号，仪器与探头的配合使用

。学习方法建议：通过阅读数字式超声波探伤仪的使用说明书进行操作；教师示范仪器，说明初次使用时应注意的事项；查阅资料学习试块的用途。本任务重点：数字式超声波探伤仪操作的使用超声波检测是无损检测方法之一，利用超声波在介质中传播的声学特性检测金属材料及其工件内部或表面缺陷的方法。超声波检测是检验焊缝及其热影响区内部是否存在工艺缺陷的主要方法。超声波检测是无损检测方法之一，利用超声波在介质中传播的声学特超声检测

超声波与被检测工件相互作用，根据超声波的反射、透射和散射的行为，对被检工件进行缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其应用性进行评价。最为广泛应用的方法之一。超声检测超声波与被检测工件相互作用，根据超声波的反射、透射优点

材料种类不限；检测厚度大；适用复杂工件、不影响工件；对人体、环境无害；设备轻便，可现场检测；结果可存储；相比其他技术综合优势强。局限性

精确定性、定量表征有待深入研究；需用耦合剂对压电换能器探头进行耦合；对形状复杂的工件有一定限制。优点局限性超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤手段。它既可检测材料表面的缺陷，又可检测内部几米深的缺陷，这是x光探伤所达不到的深度。A型超声探伤反射波形裂纹超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤手段。它既可什么是超声波？超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。一般人的听觉范围不会超过18.5KHz。焊机的工作频率为20KHz,30KHz和40KHz。超声波简介什么是超声波？超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。超声波1、人耳听不见的声音

——超声波和次声波低于20Hz的声波：次声波

高于20000Hz的声波：超声波人耳能听到的声音的频率在20Hz到20000Hz之间

2、超声波是弹性介质中的一种机械波，波动的物理实质是能量的传递过程。1、人耳听不见的声音

超声波检测中实际所发出和接受的频率，一般为0.5-25MHz，常用频率为0.5-10MHz；金属材料超声检测常用频率为1-5MHz；其中2-2.5MHz被推荐为焊缝检测的公称频率。超声波检测中实际所发出和接受的频率，一般为0.5-23.超声波的特点:

（1）超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。

（2）超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。

（3）超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应。（治疗）

3.超声波的特点:（1）超声波在传播时，方向性强，能量易于4.超声应用及一些超声波仪器

（1）应用

①超声检验

②超声处理

③基础研究

测厚、测距超声成像技术清洗粉碎钻孔焊接4.超声应用及一些超声波仪器（1）应用①超声检验②超声①声纳

人们利用超声波定向性好，在水中传播距离远的特点制成声纳，可以发现潜艇和鱼群，还可以测绘海底形状。

②超声波诊断仪

超声波可以成像。医院利用B型超声波诊断仪做胃部、腹部检查，还可以观察胎儿的发育情况。

超声波仪器①声纳

人们利用超声波定向性好，在水中传播距离远的特点③超声波速度测定器

利用超声波的多普勒效应制成速度测定器，测定车辆的速度。④超声波焊接

超声波还能使塑料膜之间摩擦生热，粘合在一起，制成超声波焊接器。③超声波速度测定器

利用超声波的多普勒效应制成速度测定1、在超声波探伤中，超声波是从哪里来的？又是怎样产生的？

2、由于零件形状及缺陷位置多样性，实际超声波探伤怎样满足这些要求呢？1、在超声波探伤中，超声波是从哪里来的？又是怎样产生的？

超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂和机械扫查装置等。超声检测仪和探头对超声检测系统的性能起着关键性的作用，是产生超声波并对经材料中传播后的超声波信号进行接收、处理、显示的部分。这些设备组成一个综合的超声检测系统，系统的总体性能不仅受到各个分设备的影响，还在很大程度上取决于它们之间的配合。随着工业生产自动化程度的提高，对检测的可靠性、速度提出了更高的要求，以往的手工检测越来越多地被自动检测系统取代。

超声检测设备和器材超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成。超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能是产生、接收高频电振荡，并以此来激励探头发射超声波。同时，它又将探头接收到的回波电信号予以放大、处理，并通过一定方式显示出来。超声波探头又称压电超声换能器，是实现电-声能量相互转换的能量转换器件。试块是按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试件。主要用来确定检测灵敏度和判定缺陷大小等。超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能是产生超声波探伤仪超声波探伤仪超声检测仪是超声检测的主体设备其作用是：1、产生电振荡并施加于换能器（探头）上，激励探头中的压电晶片产生机械振动，从而产生超声波并发射出去；2、接收来自探头的电信号，并将其放大后以一定方式显示出来。超声检测仪是超声检测的主体设备超声波探伤仪超声波探伤仪超声波检测按工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共振法等；按缺陷显示方法可分为A、B、C及3D显示法等；按声耦合方式可分为直接接触法和液浸法等。焊接接头超声波检测应用最广的是直接接触A型脉冲反射式检测法。一、超声波检测原理及应用范围超声波检测按工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共

按缺陷显示方式分类：脉冲式检测仪按回波信号的显示方式又可分为:A型显示

B型显示

C型显示按缺陷显示方式分类：脉冲式检测仪按回波信号的显示方式又可A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。图中，T表示发射脉冲，F表示来自缺陷的回波，B表示底面回波。A型显示的缺点：难以判断缺陷的几何形状，缺乏直观性A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距B型显示显示的是试件的一个二维截面图屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置横坐标是声传播的时间（或距离）该方式可以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等信息。B型显示显示的是试件的一个二维截面图C型显示的是试件的一个平面投影图探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。该方式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影图像，但不能显示缺陷的深度。C型显示的是试件的一个平面投影图（一）A型显示超声波检测原理

当用单探头（收发并用）探伤时，探头受电脉冲激励发射出超声波，声波在工件中传播到缺陷或底面就产生反射被探头接收，并将超声信号转换成电信号经放大器放大后，在荧光平上以脉冲信号显示出来。即A型显示。（一）A型显示超声波检测原理

当用单探头（收发并数字式超声检测仪为发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、显示均采用数字化方式的仪器。数字式超声检测仪为发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、数字式超声检测仪的优势与问题优势：方便超声信号的存储、记录、再现，改变了传统超声检测缺乏永久记录的缺点；方便信号的分析和处理，可从接收的信号中得到更多的量化信息；显示器不需要示波管，使仪器小型化；仪器参数的数字化控制使检测参数可以存储、检测过程的重现。问题：模—数转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨率、刷新速度等带来的信号失真，可能对检测信号的评价带来一定的影响。数字式超声检测仪的优势与问题（二）超声波检测的应用范围超声波检测范围应用很广，可用于坯材、型材、焊缝等的检测。

焊接接头超声波检测的执行标准是GB/T11345-2005《钢焊缝手工超声波伤方法和探伤结果分级》。标准规定：凡母材不小于8mm的铁素体类钢全焊透溶化焊、对接焊缝或其他形式的焊缝，可用超声波检验。铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于等于200mm的管座角焊缝，外径小于50mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝等，不宜采用超声波检测。（二）超声波检测的应用范围超声波检测范围应用很开机1．将探头和超声探伤仪连接2．开启面板开关；3．开机自检，进入探伤界面。开机使用、维护、修理（1）严格按说明书要求进行操作。（2）防止仪器摔碰和振动。（3）注意使用的场合。（4）防止液体物质进入仪器内部。（5）正确接电源。使用、维护、修理（6）轻调旋钮。（7）用毕后清理。（8）正确拔接电源。（9）长期不用时，进行驱除潮气处理。（10）仪器出现故障时，立即关电源进行检修。（6）轻调旋钮。探头探头导入：探头是能实现电能和超声波能相互转换的传感器。本模块主要介绍探头的种类及其性能指标等。模块二探头导入：探头是能实现电能和超声波能相互转换的传感器。本模块主要根据波型，探头可分为有纵波探头、横波探头、表面波探头、板波探头等。根据波束可以分为聚焦探头与非聚焦探头。根据晶片数可分为单晶片、双晶片。常用的主要是直探头与斜探头根据波型，探头可分为有纵波探头、横波探头、表面波探头、板波探超声换能器：将其他形式能量转换成超音频振动形式能量的器件可用来发射超声波，具有可逆效应时又可用来接收超声波。探头：以换能器为主要元件组装成具有一定特性的超声发射、接收器件。

超声波探头是组成超声检测系统的最重要的组件之一。探头的性能直接影响超声检测的能力和效果。超声换能器：将其他形式能量转换成超音频振动形式能量的器件可用常用的是压电换能器，压电晶片——探头的关键部件。

压电晶片作用：将电能转换成声能，并将声能转换成电能。CS10301超声波探伤仪的使用教学课件压电效应和压电材料正压电效应（声能→电能）：某些晶体材料在交变拉压应力的作用下，产生交变电场的效应；逆压电效应（电能→声能）：当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应。压电效应机理

应力电场正压电效应逆压电效应压电效应和压电材料正压电效应（声能→电能）：某些晶体材料在交压电效应示意图压电材料电源右上-施加电压，材料变厚右下-改变极性，材料变薄压电效应示意图压电源右上-施加电压，材料变厚常用超声波探头的类型超声波检测中由于被探测工件的形状和材质、探测的目的、探测的条件不同，因而要使用各种不同形式的探头。一般横波斜探头的晶片为方形纵波直探头的晶片为圆形常用超声波探头的类型探头种类直探头－单晶片,双晶片,聚焦直探头斜探头－横波探头,表面波探头可变角探头其它探头－充水探头,涡流超声探头,薄膜探头探头种类探头种类直探头－单晶片,双晶片,聚焦直探头斜探头－横波探头,（一）探头的作用超声波的产生和接收过程是一种能量的转换过程，是通过探头来实现电能和声能转换的。因此探头也称为超声换能器或电声换能器，其主要作用是：1、实现声/电能转换2、控制超声波的指向性和干扰区的影响范围。3、控制工作频率，因为频率越高，波长越短，可提高探伤灵敏度。（一）探头的作用超声波的产生和接收过程是一种能量的转换过程超声波探头功用探伤用超声波是一种频率高达几百千赫到几兆赫的高频脉冲弹性波。ＴＦＢ探头零件显示器缺陷超声波探头功用探伤用超声波是一种频率高达几百千赫到几电信号→探头→超声波→零件－－超声波发射；零件内超声波→探头→电信号－－超声波接收；电信号超声波探头探头功用：是一种可逆的声电转换元件。在探伤中起发射和接收高频脉冲弹性波作用。电信号→探头→超声波→零件－－超声波发射；电信号超声波探头探探头组成：压电晶片、阻尼块、外壳、电极、保护膜（斜锲）、调谐线圈压电晶片：实现声电相互转换；阻尼块：吸收声能加大阻尼；外壳：保护固定内部原件；电极：实现晶片和电缆连接；保护膜、斜锲：保护晶片、波形转换；调谐线圈：实现探头与仪器最佳匹配。（二）探头的种类及结构探头组成：压电晶片：实现声电相互转换；（二）探头的种类及结构超声波检测过程示意图—直探头超声波检测过程示意图—直探头直探头特点:适用于探测晶片正下方与声束方向垂直的缺陷；探测深度较大,适用范围较广；检测灵敏度高。直探头特点:CS10301超声波探伤仪的使用教学课件CS10301超声波探伤仪的使用教学课件斜探头发射/接收横波由外壳、吸收块、透声楔等组成透声楔是与直探头最大的区别透声楔的材料一般为有机玻璃1-外壳2-晶片3-吸收背衬4-电极接线5-匹配电感6-接插头7b-斜楔斜探头1-外壳2-晶片3-吸收背衬超声波检测过程示意图—斜探头超声波检测过程示意图—斜探头斜探头特点:适合探测探头斜下方不同角度方向的缺陷；探测深度较小,适用直探头难以探测的部位；检测灵敏度较高。斜探头特点:联合双探头

联合双探头（三）探头表示方法JISZ2344规定的探头表示法（三）探头表示方法JISZ2344规定的探头表示法基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征晶片材料表示法ＰＢＴＬＩＱＮ锆钛酸铅陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸铅陶瓷铌酸锂单晶碘酸锂单晶石英单晶其它压电材料代号压电材料探头种类表达法ＺＫＸFGSJBMKB直探头斜探头（用Ｋ表示）斜探头（折射角表示）联合双探头（分割探头）水浸探头表面波探头可变角探头代号探头名称基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征晶片材料表示法Ｐ锆钛酸铅基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征2.5Ｂ20Ｚ直探头圆晶片直径20ｍｍ钛酸钡陶瓷频率2.5MHz

5P6×6Ｋ3Ｋ表示折射角矩形晶片6×6ｍｍ钛酸铅陶瓷频率5MHzＫ值为3基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征2.5Ｂ20Ｚ例如：直探头：2.5P142.5：频率，单位为MHzP：晶片材料（锆钛酸铅）14：晶片尺寸，Φ单位为mmZ：直探头斜探头：2.5P13×13K213×13：晶片尺寸K＝2例如：（四）探头的电缆线探头与探伤仪间的连接需采用高频同轴电缆，这种电缆可消除外来电波对探头的激励脉冲及反射波脉冲的影响，并防止这种高频脉冲以电波形式向外辐射。注：对于石英、硫酸锂等介电常数很低的压电晶片制成的探头，电缆的长度、种类的变化会引起探头与探伤仪间阻抗匹配情况的较大改变，从而影响检测灵敏度。同轴电缆截面（四）探头的电缆线探头与探伤仪间的连接需采用高频同轴电缆，这试块试块导入：试块是按照一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的式样。它可以用来确定检测灵敏度、评判缺陷大小等，是超声检测非常重要的器材。导入：试块是按照一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体人工反射体的式样人工反射体的式样（一）试块的定义按照一定的用途设计制作的具有简单几何形状的人工反射体标准块（二）试块的作用1、测试仪器与探头的性能2、确定探伤灵敏度3、调整扫描速度（时基线比例）（一）试块的定义按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体或模拟缺陷的试样。1.试块的分类（1）标准试块：由权威机构制定的试块，其特性与制作要求有专门的标准规定。通常具有规定的材质、形状、尺寸及表面状态。

用途：用于仪器探头系统性能测试校准和检测校准。（2）对比试块：以特定方法检测特定工件时采用的试块，含有意义明确的人工反射体。它与被检工件材料声学特性相似，其外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。用途：检测校准以及评估缺陷的当量尺寸。按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体或模拟缺陷的试（3）模拟试块：含模拟缺陷的试块。是模拟工件中实际缺陷而制作的样件，或在以往检测中发现含自然缺陷的样件。

用途：检测方法研究、评价和验证仪器探头系统检测能力和检测工艺。（3）模拟试块：含模拟缺陷的试块。是模拟工件中实际缺陷而制作（1）横通孔和长横孔：具有轴对称特点，反射波幅比较稳定，有线性缺陷特征。适用于各种K值探头。通常用于对接焊接接头等检测。（2）短横孔：在近场区表现为线状反射体特征，在远场区表现为点状反射体特征。适用于各种K值探头。通常用于对接焊接接头等检测。（3）平底孔：具有点状面积型反射体的特点，主要用于锻件、钢板、对接焊接接头等检测。（4）V形槽和其他切割槽：具有表面开口的线性缺陷的特点，适用于钢管等工件横波检测。2.人工反射体试块中的人工反射体应按其使用目的选择，应尽可能与需检测的缺陷特征接近。（1）横通孔和长横孔：具有轴对称特点，反射波幅比较稳定，有线标准试块：用以测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声时的测定范围。如我国的标准试块CSK-l、国际标准试块IIW、IIW2等。对比试块是针对特定条件(如特殊的厚度与形状等)而设计的非标准试块。一般要求该试块的材质和热处理工艺与被检对象基本相同。参考试块实际上是一种专用的标准试块，如我国的RB-1、RB-2及RB-3试块等。（三）试块的选用标准试块：用以测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声时的测定范1.标准、对比试块的基本要求：材质、加工、声学性能、试块的平行度、垂直度、粗糙度和尺寸精度等。2.常用标准试块有那些？试块作用？同学们一会通过电脑及查阅各种书籍。1.标准、对比试块的基本要求：材质、加工、声学性能、试块CS10301超声波探伤仪的使用教学课件

CSK—IA试块(荷兰试块演变)

CSK—IA试块(荷兰试块演变)耦合剂耦合剂为了使探头有效地向试件中发射和接收超声波，必须保持探头与试件之间良好的声耦合。探头与试件之间为排除空气而填充的耦合介质叫耦合剂，耦合剂应具有较好的透声性能和较高的声阻抗等，如甘油、硅油、机油等。超声波的耦合根据不同的耦合条件和耦合介质，探头与试件之间的耦合方式分可为直接接触法和液浸法。工件表面的状况、粗糙度以及耦合剂的种类等都将影响超声波的耦合效果。为了使探头有效地向试件中发射和接收超声波，必须保持探头与试件耦合：实现声能从探头向试件的传递耦合剂：应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检验后清理。典型的耦合剂有：水、机油、甘油、工业浆糊等。注意：在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂。耦合：实现声能从探头向试件的传递本任务内容结束！谢谢！本任务内容结束！任务一超声波探伤仪的使用能力要点：超声波探伤仪的连接超声波探头的使用探头、试块、耦合剂的熟悉使用知识要点：超声波探伤仪的组成超声波探头的结构试块相应知识项目三：焊接接头超声检测任务一超声波探伤仪的使用能力要点：知识要点：项目三：医院B超焊缝超声波探伤医院B超焊缝超声波探伤超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制超声检测平板对接焊缝的UT检测斜探头性能测试超声波探伤仪的使用钢板测厚锻件探伤距离-波幅曲线DAC的绘制学习任务背景导入：

1.学习了解本课程的概况；2.常规无损检测种类及特点；3.典型检测产品—压力容器的结构特点；4.压力容器焊接接头常见焊接缺陷的类型及检测方法。

学习任务背景导入：学习任务安排1.数字式超声波探伤仪使用2.探头和试块的型号熟悉3.仪器与探头的配合使用学习任务安排1.数字式超声波探伤仪使用学习任务目标会使用数字式超声波探伤仪，会初步选择探头、试块、耦合剂，为进行下一步学习任务做好准备。学习任务目标会使用数字式超声波探伤仪，会初步选择探头、试块、资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生课业，评分标准2.书3、网站中国工业检测网/无损检测检测网/无损检测标准网/中国无损检测学会信息网/无损检测咨询网/中国机械工程学会无损检测学会网/ndt/TheAmericanSocietyforNondestructiveTesting(NDT)美国无损检测学会/BritishInstituteofNon-DestructiveTesting英国无损检测学会/EuropeanFederationforNon-DestructiveTesting无损检测欧洲联盟/资讯资料建议1.学生手里资料：教学方案实施，学生工作页，学生本任务重点：数字式超声波探伤仪操作的使用

本任务难点：选择探头和试块的型号，仪器与探头的配合使用

。学习方法建议：通过阅读数字式超声波探伤仪的使用说明书进行操作；教师示范仪器，说明初次使用时应注意的事项；查阅资料学习试块的用途。本任务重点：数字式超声波探伤仪操作的使用超声波检测是无损检测方法之一，利用超声波在介质中传播的声学特性检测金属材料及其工件内部或表面缺陷的方法。超声波检测是检验焊缝及其热影响区内部是否存在工艺缺陷的主要方法。超声波检测是无损检测方法之一，利用超声波在介质中传播的声学特超声检测

超声波与被检测工件相互作用，根据超声波的反射、透射和散射的行为，对被检工件进行缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其应用性进行评价。最为广泛应用的方法之一。超声检测超声波与被检测工件相互作用，根据超声波的反射、透射优点

材料种类不限；检测厚度大；适用复杂工件、不影响工件；对人体、环境无害；设备轻便，可现场检测；结果可存储；相比其他技术综合优势强。局限性

精确定性、定量表征有待深入研究；需用耦合剂对压电换能器探头进行耦合；对形状复杂的工件有一定限制。优点局限性超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤手段。它既可检测材料表面的缺陷，又可检测内部几米深的缺陷，这是x光探伤所达不到的深度。A型超声探伤反射波形裂纹超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤手段。它既可什么是超声波？超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。一般人的听觉范围不会超过18.5KHz。焊机的工作频率为20KHz,30KHz和40KHz。超声波简介什么是超声波？超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。超声波1、人耳听不见的声音

——超声波和次声波低于20Hz的声波：次声波

高于20000Hz的声波：超声波人耳能听到的声音的频率在20Hz到20000Hz之间

2、超声波是弹性介质中的一种机械波，波动的物理实质是能量的传递过程。1、人耳听不见的声音

超声波检测中实际所发出和接受的频率，一般为0.5-25MHz，常用频率为0.5-10MHz；金属材料超声检测常用频率为1-5MHz；其中2-2.5MHz被推荐为焊缝检测的公称频率。超声波检测中实际所发出和接受的频率，一般为0.5-23.超声波的特点:

（1）超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。

（2）超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。

（3）超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应。（治疗）

3.超声波的特点:（1）超声波在传播时，方向性强，能量易于4.超声应用及一些超声波仪器

（1）应用

①超声检验

②超声处理

③基础研究

测厚、测距超声成像技术清洗粉碎钻孔焊接4.超声应用及一些超声波仪器（1）应用①超声检验②超声①声纳

人们利用超声波定向性好，在水中传播距离远的特点制成声纳，可以发现潜艇和鱼群，还可以测绘海底形状。

②超声波诊断仪

超声波可以成像。医院利用B型超声波诊断仪做胃部、腹部检查，还可以观察胎儿的发育情况。

超声波仪器①声纳

人们利用超声波定向性好，在水中传播距离远的特点③超声波速度测定器

利用超声波的多普勒效应制成速度测定器，测定车辆的速度。④超声波焊接

超声波还能使塑料膜之间摩擦生热，粘合在一起，制成超声波焊接器。③超声波速度测定器

利用超声波的多普勒效应制成速度测定1、在超声波探伤中，超声波是从哪里来的？又是怎样产生的？

2、由于零件形状及缺陷位置多样性，实际超声波探伤怎样满足这些要求呢？1、在超声波探伤中，超声波是从哪里来的？又是怎样产生的？

超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂和机械扫查装置等。超声检测仪和探头对超声检测系统的性能起着关键性的作用，是产生超声波并对经材料中传播后的超声波信号进行接收、处理、显示的部分。这些设备组成一个综合的超声检测系统，系统的总体性能不仅受到各个分设备的影响，还在很大程度上取决于它们之间的配合。随着工业生产自动化程度的提高，对检测的可靠性、速度提出了更高的要求，以往的手工检测越来越多地被自动检测系统取代。

超声检测设备和器材超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成。超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能是产生、接收高频电振荡，并以此来激励探头发射超声波。同时，它又将探头接收到的回波电信号予以放大、处理，并通过一定方式显示出来。超声波探头又称压电超声换能器，是实现电-声能量相互转换的能量转换器件。试块是按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试件。主要用来确定检测灵敏度和判定缺陷大小等。超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功能是产生超声波探伤仪超声波探伤仪超声检测仪是超声检测的主体设备其作用是：1、产生电振荡并施加于换能器（探头）上，激励探头中的压电晶片产生机械振动，从而产生超声波并发射出去；2、接收来自探头的电信号，并将其放大后以一定方式显示出来。超声检测仪是超声检测的主体设备超声波探伤仪超声波探伤仪超声波检测按工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共振法等；按缺陷显示方法可分为A、B、C及3D显示法等；按声耦合方式可分为直接接触法和液浸法等。焊接接头超声波检测应用最广的是直接接触A型脉冲反射式检测法。一、超声波检测原理及应用范围超声波检测按工作原理可分为脉冲反射法、穿透法和共

按缺陷显示方式分类：脉冲式检测仪按回波信号的显示方式又可分为:A型显示

B型显示

C型显示按缺陷显示方式分类：脉冲式检测仪按回波信号的显示方式又可A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。图中，T表示发射脉冲，F表示来自缺陷的回波，B表示底面回波。A型显示的缺点：难以判断缺陷的几何形状，缺乏直观性A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距B型显示显示的是试件的一个二维截面图屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置横坐标是声传播的时间（或距离）该方式可以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等信息。B型显示显示的是试件的一个二维截面图C型显示的是试件的一个平面投影图探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。该方式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影图像，但不能显示缺陷的深度。C型显示的是试件的一个平面投影图（一）A型显示超声波检测原理

当用单探头（收发并用）探伤时，探头受电脉冲激励发射出超声波，声波在工件中传播到缺陷或底面就产生反射被探头接收，并将超声信号转换成电信号经放大器放大后，在荧光平上以脉冲信号显示出来。即A型显示。（一）A型显示超声波检测原理

当用单探头（收发并数字式超声检测仪为发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、显示均采用数字化方式的仪器。数字式超声检测仪为发射、接收电路的参数控制和接收信号的处理、数字式超声检测仪的优势与问题优势：方便超声信号的存储、记录、再现，改变了传统超声检测缺乏永久记录的缺点；方便信号的分析和处理，可从接收的信号中得到更多的量化信息；显示器不需要示波管，使仪器小型化；仪器参数的数字化控制使检测参数可以存储、检测过程的重现。问题：模—数转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨率、刷新速度等带来的信号失真，可能对检测信号的评价带来一定的影响。数字式超声检测仪的优势与问题（二）超声波检测的应用范围超声波检测范围应用很广，可用于坯材、型材、焊缝等的检测。

焊接接头超声波检测的执行标准是GB/T11345-2005《钢焊缝手工超声波伤方法和探伤结果分级》。标准规定：凡母材不小于8mm的铁素体类钢全焊透溶化焊、对接焊缝或其他形式的焊缝，可用超声波检验。铸钢、奥氏体不锈钢焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于等于200mm的管座角焊缝，外径小于50mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝等，不宜采用超声波检测。（二）超声波检测的应用范围超声波检测范围应用很开机1．将探头和超声探伤仪连接2．开启面板开关；3．开机自检，进入探伤界面。开机使用、维护、修理（1）严格按说明书要求进行操作。（2）防止仪器摔碰和振动。（3）注意使用的场合。（4）防止液体物质进入仪器内部。（5）正确接电源。使用、维护、修理（6）轻调旋钮。（7）用毕后清理。（8）正确拔接电源。（9）长期不用时，进行驱除潮气处理。（10）仪器出现故障时，立即关电源进行检修。（6）轻调旋钮。探头探头导入：探头是能实现电能和超声波能相互转换的传感器。本模块主要介绍探头的种类及其性能指标等。模块二探头导入：探头是能实现电能和超声波能相互转换的传感器。本模块主要根据波型，探头可分为有纵波探头、横波探头、表面波探头、板波探头等。根据波束可以分为聚焦探头与非聚焦探头。根据晶片数可分为单晶片、双晶片。常用的主要是直探头与斜探头根据波型，探头可分为有纵波探头、横波探头、表面波探头、板波探超声换能器：将其他形式能量转换成超音频振动形式能量的器件可用来发射超声波，具有可逆效应时又可用来接收超声波。探头：以换能器为主要元件组装成具有一定特性的超声发射、接收器件。

超声波探头是组成超声检测系统的最重要的组件之一。探头的性能直接影响超声检测的能力和效果。超声换能器：将其他形式能量转换成超音频振动形式能量的器件可用常用的是压电换能器，压电晶片——探头的关键部件。

压电晶片作用：将电能转换成声能，并将声能转换成电能。CS10301超声波探伤仪的使用教学课件压电效应和压电材料正压电效应（声能→电能）：某些晶体材料在交变拉压应力的作用下，产生交变电场的效应；逆压电效应（电能→声能）：当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应。压电效应机理

应力电场正压电效应逆压电效应压电效应和压电材料正压电效应（声能→电能）：某些晶体材料在交压电效应示意图压电材料电源右上-施加电压，材料变厚右下-改变极性，材料变薄压电效应示意图压电源右上-施加电压，材料变厚常用超声波探头的类型超声波检测中由于被探测工件的形状和材质、探测的目的、探测的条件不同，因而要使用各种不同形式的探头。一般横波斜探头的晶片为方形纵波直探头的晶片为圆形常用超声波探头的类型探头种类直探头－单晶片,双晶片,聚焦直探头斜探头－横波探头,表面波探头可变角探头其它探头－充水探头,涡流超声探头,薄膜探头探头种类探头种类直探头－单晶片,双晶片,聚焦直探头斜探头－横波探头,（一）探头的作用超声波的产生和接收过程是一种能量的转换过程，是通过探头来实现电能和声能转换的。因此探头也称为超声换能器或电声换能器，其主要作用是：1、实现声/电能转换2、控制超声波的指向性和干扰区的影响范围。3、控制工作频率，因为频率越高，波长越短，可提高探伤灵敏度。（一）探头的作用超声波的产生和接收过程是一种能量的转换过程超声波探头功用探伤用超声波是一种频率高达几百千赫到几兆赫的高频脉冲弹性波。ＴＦＢ探头零件显示器缺陷超声波探头功用探伤用超声波是一种频率高达几百千赫到几电信号→探头→超声波→零件－－超声波发射；零件内超声波→探头→电信号－－超声波接收；电信号超声波探头探头功用：是一种可逆的声电转换元件。在探伤中起发射和接收高频脉冲弹性波作用。电信号→探头→超声波→零件－－超声波发射；电信号超声波探头探探头组成：压电晶片、阻尼块、外壳、电极、保护膜（斜锲）、调谐线圈压电晶片：实现声电相互转换；阻尼块：吸收声能加大阻尼；外壳：保护固定内部原件；电极：实现晶片和电缆连接；保护膜、斜锲：保护晶片、波形转换；调谐线圈：实现探头与仪器最佳匹配。（二）探头的种类及结构探头组成：压电晶片：实现声电相互转换；（二）探头的种类及结构超声波检测过程示意图—直探头超声波检测过程示意图—直探头直探头特点:适用于探测晶片正下方与声束方向垂直的缺陷；探测深度较大,适用范围较广；检测灵敏度高。直探头特点:CS10301超声波探伤仪的使用教学课件CS10301超声波探伤仪的使用教学课件斜探头发射/接收横波由外壳、吸收块、透声楔等组成透声楔是与直探头最大的区别透声楔的材料一般为有机玻璃1-外壳2-晶片3-吸收背衬4-电极接线5-匹配电感6-接插头7b-斜楔斜探头1-外壳2-晶片3-吸收背衬超声波检测过程示意图—斜探头超声波检测过程示意图—斜探头斜探头特点:适合探测探头斜下方不同角度方向的缺陷；探测深度较小,适用直探头难以探测的部位；检测灵敏度较高。斜探头特点:联合双探头

联合双探头（三）探头表示方法JISZ2344规定的探头表示法（三）探头表示方法JISZ2344规定的探头表示法基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征晶片材料表示法ＰＢＴＬＩＱＮ锆钛酸铅陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸铅陶瓷铌酸锂单晶碘酸锂单晶石英单晶其它压电材料代号压电材料探头种类表达法ＺＫＸFGSJBMKB直探头斜探头（用Ｋ表示）斜探头（折射角表示）联合双探头（分割探头）水浸探头表面波探头可变角探头代号探头名称基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征晶片材料表示法Ｐ锆钛酸铅基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征2.5Ｂ20Ｚ直探头圆晶片直径20ｍｍ钛酸钡陶瓷频率2.5MHz

5P6×6Ｋ3Ｋ表示折射角矩形晶片6×6ｍｍ钛酸铅陶瓷频率5MHzＫ值为3基本频率晶片材料晶片尺寸探头种类特征2.5Ｂ20Ｚ例如：直探头：2.5P142.5：频率，单位为MHzP：晶片材料（锆钛酸铅）14：晶片尺寸，Φ单位为mmZ：直探头斜探头：2.5P13×13K213×13：晶片尺寸K＝2例如：（四）探头的电缆线探头与探伤仪间的连接需采用高频同轴电缆，这种电缆可消除外来电波对探头的激励脉冲及反射