超聲波探傷實驗報告

1、超聲波探傷一、實驗目的通過實驗了解超聲波探傷的基本原理；掌握超聲波探傷儀器的各個旋鈕的名稱、功能和使用方法。了解超聲檢測儀的使用規(guī)范。二、實驗設備和器材1超聲檢測儀2直探頭和斜探頭3耦合劑：甘油4試塊和試件三、實驗內容超聲波探傷是利用探頭發(fā)射超聲波掃描試件內部，在熒光屏上可得到工件兩界面（表面及底面）的反射波，如工件內部有缺陷，則缺陷將產(chǎn)生缺陷反射回波并顯示在兩界面波之間。缺陷波峰距兩界面波之間的距離即缺陷至兩界面之間的距離，缺陷大小及性質可按相關標準確定。1、超聲波探傷原理（1）超聲波的傳播特性聲波是由物體的機械振動所發(fā)出的波動，它在均勻彈性介質中勻速傳播，其傳播距離與時間成正比。當聲波的頻

2、率超過20000赫時，人耳已不能感受，即為超聲波。聲波的頻率、波長和聲速間的關系是：.c扎=f（1）式中入一一波長；c波速；f頻率。由公式可見，聲波的波長與頻率成反比，超聲波則具有很短的波長。超聲波探傷技術，就是利用超聲波的高頻率和短波長所決定的傳播特性。即：1）具有束射性（又叫指向性），如同一束光在介質中是直線傳播的，可以定向控制。2）具有穿透性，頻率越高，波長越短，穿透能力越強，因此可以探測很深（尺寸大）的零件。穿透的介質超致密，能量衰減越小，所以可用于探測金屬零件的缺陷。3）具有界面反射性、折射性，對質量稀疏的空氣將發(fā)生全反射。聲波頻率越高，它的傳播特性越和光的傳播特性接近。如超聲波的反

3、射、折射規(guī)律完全符合光的反射、折射規(guī)律。利用超聲波在零件中的勻速傳播以及在傳播中遇到界面時發(fā)生反射、折射等特性，即可以發(fā)現(xiàn)工件中的缺陷。因為缺陷處介質不再連續(xù)，缺陷與金屬的界面就要發(fā)生反射等。如圖1所示超聲波在工件中傳播，沒有傷時，如圖1a,聲波直達工件底面，遇界面全反射回來。當工件中有垂直于聲波傳播方向的傷，聲波遇到傷界面也反射回來，如圖1b。當傷的形狀和位置決定界面與聲波傳播方向有角度時，將按光的反射規(guī)律產(chǎn)生聲波的反射傳播。圖1超聲波在工件中的傳播2、超聲波探傷儀的工作原理超聲波探傷儀首先是個超聲波發(fā)生器，它利用交流電源和振蕩電路，產(chǎn)生高頻電脈沖，并可根據(jù)探傷要求調節(jié)脈沖的頻率及發(fā)射能量。

4、超聲波探傷儀還具有將接受到的電脈沖依其能量的大小、時間的先后通過熒光顯示屏顯示出來的功能。其工作原理示于圖2。發(fā)生器使示波管產(chǎn)生水平掃描線（一條亮線，代表時間軸），接收放大器使接受到的脈沖信號作用于示波管的垂直偏轉板，并按信號收到的時間先后將水平掃描線的相應部位拉起脈沖值。始脈沖是儀器發(fā)射出去的原始脈沖信號，傷脈沖是超聲波自工件內缺陷處返回的脈沖信號，底脈沖則是超聲波自工件底部返回來的脈沖信號。由于超聲波在工件內是勻速傳播的，因此在工件內走過的路程越長，返回的時間越晚，所以底脈沖要比傷脈沖出現(xiàn)的晚，它們在熒光屏上的水平距離反應了超聲波在工件內走過的距離。因此有：ba式中：d工件表面至缺陷的距離

5、。I沿探測方向的工件厚度。b傷脈沖到始脈沖的掃描刻度。超聲波在介質中傳播是有能量衰減的。在接收回來的脈沖高度要減少。走過的距離越長，如果傷較小，少量超聲波自傷處反射回來,反射回來的能量也越小，表現(xiàn)將有一個矮的傷脈沖，此時大部分能量抵達工件底面，底脈沖仍較高。如果傷面積很大，則傷脈沖就會高,相應的底脈沖就會很小。如遇到傷很大，或其界面又不垂直于超聲波入射的方向（如圖1c），則傷脈沖沒有（反射波收不到），底脈沖也可能沒有。ba底脈沖到始脈沖的掃描刻度。圖2探傷儀工作原理示意圖為駁發(fā)生器接收放大器超聲波探頭是超聲波探傷儀的重要附件，工程上所用的探頭分為直探頭和斜探頭兩種。探頭又叫做換能器，探傷儀發(fā)射

6、出來的是高頻電脈沖，利用探頭上的壓電晶體（常用鋯鈦酸鉛）將電脈沖轉換成機械振動一一超聲波。探頭又可以將由工件上接收到的超聲波轉換成電脈沖，輸給接收放大電路，再加于示波管上。3、各旋鈕功能電源開關一一用以接通電源。電源指示燈一一用以表示電源接通。延遲掃描把同步脈沖信號延遲一段時間再觸發(fā)時間掃描電路的工作狀態(tài)，使時間掃描滯后于發(fā)射脈沖一段時間，延遲量可用延遲調節(jié)旋鈕調整。輝度調節(jié)示波管電子束的發(fā)射強度，控制示波屏上時基線與波形的顯示亮度。聚焦用于調節(jié)示波管電子束的聚焦程度，使示波屏上的時基垂直調節(jié)使時基線在示波屏上作上下移動以達到適合觀察的位置。水平調節(jié)使時基線在示波屏上左右移動達到適合的位置。增

7、益包括步進分檔式的定量增益旋鈕（以分貝為計量單位）和連續(xù)可調的非定量增益旋鈕（多用作增益微調）。衰減器包括粗調（多以6、10或12dB步進分檔）和細調（0.5、1或2dB步進分檔）。調節(jié)接收放大電路的放大倍數(shù)，利用衰減器定量控制接收信號的幅度大小。發(fā)射強度調節(jié)發(fā)射電脈沖的幅度（發(fā)射電壓）和持續(xù)時間（脈沖寬度），從而控制超聲波的輻射功率。重復頻率調節(jié)同步電路單位時間內產(chǎn)生同步脈沖的次數(shù)，從而控制單位時間內發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)。抑制用于抑制雜波、電噪聲及材料本底噪聲等產(chǎn)生的不必要的干擾信號，以提高信噪比和使波形顯示清晰，但也同時降低了檢測靈敏度。深度補償用于抑制近區(qū)靈敏度，相對地提高遠區(qū)靈敏度，以提

8、高分辨力和減小有效探測盲區(qū)。深度調節(jié)熒光屏掃描線所代表的探測范圍分為粗調與細調，前者為分檔型，后者為連續(xù)調整型。相鄰分檔范圍可以相互覆蓋。延遲用于調節(jié)同步脈沖觸發(fā)信號在時基電路中延遲量的大小。標記利用標記旋鈕調節(jié)其在時基線上的位置，用作探測距離或某個回波位置的標志點。閘門起位調節(jié)報警閘門（矩形波）前沿（即監(jiān)視起點）在顯示屏時基線上的位置（稱為閘門起始位置）閘門寬度調節(jié)報警閘門（矩形波）的寬度。報警靈敏度調節(jié)驅動報警裝置的電平閾值。報警探傷儀上用于接通報警電路的開關。報警輸出把報警信號輸送給外部報警裝置工作頻率根據(jù)超聲波探頭的工作頻率選定標尺控制示波管屏面刻度板照明探頭選擇探頭工作模式選擇的轉換

9、開關四、實驗步驟1實驗指導1）指導教師講解超聲檢測儀使用注意事項。2）指導教師借助實驗設備講解超聲檢測儀的工作原理和各旋鈕的功能。2學生練習（1）將超聲檢測儀、探頭、電源線等正確連接，組成超聲檢測系統(tǒng)。（2）依次開啟總電源、超聲檢測儀電源，觀察、記錄儀器顯示屏上的顯示情況。（3）將直探頭置于涂有耦合劑甘油的CSI型試塊上，并對準試塊下面的中心孔。（斜探頭可選用CSK-IA試塊，對準R100的圓弧面）。（4）調節(jié)超聲檢測儀的衰減器、深度旋鈕，觀察、記錄顯示屏上回撥的高度、水平位置的變化，并分析其原因。（5）在儀器和探頭不作調整的情況下，將試塊換成同類型不同高度的試塊（斜探頭可換做探測CSK-IA

10、試塊上50孔），再次觀察、記錄顯示屏上回波的變化，并分析其原因。五、注意事項1、探頭的保護探頭表面為丙烯樹脂，對粗糙表面的重劃很敏感，因此在使用中應輕按。測粗糙表面時盡量減少探頭在工作表面的劃動。2、實驗過程中，防止摔壞儀器、探頭和試塊。并注意自身安全。忽然很想你，想一場桃花雨我的憂傷，是滲透骨髓里的，即使吃大劑量的詩歌補藥、喝什么樣的心靈雞湯，都已喚不回身體里、生命中的陽光。所以，我的愛，如果你又看到了我的文字，如果這些文字里依然充滿著泣血，濕濕顫抖的哭泣，請你原諒我。因為，你就是我，只有在你面前，我可以卸掉偽裝堅強的面具。撲在你的懷里，大聲的哭泣，如果沒有了你，心就會沒有熱度，變成僵硬的死

11、掉。我也早已沒有了生命剛從死亡里，我又回到了現(xiàn)實，窗外飄起雪花。我又開始呆呆地望著雪，傻傻地跟電腦的屏幕頭像的你，談一場生死相依中，你我牽手的虛擬愛情。多么可悲，現(xiàn)實終歸現(xiàn)實。我又開始行騙自己我突然害怕走進墳墓，突然恐懼死亡，因為死亡來臨。連這點可憐的虛擬愛情，也將是煙消云散。絕望的時候會想，泣血和流淚如果不讓你看見多好，可我還是以文字方式，讓你看見。因為你已變成了我，我的影子。如果有一天，我永遠的無音信，親愛的，你就當我這世界從來沒有來過。來過的，只有我為你用一滴滴淚，一滴滴血，輕輕研成的心墨，而寫下的詩歌。我的憂傷，是滲透骨髓里的，即使吃大劑量的詩歌補藥、喝什么樣的心靈雞湯，都已喚不回身體里、生命中的陽光。所以，我的愛，如果你又看到了我的文字，如果這些文字里依然充滿著泣血，濕濕顫抖的哭泣，請你原諒我。因為，你就是我，只有在你面前，我可以卸掉偽裝堅強的面具。撲在你的懷里，大聲的哭泣，如果沒有了你，心就會沒有熱度，變成僵硬的死掉。我也早已沒有了生命剛從死亡里，我又回到了現(xiàn)實，窗外飄起雪花。我又開始呆呆地望著雪，傻傻地跟電腦的屏幕頭像的你，談一場生死相依中，你我牽手的虛擬愛情。多么可悲，現(xiàn)實終歸現(xiàn)