超声波仪器、探头和试块课件

超声波仪器、探头和试块

超声波仪器、探头和试块

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第一节超声波探伤仪

一、概述1、仪器的作用2、仪器的分类

第一节超声波探伤仪一、概述2脉冲波连续波调频波A型显示B型显示C型显示单通道多通道按超声波的连续性分类按显示方式分类按通道分类脉冲波按超声波的连续性分类3超声波仪器、探头和试块课件4二、超声波探伤仪工作原理

A型显示探伤仪同步电路发射电路扫描电路接收放大电路电源TBF二、超声波探伤仪工作原理A型显示探伤仪同步电路发射电路扫5主要组成部分及作用同步电路：扫描电路：发射电路：接收电路：显示电路：电源：主要组成部分及作用6同步电路产生数十至数千个脉冲，触发探伤仪扫描电路和发射电路同步电路7扫描电路产生锯齿波电压，加在示波管水平偏转板上扫描电路8发射电路产生几百至上千伏的电脉冲，加于发射探头，激励压电晶片振动，发射超声波发射电路9接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成接收电路10

主要控制旋钮及功能

工作方式选择发射强度衰减器增益深度范围脉冲位移(延迟)抑制

主要控制旋钮及功能工作方式选择发射强度衰减器增益深度范围脉11数字探伤仪的特征与应用

常用的A扫描数字超声仪，稳定性好，使用方便数字探伤仪的特征与应用12第二节

测厚仪

测厚仪的工作原理、种类和应用共振式——可测厚度下限小，精度较高脉冲反射式——是目前常用的测厚仪兰姆波式——应用较少第二节

测厚仪测厚仪的工作原理、种类和应用13超声仪器使用要点(1)开启电源(2)工件测厚(3)测入射点(4)测折射角(5)扫描比例(6)DAC曲线(7)粗探在先(8)细探在后(9)指示长度(10)平行检查(11)校准两点(12)关机清场超声仪器使用要点(1)开启电源14第三节

探头

探头的作用、原理一、压电效应——某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应通称为压电效应。第三节

探头探头的作用、原理15二、压电材料主要性能压电应变常数d33压电电压常数g33介电常数ε机电耦合系数K机械品质因子θm

频率常数N居里温度Tc

d33=——(m/V)

ΔtU

g33=——(Vm/N)

Upp

ε=C——

tA

K=——————

转换的能量输入的能量

θm

=——

E贮E损N=tfo=CL/2二、压电材料主要性能Δt16超声波探头对晶片的要求机电耦合系数K较大，以便获得较高的转换效率；机械品质因子θm较小，以便获得较高的分辨率和较小的盲区；压电应变常数d33和压电电压常数g33较大，以便获得较高的发射、接收灵敏度；频率常数N较大，介电常数ε较小，以便获得较高的频率；居里温度Tc较高，声阻抗Z适当超声波探头对晶片的要求17三、探头种类和结构直探头斜探头表面波探头双晶探头聚焦探头高温探头、电磁探头……三、探头种类和结构直探头18探头种类和结构探头种类和结构19探头种类和结构探头种类和结构20探头种类和结构探头种类和结构21探头种类和结构聚焦探头的焦距FF=c1r/(c1-c2)=nr/(n-1)n=c1/c2

对于有机玻璃声透镜和水F=2.2r

实际焦距F'=F–L(c3/c2-1)探头种类和结构聚焦探头的焦距F22探头型号的组成基本频率晶片尺寸探头种类特征晶片材料2.5P20Z5P6×6K2.5探头型号的组成基本频率晶片尺寸探头种类特征晶片材料2.5P223第四节

试块试块的用途确定探伤灵敏度测试仪器和探头的性能调整扫描速度评判缺陷的大小第四节

试块试块的用途24试块的分类1.

按试块来历分标准试块参考试块2.

按试块上人工反射体分平底孔试块横孔试块槽形试块试块的分类25IIW（荷兰试块）国内外常用试块IIW（荷兰试块）国内外常用试块26国内外常用试块IIW2（牛角试块）国内外常用试块IIW2（牛角试块）27GB/T11345-89标准采用的试块有：CSK-ⅠACSK-ⅡACSK-ⅢARB-1、2、3JG/T203-2007标准采用的试块有：CSK-ⅠBCSK-ⅢARB-1CSK-ICiCSK-ICjJB/T4730.3-2005标准采用的标准试块有：（1）钢板用标准试块：CBⅠ、CBⅡ（2）锻件用标准试块：CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ（3）焊接接头用标准试块：CSK-ⅠA、

CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣAGB/T11345-89标准采用的试块有：28超声波仪器、探头和试块课件29超声波仪器、探头和试块课件30超声波仪器、探头和试块课件31超声波仪器、探头和试块课件32对比试块对比试块是用于检测校准的试块；对比试块的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。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头进行检测时，试块的厚度由其最大厚度来确定。对比试块对比试块是用于检测校准的试块；33第五节仪器和探头的性能及其测试

仪器的性能及其测试水准线性垂直线性动态范围衰减器精度第五节仪器和探头的性能及其测试仪器的性能及其测试34水准线性

δ=——×100%amax0.8bamax35垂直线性

D=（d1+d2）垂直线性36

动态范围将满幅度100%某波高用衰减器衰减到刚能识别的最小值时所需衰减的dB值

*这时抑制为0衰减器精度

任意相邻12dB误差≤1dB

可以用直探头探测试块内同声程的Φ2和Φ4平底孔，用衰减器将回波其调至同一高度，此时衰减器的调节量与12dB的查值即为衰减器误差

37JG/T203-2007对仪器的规定JB/T4730.3-2005对仪器的规定JG/T203-2007对仪器的规定38探头的性能及其测试入射点K值声束轴线偏离与双峰声束特性探头的性能及其测试39入射点与K值测定入射点与K值测定40声束轴线偏离与双峰测定声束轴线偏离与双峰测定41超声波仪器、探头和试块课件42仪器和探头的综合性能及其测试灵敏度余量指仪器最大输出时，使规定发射体达基准波高所需衰减的衰减总量仪器和探头的综合性能及其测试43仪器和探头的综合性能及其测试盲区与始脉冲宽度始脉冲宽度与灵敏度有关仪器和探头的综合性能及其测试始脉冲宽度与灵敏度有关44仪器和探头的综合性能及其测试分辨力A、B、C不能分开时

F=(91-85)a/(a-b)=6a/(a-b)A、B、C能分开时F=(91-85)c/a=6c/a仪器和探头的综合性能及其测试45仪器和探头的综合性能及其测试分辨力

X=20lg——h1h2仪器和探头的综合性能及其测试h146仪器和探头的综合性能及其测试信噪比显示屏上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比仪器和探头的综合性能及其测试47JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性能的规定（1）探伤仪性能

a）工作频率：0.5MHz~10MHzb）垂直线性：在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性，误差不大于5%c）水平线性：误差不大于1%d）衰减器：80dB以上连续可调，步进级每档不大于2dB，精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不大于1dBJG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性能的规定（1）48JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性能的规定（2）探头

a）晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm

b）单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性能的规定（2）49JG/T203-2007对探伤仪、探头和系统性能的规定（3）超声探伤仪和探头的系统性能

a）在达到所探工件的最大检测声称时，其有效灵敏度