无损检测概述-超声波的定义及分类（无损检测课件）

超声波探伤基础——超声波的定义及分类目录超声波的定义1超声波的产生与接收2超声波的类型3超声波的定义011.1超声波的定义人们日常所听到的声音，是由于各种声源的振动通过空气等弹性介质传播到耳膜引起的耳膜振动，牵动听觉神经，产生听觉。人耳可听到的声波（可闻声波）是机械波，超声波也是一种机械波。可闻声波能引起听觉的机械振动，频率大致在20Hz～20kHz1.2超声波中的常用概念频率每秒内的振动次数，单位为“赫兹”（符号为Hz）超声波频率高于20kHz的机械波次声波频率低于20Hz的机械波超声波探伤的频率范围为0.2～25MHz超声波的产生与接收02在超声波探伤方面，产生和接收超声波最主要利用的是晶体材料的压电效应；超声波探头中的压电晶片就具有压电效应。2.1概述凡能将其他能量转换成超声振动方式的能量可以产生超声波，如机械加工方法、热效应法、磁伸缩法和电磁声法。2.2压电效应正压电效应某些晶体材料在交变拉应力作用下，产生交变电场的效应，称为正压电效应。2.2压电效应正压电效应某些晶体材料在交变拉应力作用下，产生交变电场的效应，称为正压电效应。2.2压电效应逆压电效应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。2.2压电效应逆压电效应统称为压电效应。正压电效应2.2压电效应逆压电效应统称为压电效应。正压电效应2.2压电效应超声波探头中压电晶片的压电效应1当高频电脉冲激励压电晶片时产生逆压电效应，将电能转换成声能（机械能），探头发射超声波；2当探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转换成电能；3超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫作换能器。2.3压电材料压电材料：石英、锆钛酸铅等。超声波在传播过程中，实际上只是振动能量的传播，并没有产生物质的迁移，介质质点本身仅限于平衡位置附近振动。超声波的类型033.1超声波的分类方式按质点的振动方向分类按振动持续时间分类按波的形状分类横波（剪切波）表面波（瑞利波）板波纵波（压缩波）3.2超声波的类型根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向不同，分为：——按质点的振动方向分类纵波L3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类定义：介质中质点振动方向与波的传播方向互相平行的波。纵波L3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类特点：当介质质点受到交变拉压应力作用时，质点之间产生相应的伸缩形变，从而形成纵波。这时介质质点疏密相间，故纵波又称为压缩波或疏密波。传播介质：固体、液体和气体。横波S3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类定义：介质质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波。横波S3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类定义：介质质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波。横波S3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类特点：当介质质点受到交变的剪切应力（剪切力）作用时，产生切变变形，从而形成横波。传播介质：液体和气体缺乏剪切力，横波只能在固体介质中传播。表面波R3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类定义：在半个无限大固体与气体的交界面上，介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波。表面波R3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类特点：表面波在介质表面传播时，介质表面质点作椭圆运动，椭圆长轴垂直于波的传播方向，短轴平行于波的传播方向。表面波的能量随传播深度增加迅速减弱。表面波检测只能发现距工件表面两倍波长深度范围的缺陷。传播介质：表面波沿固体表面传播。板波3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类定义：在板厚与波长相当的薄板中传播的波，一般用于检测薄板材。板波3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类对称型（S型）：薄板中心质点作纵向运动，上下表面质点作相位相反并对称于中心的椭圆运动。板波3.2超声波的类型——按质点的振动方向分类非对称型（A型）：质点振动特点-薄板中心质点作横向运动，上下表面作相位相同的椭圆运动。3.2超声波的类型——按振动持续时间分类连续波波源持续不断地振动所辐射的波。脉冲波波源振动持续时间很短、间歇辐射的波。超声波探伤中广泛采用的就是脉冲波。3.2超声波的类型——按波的形状分类波阵面同一时刻介质中振动相位相同的所有质点联成的面。3.2超声波的类型——按波的形状分类波前某一时刻波动所到达的空间各点所联成的面，波前是最前面的波阵面，任一时刻，波前只有一个。3.2超声波的类型——按波的形状分类波阵面形状平面波、柱面波和球面波。3.2超声波的类型——按波的形状分类不同波形分类及特性无限大平面作谐振动时，在各向同性的弹性介质中传播的波，声压不随与声源的距离而变化。平面波3.2超声波的类型——按波的形状分类不同波形分类及特性