第五章-超声检检测方法分类及特点.pptx

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1、超声波检测超声波检测 第第5章章青岛维康中油检测有限公司青岛维康中油检测有限公司 吴昊吴昊tel:13573269110RT、UT、PT、MT、ECT、TOFDASNT-UT、ASNT-PT2018-08第5章 超声检测方法分类与特点5.1 按原理分类的超声检测方法5.2 A型显示和超声成像型显示和超声成像5.3 按波形分类的超声检测方法按波形分类的超声检测方法5.4 按探头数目分类的超声检测方法按探头数目分类的超声检测方法5.5 按探头接触方式分类的超声检测方法按探头接触方式分类的超声检测方法5.6 手工检测和自动检测手工检测和自动检测第5章 超声检测方法分类与特点需要掌握的内容和知识点：需

2、要掌握的内容和知识点：纵波法、横波法纵波法、横波法第5章 超声检测方法分类与特点需要理解的内容和知识点：需要理解的内容和知识点：脉冲反射法脉冲反射法单探头法、双探头法、多探头法单探头法、双探头法、多探头法直接接触法、液浸法直接接触法、液浸法超声波检测方法的应用超声波检测方法的应用第5章 超声检测方法分类与特点需要了解的内容和知识点：需要了解的内容和知识点：衍射时差法、穿透法、共振法衍射时差法、穿透法、共振法不要求的内容和知识点：不要求的内容和知识点：表面波法、板波法、爬波法表面波法、板波法、爬波法第第5章章 超声检测方法分类与特点超声检测方法分类与特点 按探头数量分类按探头数量分类单探头法单探

3、头法双探头法双探头法多探头法多探头法按显示方式分类按显示方式分类A型显示型显示超声成像显示超声成像显示按检测原理分类按检测原理分类脉冲反射法脉冲反射法衍射时差法衍射时差法（TOFD）穿透法穿透法共振法共振法按接触方式分类按接触方式分类直接接触法直接接触法液浸法液浸法电磁耦合法电磁耦合法按波型分类按波型分类纵波法纵波法横波法横波法表面波法表面波法板波法板波法爬波法爬波法第5章 超声检测方法分类与特点5.1 5.1 按原理分类的超声检测方法按原理分类的超声检测方法5.1.1 5.1.1 脉冲反射法脉冲反射法 超声波探头发射脉冲波到被检工件内，超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或

4、工件底面反射波通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对工件进行检测的方法。的情况来对工件进行检测的方法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法、多次底波法。度法、多次底波法。第5章 超声检测方法分类与特点1.1.缺陷回波法缺陷回波法 根据仪器示根据仪器示波屏上显示的缺波屏上显示的缺陷波形进行判断陷波形进行判断的检测方法，是的检测方法，是脉冲反射法的基脉冲反射法的基本方法。以回波本方法。以回波传播时间对缺陷传播时间对缺陷定位，以回波幅定位，以回波幅度对缺陷定量。度对缺陷定量。第5章 超声检测方法分类与特点脉冲反射式探伤示意第5章 超声检测方法分类与特点2.2.

5、底波高度法底波高度法 依据底面回波的高度变化判断工件缺依据底面回波的高度变化判断工件缺陷情况的检测方法。要求被检工件检测面陷情况的检测方法。要求被检工件检测面与底面平行，耦合条件一致。作为一种辅与底面平行，耦合条件一致。作为一种辅助手段，配合缺陷回波法发现某些倾斜的、助手段，配合缺陷回波法发现某些倾斜的、小而密集的缺陷。小而密集的缺陷。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点3.3.多次底波法多次底波法 依据多次底面回波的变化，判断工件有依据多次底面回波的变化，判断工件有无缺陷的方法。主要用于厚度不大、形状简无缺陷的方法。主要用于厚度不大、形状简单、检测面与底面平行的工件检

6、测。单、检测面与底面平行的工件检测。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点 5.1.2 5.1.2 衍射时差法衍射时差法 原理：原理：TOFD(Time of Flight Diffraction)，利用缺陷部位的衍射波来，利用缺陷部位的衍射波来检测缺陷，根据衍射波的传播时间差来确检测缺陷，根据衍射波的传播时间差来确定缺陷自身高度高度。定缺陷自身高度高度。特点：纵波斜探头、一发一收两个探头、特点：纵波斜探头、一发一收两个探头、探头对称分布于焊缝两侧。探头对称分布于焊缝两侧。第5章 超声检测方法分类与特点发射探头发射探头接收探头接收探头直通波上端点上端点下端点底面反射信号第

7、5章 超声检测方法分类与特点TOFDTOFD方法一般将探头分布于焊缝两侧。在方法一般将探头分布于焊缝两侧。在工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，然后是底面反到达接收探头的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在时，在直通波和底面反射波。有缺陷存在时，在直通波和底面反射波之间，接收探头还会接收到缺陷处产射波之间，接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波。生的衍射波。第5章 超声检测方法分类与特点 第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点 显示方式：显示方式：A A扫描信号和扫描信号和TOFDTOFD图像，其中图像，其中A

8、A扫描扫描信号使用射频波形式。信号使用射频波形式。TOFDTOFD图像是将每个图像是将每个A A扫描扫描信号显示成一维图像线条，位置对应声程，以灰信号显示成一维图像线条，位置对应声程，以灰度表示信号幅度，将扫查过程中采集到的连续的度表示信号幅度，将扫查过程中采集到的连续的A A扫描信号形成的图像线条沿探头的运动方向拼扫描信号形成的图像线条沿探头的运动方向拼接成二维视图，一个轴代表探头移动距离，另一接成二维视图，一个轴代表探头移动距离，另一个轴代表扫查面至底面的深度个轴代表扫查面至底面的深度。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点 非平行扫查：快速检测和测定缺陷长度；可大致

9、测非平行扫查：快速检测和测定缺陷长度；可大致测定缺陷的深度；无法测定缺陷距焊缝中心线的偏移定缺陷的深度；无法测定缺陷距焊缝中心线的偏移量。量。偏置非平行扫查：增大检测范围；提高缺陷深度的偏置非平行扫查：增大检测范围；提高缺陷深度的测量精度；改进缺陷定位，并有助于降低下表面盲测量精度；改进缺陷定位，并有助于降低下表面盲区。区。平行扫查：改进缺陷定位和缺陷深度（高度）测定平行扫查：改进缺陷定位和缺陷深度（高度）测定的准确性。的准确性。第5章 超声检测方法分类与特点直通波、缺陷上下端点衍射波、底面反射波。直通波、缺陷上下端点衍射波、底面反射波。直通波直通波LW上端点上端点下端点下端点底面反射波底面反

10、射波BW第5章 超声检测方法分类与特点变形波。一般会迟于底面反射波到达接收探头。变形波。一般会迟于底面反射波到达接收探头。底面反射波底面反射波直通波直通波纵波纵波变形波变形波TxRx横波横波第5章 超声检测方法分类与特点缺陷深度计算：以直通波为参考起点。缺陷深度计算：以直通波为参考起点。t:缺陷上端点衍射波与直通波的传播时间差。缺陷上端点衍射波与直通波的传播时间差。L：缺陷上端点声程的一半。：缺陷上端点声程的一半。SSdt0t0第5章 超声检测方法分类与特点缺陷自身高度缺陷自身高度 发射探头发射探头接收探头接收探头2Sd1d2第5章 超声检测方法分类与特点波幅灰级处理波幅灰级处理第5章 超声检

11、测方法分类与特点TOFD显示包括显示包括A扫信号和扫信号和TOFD图像。图像。D扫扫上表面上表面内壁内壁A扫扫LWBW第5章 超声检测方法分类与特点向外表面延伸的裂纹 发射探头接收探头裂纹尖端裂纹尖端内壁反射波内壁反射波BW横向波被隔开了横向波被隔开了没有直通波没有直通波第5章 超声检测方法分类与特点发射探头接收探头横向波横向波LW尖端信号尖端信号底面反射信号被隔开了底面反射信号被隔开了没有底波没有底波第5章 超声检测方法分类与特点直通波直通波LW底面反射波底面反射波BW反射回波反射回波反射信号反射信号第5章 超声检测方法分类与特点近表面裂纹裂纹阻挡了直通波，下尖端衍射信号显示在裂纹阻挡了直通

12、波，下尖端衍射信号显示在A-扫描中。扫描中。第5章 超声检测方法分类与特点未焊透注意上下尖端的两个信号注意上下尖端的两个信号第5章 超声检测方法分类与特点根部未焊透根部未焊透注意直通波和缺陷信号之间的波形相位转换注意直通波和缺陷信号之间的波形相位转换第5章 超声检测方法分类与特点侧壁未熔合注意上下尖端的两个信号注意上下尖端的两个信号第5章 超声检测方法分类与特点气孔气孔密集型气孔密集型气孔第5章 超声检测方法分类与特点横向裂纹在直通波上我们可以看到宽波束在缺陷上的反映。在直通波上我们可以看到宽波束在缺陷上的反映。第5章 超声检测方法分类与特点层间未熔合层间未熔合第5章 超声检测方法分类与特点T

13、OFD法优缺点法优缺点缺缺 点点扫查面和底面之间存在扫查面和底面之间存在几毫米表面盲区几毫米表面盲区 易受噪声影响易受噪声影响 对中下部缺陷和部分良对中下部缺陷和部分良性缺陷（如气孔、夹层）性缺陷（如气孔、夹层）测大测大容易漏掉横向裂纹容易漏掉横向裂纹采用数据分析，对检测采用数据分析，对检测人员要求高人员要求高优优 点点检出率高检出率高超声波束覆盖区大超声波束覆盖区大 缺陷高度测量准确缺陷高度测量准确实时成像，快速分析实时成像，快速分析不依回波高度定量不依回波高度定量快速安全，方便快速安全，方便 第5章 超声检测方法分类与特点5.1.3穿透法穿透法 采用一发一收双探头在工件相对两端采用一发一收

14、双探头在工件相对两端面检测声波穿透工件后的能量变化来判断面检测声波穿透工件后的能量变化来判断工件中缺陷的方法。工件中缺陷的方法。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点5.1.45.1.4共振法共振法 利用入射波和反射波互相叠加形成驻波，利用入射波和反射波互相叠加形成驻波，产生共振的特性里判断工件中缺陷和厚度产生共振的特性里判断工件中缺陷和厚度的方法。的方法。共振产生的条件是声程是共振产生的条件是声程是1/21/2波长的整数波长的整数倍，根据产生不同的波节数得到两相邻共振倍，根据产生不同的波节数得到两相邻共振频率，通过计算得到工件厚度。频率，通过计算得到工件厚度。第5章 超

15、声检测方法分类与特点5.2 按显示方式分类按显示方式分类A型显示横坐标表示时间，纵坐标表示信号幅度；型显示横坐标表示时间，纵坐标表示信号幅度；B型显示（正视图）与声束传播方向平行且与工件型显示（正视图）与声束传播方向平行且与工件测量表面垂直的剖面；测量表面垂直的剖面；C型显示（俯视图）工件横断面；二维扫描；较窄型显示（俯视图）工件横断面；二维扫描；较窄的电子闸门。的电子闸门。D型显示（侧视图）与声束平面及测量表面垂直的型显示（侧视图）与声束平面及测量表面垂直的剖面。剖面。第5章 超声检测方法分类与特点X XY Y第5章 超声检测方法分类与特点A扫描扫描第5章 超声检测方法分类与特点B扫描扫描第

16、5章 超声检测方法分类与特点B型显示型显示-图像显示图像显示第5章 超声检测方法分类与特点C扫描扫描第5章 超声检测方法分类与特点P型显示投影成像扫描，显示型显示投影成像扫描，显示C扫描图像（俯视）扫描图像（俯视）和和D扫描图像（侧视）；专为检测焊缝而开发的。扫描图像（侧视）；专为检测焊缝而开发的。大致估计焊缝中缺陷形状和空间位置。大致估计焊缝中缺陷形状和空间位置。第5章 超声检测方法分类与特点 相控阵相控阵利用各晶片激励或接收声脉冲的利用各晶片激励或接收声脉冲的先后顺序，控制脉冲的时间延迟与声波到先后顺序，控制脉冲的时间延迟与声波到达缺陷各点的相位关系，实现聚焦点和声达缺陷各点的相位关系，实

17、现聚焦点和声束方向的变化对缺陷进行扫描成像。束方向的变化对缺陷进行扫描成像。特点：特点：多晶片、多通道（一个通道接一多晶片、多通道（一个通道接一个阵元）、每个阵元有各自的接头延时电个阵元）、每个阵元有各自的接头延时电路、每个晶片之间声绝缘。路、每个晶片之间声绝缘。第5章 超声检测方法分类与特点相控阵声束偏转相控阵声束偏转各单元的激励脉冲从左到各单元的激励脉冲从左到右等间隔增加延迟时间。右等间隔增加延迟时间。改变延时间隔，调整声束改变延时间隔，调整声束角度。角度。Direction of energy第5章 超声检测方法分类与特点相控阵声束聚焦相控阵声束聚焦两端阵元先激励，逐渐向中间加大延时。两

18、端阵元先激励，逐渐向中间加大延时。改变延时间隔，调整聚焦深度。改变延时间隔，调整聚焦深度。Focussed to cross at this point第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点相控阵扇形扫查（相控阵扇形扫查（S扫描成像）扫描成像）在入射点形成一定角度的扇形扫查范围。在入射点形成一定角度的扇形扫查范围。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点相控阵的优点：相控阵的优点：不移动或少移动探头，进行快速线扫或扇扫，检不移动或少移动探头，进行快速线扫或扇扫，检测效率高；测效率高；可改变声束角度，具有良好的声束可达性，进行可改变声束角度，具有良好的声

19、束可达性，进行复杂形状工件的检测；复杂形状工件的检测；控制声束偏转和聚焦深度，实现全深度聚焦检测。控制声束偏转和聚焦深度，实现全深度聚焦检测。第5章 超声检测方法分类与特点5.3 5.3 按波型分类的超声检测方法按波型分类的超声检测方法5.3.1 5.3.1 纵波法纵波法1.1.纵波直探头法纵波直探头法 使用纵波直探头进行检测的方法。对使用纵波直探头进行检测的方法。对于与检测面平行的缺陷检出效果最佳，主于与检测面平行的缺陷检出效果最佳，主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的检测。要用于铸造、锻压、轧材及其制品的检测。第5章 超声检测方法分类与特点垂直入射法（垂直法）：垂直入射法（垂直法）：波束垂直

20、入射至工件检测面，以不变的波波束垂直入射至工件检测面，以不变的波型和方向透入工件。型和方向透入工件。单晶直探头法；单晶直探头法；双晶直探头法；双晶直探头法；穿透法。穿透法。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点2.2.纵波斜探头法纵波斜探头法 将纵波倾斜入射至工件检测面，利用将纵波倾斜入射至工件检测面，利用折射纵波进行检测的方法。折射纵波进行检测的方法。入射角小于第一临界角入射角小于第一临界角，工件中，工件中同时有纵波和横波，由于纵波传播速度快，同时有纵波和横波，由于纵波传播速度快，因此可利用纵波来识别缺陷和定量，注意因此可利用纵波来识别缺陷和定量，注意不要和横波信号混淆

21、。不要和横波信号混淆。第5章 超声检测方法分类与特点有齿根裂纹时的波形有齿根裂纹时的波形正常无齿根裂纹波形正常无齿根裂纹波形第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点5.3.2 5.3.2 横波法横波法 将纵波倾斜入射至工件检测面，利用将纵波倾斜入射至工件检测面，利用波型转换得到横波进行检测的方法。波型转换得到横波进行检测的方法。入入射声束与检测面成一定的角度，又称斜射射声束与检测面成一定的角度，又称斜射法。法。两种产生斜射声束的方法：两种产生斜射声束的方法：第5章 超声检测方法分类与特点（1 1）接触法时采用斜探头，由晶片发出的）接触法时采用斜

22、探头，由晶片发出的纵波通过一定倾角的斜楔到达接触面，在纵波通过一定倾角的斜楔到达接触面，在界面处发生波型转换，在工件中产生折射界面处发生波型转换，在工件中产生折射后的斜射横波声束；后的斜射横波声束；（2 2）利用水浸直探头，在水中改变声束入）利用水浸直探头，在水中改变声束入射到检测面时的入射角，从而在工件中产射到检测面时的入射角，从而在工件中产生所需要波型和角度的折射波。生所需要波型和角度的折射波。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点特点：波长特点：波长 小，衰减快、穿透能力差、不适用粗晶材料。小，衰减快、穿透能力差、不适用粗晶材料。产生方法：产生方法：IIII入射角入

23、射角 L L I I a)a)直接接触法：入射角直接接触法：入射角 L L应在应在57.757.70 0 27.627.60 0之间之间b)b)水浸法：入射角水浸法：入射角 L L应在应在14.514.50 0 27.2727.270 0之间之间应用：应用：斜入射，检测与表面有一定倾角方向的缺陷。用于焊缝和斜入射，检测与表面有一定倾角方向的缺陷。用于焊缝和钢管的检测，以及厚的钢板和锻件的辅助检测。钢管的检测，以及厚的钢板和锻件的辅助检测。第5章 超声检测方法分类与特点5.3.3 5.3.3 表面波检测表面波检测1.1.表面波的性质表面波的性质 表面波只在物体表面下几个波长的范表面波只在物体表面

24、下几个波长的范围内传播，当其沿表面传播的过程中遇到围内传播，当其沿表面传播的过程中遇到表面裂纹时：表面裂纹时：（1 1）一部分声波在裂纹开口处仍以表面波）一部分声波在裂纹开口处仍以表面波的形式被反射，并沿物体表面返回。的形式被反射，并沿物体表面返回。第5章 超声检测方法分类与特点（2 2）一部分声波仍以表面波的形式沿裂纹）一部分声波仍以表面波的形式沿裂纹表面继续向前传播，传播到裂纹顶端时，表面继续向前传播，传播到裂纹顶端时，部分声波被反射而返回，部分声波继续以部分声波被反射而返回，部分声波继续以表面波的形式沿裂纹表面向前传播。表面波的形式沿裂纹表面向前传播。（3 3）一部分声波在表面转折处或裂

25、纹顶端）一部分声波在表面转折处或裂纹顶端转变为变形纵波和变形横波，在物体内部转变为变形纵波和变形横波，在物体内部传播。传播。第5章 超声检测方法分类与特点在表面波检测中主要利用上述特性来检测在表面波检测中主要利用上述特性来检测表面和近表面裂纹。表面下表面和近表面裂纹。表面下2 2倍波长深度倍波长深度范围是表面波可检测的深度范围。范围是表面波可检测的深度范围。第5章 超声检测方法分类与特点n5.3.35.3.3表面波表面波特点：在表面特点：在表面2 2 内传播，遇内传播，遇到表面不连续的部位（开口到表面不连续的部位（开口裂纹、棱边）会产生反射、裂纹、棱边）会产生反射、波形转换等。波形转换等。产生

26、方法：产生方法：a)Ya)Y切石英法：可以两个方向发切石英法：可以两个方向发射射,通常用阻尼材料衰减其中通常用阻尼材料衰减其中一个方向。一个方向。b)b)纵波折射法：纵波折射法：有机玻璃有机玻璃/钢钢 i i=62=620 064640 0 应用：表面开口裂纹高度测应用：表面开口裂纹高度测定定第5章 超声检测方法分类与特点影响表面波传播的其他因素：影响表面波传播的其他因素：（1 1）油的影响；）油的影响；（2 2）表面粗糙度和材料组织的影响；）表面粗糙度和材料组织的影响；（3 3）圆柱曲面的影响。）圆柱曲面的影响。表面较厚的油层、污物表面较厚的油层、污物、铁锈、水垢、以及、铁锈、水垢、以及 粗

27、糙的表面均会粗糙的表面均会造成表面波的严重衰减。因此表面光洁度比一般的检测方法造成表面波的严重衰减。因此表面光洁度比一般的检测方法要高一些，露出金属光泽，并用有机溶剂擦干净。要高一些，露出金属光泽，并用有机溶剂擦干净。第5章 超声检测方法分类与特点5.3.4 5.3.4 板波检测板波检测 使用板波进行检测的方法。主要用于使用板波进行检测的方法。主要用于薄板、薄壁管等形状简单的工件检测。板薄板、薄壁管等形状简单的工件检测。板波充塞于整个工件，可以发现内部的和表波充塞于整个工件，可以发现内部的和表面的缺陷。检测灵敏度取决于仪器工作条面的缺陷。检测灵敏度取决于仪器工作条件和波的形式。件和波的形式。第

28、5章 超声检测方法分类与特点检测距离大时，应选择以纵波成分为主的检测距离大时，应选择以纵波成分为主的板波型；板波型；捡测复合板粘结不良时，应选择以横波成捡测复合板粘结不良时，应选择以横波成分为主的板波波型；分为主的板波波型；板上油、水使板波衰减增大，因此水浸法板上油、水使板波衰减增大，因此水浸法捡测时应选择以纵波成分为主的板波波型捡测时应选择以纵波成分为主的板波波型（群速接近纵波的波型）（群速接近纵波的波型）第5章 超声检测方法分类与特点5.3.5 5.3.5 爬波法爬波法 当纵波从第一种介质以第一临界角附近当纵波从第一种介质以第一临界角附近的角度入射于第二种介质时，在第二种介的角度入射于第二

29、种介质时，在第二种介质中同时存在表面纵波和斜射横波。其中：质中同时存在表面纵波和斜射横波。其中：头波：横波的波前；头波：横波的波前；爬波（纵向头波）：沿介质表面下一定爬波（纵向头波）：沿介质表面下一定距离处在横波和表面纵波之间传播的峰值距离处在横波和表面纵波之间传播的峰值波。波。第5章 超声检测方法分类与特点1、特点：爬波又称为表面下纵波，是纵波从第一介质以第一临界角附、特点：爬波又称为表面下纵波，是纵波从第一介质以第一临界角附近的角度入射到第二介质时，在第二介质中产生的一种非均匀波。简近的角度入射到第二介质时，在第二介质中产生的一种非均匀波。简单说，叫表面下纵波（且有一定的横波分量）。波速在

30、圆弧面上单说，叫表面下纵波（且有一定的横波分量）。波速在圆弧面上0.96纵波速度。纵波速度。由于这种波传播时，大部分能量主要集中在表面下某个范围内，且不由于这种波传播时，大部分能量主要集中在表面下某个范围内，且不同于表面波，受工件表面的刻痕、不平整、凹陷，以及油滴干扰较小，同于表面波，受工件表面的刻痕、不平整、凹陷，以及油滴干扰较小，对工件表面粗糙不敏感，因此适用于检测粗糙表面下的缺陷。对工件表面粗糙不敏感，因此适用于检测粗糙表面下的缺陷。2、产生：当纵波以第一临界角、产生：当纵波以第一临界角27.60附近，附近，30以内入射，以内入射，即可获得爬波。即可获得爬波。第5章 超声检测方法分类与特

31、点 一次爬波的角度在一次爬波的角度在7583之间，工件内部之间，工件内部的的3035横波在工件底部产生纵波和二横波在工件底部产生纵波和二次爬波。次爬波。爬波衰减很快，回波声压与距离爬波衰减很快，回波声压与距离4次方成次方成反比，检测距离约几十毫米。检测深度反比，检测距离约几十毫米。检测深度0.59mm。第5章 超声检测方法分类与特点3、应用：主要用于铸件、堆焊层等的表面、应用：主要用于铸件、堆焊层等的表面下裂纹，以及螺栓柱根部裂纹检测。下裂纹，以及螺栓柱根部裂纹检测。4、应用中的有关问题：、应用中的有关问题：通过选择探头的通过选择探头的f.D值可以改变对表面附近值可以改变对表面附近缺陷的敏感程

32、度，缺陷的敏感程度，f.D大，探测深度小。大，探测深度小。爬波离开探头后衰减很快，爬波离开探头后衰减很快，P 1/X4，检测，检测距离只有几十毫米，通常采用双探头布置。距离只有几十毫米，通常采用双探头布置。第5章 超声检测方法分类与特点5.4 5.4 按探头数目分类的超声检测方法按探头数目分类的超声检测方法5.4.1 5.4.1 单探头法单探头法 使用一个探头兼作发射和接收超声波使用一个探头兼作发射和接收超声波的检测方法。的检测方法。对于与波束轴线垂直的面状缺陷和立对于与波束轴线垂直的面状缺陷和立体型缺陷的检出效果最好。体型缺陷的检出效果最好。第5章 超声检测方法分类与特点5.4.2 5.4.

33、2 双探头法双探头法 使用两个探头（一个发射、一个接收）使用两个探头（一个发射、一个接收）进行检测的方法。进行检测的方法。用于发现单探头难以检出的缺陷。用于发现单探头难以检出的缺陷。1.1.并列式：发现与检测面倾斜的缺陷。并列式：发现与检测面倾斜的缺陷。将两个并列的探头组合在一起，具有将两个并列的探头组合在一起，具有较高的分辨力和信噪比。较高的分辨力和信噪比。第5章 超声检测方法分类与特点2.2.交叉式交叉式：发现与检测面垂直的面状缺陷。发现与检测面垂直的面状缺陷。第5章 超声检测方法分类与特点3.V3.V型串列式：发现与检测面平行的面状缺陷。型串列式：发现与检测面平行的面状缺陷。4.K4.K

34、型串列式：发现与检测面垂直的面状缺陷。型串列式：发现与检测面垂直的面状缺陷。第5章 超声检测方法分类与特点5.5.串列式：发现与检测面垂直的片状缺陷。串列式：发现与检测面垂直的片状缺陷。（厚焊缝（厚焊缝的的中间未焊透，窄间隙焊缝中间未焊透，窄间隙焊缝的坡口面未熔合）的坡口面未熔合）特点：缺陷在显示屏上的水平位置固定特点：缺陷在显示屏上的水平位置固定不变；上、下表面存在盲区不变；上、下表面存在盲区。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点5.4.35.4.3多探头法多探头法使用两个以上的探头组合在一起进行检测使用两个以上的探头组合在一起进行检测的方法。的方法。主要通过增加声束

35、来提高检测速度或发现主要通过增加声束来提高检测速度或发现各种取向的缺陷。通常与多通道检测仪和各种取向的缺陷。通常与多通道检测仪和自动扫查装置配合。自动扫查装置配合。第5章 超声检测方法分类与特点5.5 5.5 按探头接触方式分类的超声检测方法按探头接触方式分类的超声检测方法5.5.1 5.5.1 接触法和液浸法接触法和液浸法接触法（直接接触法）：接触法（直接接触法）：探头与工件检测面之间，涂有很薄的耦合探头与工件检测面之间，涂有很薄的耦合剂层。剂层。第5章 超声检测方法分类与特点耦合剂（耦合剂（d/4），），最佳压力为最佳压力为101020N20N时时耦合稳定，效果好耦合稳定，效果好。特点操作

36、简便、灵敏度高、适用于手工特点操作简便、灵敏度高、适用于手工操作。操作。缺点探头易磨损，工件表面粗糙度应控缺点探头易磨损，工件表面粗糙度应控制在制在6.3m 以内。以内。第5章 超声检测方法分类与特点液浸法：将探头和工件浸于液体中以液体液浸法：将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行检测的方法。作耦合剂进行检测的方法。（1 1）全浸没式；）全浸没式；（2 2）局部浸没式：喷液式、通水式、）局部浸没式：喷液式、通水式、漫溢式。漫溢式。第5章 超声检测方法分类与特点第5章 超声检测方法分类与特点特点耦合稳定（不受工件表面粗糙度的影响）、特点耦合稳定（不受工件表面粗糙度的影响）、探头不会磨损，探头不

37、会磨损，盲区小（水钢界面波的宽度小于始脉冲宽度）盲区小（水钢界面波的宽度小于始脉冲宽度）声能损失较大、水钢界面声压透过率只有声能损失较大、水钢界面声压透过率只有20，水浸检测时必须提高检测灵敏度约水浸检测时必须提高检测灵敏度约10dB。调整探头的入射角，可获得任意角度的横波，调整探头的入射角，可获得任意角度的横波，由于声束扩散，常使用水浸聚焦探头。由于声束扩散，常使用水浸聚焦探头。加表面活性剂润湿工件，必要时，适当对水加热，加表面活性剂润湿工件，必要时，适当对水加热，去除水中的气泡，防止杂波。去除水中的气泡，防止杂波。第5章 超声检测方法分类与特点接触法和液浸法特点比较接触法和液浸法特点比较（

38、1 1）接触法优缺点：）接触法优缺点：多为手工操作，操作简单；设备简单，适用于现场检测，多为手工操作，操作简单；设备简单，适用于现场检测，成本较低；直接耦合，入射声能损失小，可提供较大的厚度成本较低；直接耦合，入射声能损失小，可提供较大的厚度穿透力；在相同检测参数下，检测灵敏度高于液浸法。穿透力；在相同检测参数下，检测灵敏度高于液浸法。（2 2）液浸法优缺点：）液浸法优缺点：手工操作受人为影响因素影响较大，耦合不易稳定，要求被手工操作受人为影响因素影响较大，耦合不易稳定，要求被检表面光洁度较高。检表面光洁度较高。第5章 超声检测方法分类与特点EMAT的物理结构由三部分组成：的物理结构由三部分组

39、成：1、高频线圈：用于产生高频激发磁场。、高频线圈：用于产生高频激发磁场。2、磁铁：用来提供外加磁场，它可以是永、磁铁：用来提供外加磁场，它可以是永久磁铁或直流电磁铁，也可以是交流电磁铁久磁铁或直流电磁铁，也可以是交流电磁铁或脉冲电磁铁。或脉冲电磁铁。3、工件：检测对象，它是、工件：检测对象，它是EMAT的一部分。的一部分。（简称（简称EMAT三要素）三要素）第5章 超声检测方法分类与特点 纵波的激发和接收纵波的激发和接收 横波的激发和接收横波的激发和接收第5章 超声检测方法分类与特点电磁超声检测的特点：电磁超声检测的特点：(1)电磁超声借助电磁场作为发送和接收超声波电磁超声借助电磁场作为发送

40、和接收超声波的介质，其能量转换则是在被测工件表面的趋肤的介质，其能量转换则是在被测工件表面的趋肤层内直接进行的，所以不需要耦合剂；层内直接进行的，所以不需要耦合剂；(2)通过改变磁铁的结构和形状，改变信号发射通过改变磁铁的结构和形状，改变信号发射和接收线圈的排列方式，就可以分别产生纵波、和接收线圈的排列方式，就可以分别产生纵波、横波和表面波等不同模式的波，特别是横波和表面波等不同模式的波，特别是SH波；波；(3)对被探工件表面质量要求不高对被探工件表面质量要求不高，EMAT甚至甚至能检测能检测750的高温物体，测厚精度高。的高温物体，测厚精度高。(4)检测速度快检测速度快；(5)缺陷检出能力和

41、信噪比比压电晶片超声差。缺陷检出能力和信噪比比压电晶片超声差。第5章 超声检测方法分类与特点5.6 5.6 手工检测和自动检测手工检测和自动检测5.6.1 5.6.1 手工检测手工检测 操作者手持探头进行的操作者手持探头进行的A A型脉冲反射式型脉冲反射式超声检测。超声检测。操作简便。受操作者影响大操作简便。受操作者影响大:技技术水平、术水平、责任心、责任心、情绪。检测结果的可靠情绪。检测结果的可靠性和重复性差。性和重复性差。第5章 超声检测方法分类与特点5.6.2 5.6.2 自动检测自动检测 使用自动化超声检测设备，在最小的人使用自动化超声检测设备，在最小的人工干预下进行并完成检测的全部过

42、程。采工干预下进行并完成检测的全部过程。采用自动扫查装置，或在检测过程中可自动用自动扫查装置，或在检测过程中可自动记录声束位置信息、自动采集和记录数据记录声束位置信息、自动采集和记录数据的检测方式。的检测方式。第5章 超声检测方法分类与特点 能够自动记录探头位置和有关检测数据或能够自动记录探头位置和有关检测数据或有能够固定探头进行自动扫除的装置均称为有能够固定探头进行自动扫除的装置均称为自动检测。自动检测。国外自动超声检测技术有逐渐替代射线检国外自动超声检测技术有逐渐替代射线检测的趋向。测的趋向。第第6章章 脉冲反射法超声检测通用技术脉冲反射法超声检测通用技术思考题：思考题：1 1、纵波法实际

43、上就是使用直探头垂直入射检测的、纵波法实际上就是使用直探头垂直入射检测的方法。方法。（）2 2、厚度较大焊缝，采用串列式扫描时，如焊缝余、厚度较大焊缝，采用串列式扫描时，如焊缝余高磨平则不存在死区。高磨平则不存在死区。（）3 3、穿透法检测时，可以根据缺陷波的位置判断缺、穿透法检测时，可以根据缺陷波的位置判断缺陷的深度。陷的深度。（）4 4、脉冲反射法可分为缺陷回波法、底波高度法、脉冲反射法可分为缺陷回波法、底波高度法、多次底波法。多次底波法。（）5 5、液浸法检测适用于表面粗糙工件，探头不易磨、液浸法检测适用于表面粗糙工件，探头不易磨损，耦合稳定，结果重复性差。损，耦合稳定，结果重复性差。（

44、）第第6章章 脉冲反射法超声检测通用技术脉冲反射法超声检测通用技术思考题：思考题：6 6、采用（、采用（）技术不能测出缺陷深度。）技术不能测出缺陷深度。A A、直探头检测法、直探头检测法B B、脉冲反射法、脉冲反射法C C、斜探头检测法、斜探头检测法D D、穿透法、穿透法第第6章章 脉冲反射法超声检测通用技术脉冲反射法超声检测通用技术思考题：思考题：7 7、关于液浸法检测，以下说法错误的是（、关于液浸法检测，以下说法错误的是（）。）。A A、可减小盲区、可减小盲区B B、可减小人为因素影响、可减小人为因素影响C C、探头寿命长、探头寿命长D D、不能检测较薄工件、不能检测较薄工件休息，休息，稍后继续休息，休息，稍后继续谢谢谢谢!祝大家取得好成绩祝大家取得好成绩