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      超聲波檢測方法的一般原理與分類

      點擊次數:801 發布時間:2020-12-07

       

      一.根據采用超聲波的種類分類

      1.脈沖波法:超聲波探頭激發的是脈沖超聲波,這是具有一定持續時間、按一 定重復頻率間歇發射的超聲波,通常具有較大的頻帶寬度。

      1)脈沖波反射法:在超聲波檢測時,向被檢對象發射脈沖超聲波,利用超聲波的 反射特性,根據有無缺陷回波或工件底面反射回波、回波幅度的大小、回波信號數 量、回波在示波屏時基線上的位置以及回波包絡形狀變化等對被檢對象的質量情況 進行評價。
      超聲波脈沖反射法是目前應用的超聲波檢測方法,包括一次脈沖反射法 和多次脈沖反射法,前者利用一次回波脈沖,后者則利用超聲波脈沖波在工件中多 次反射形成的多次回波脈沖來進行評價。

      2)脈沖波穿透法:在超聲波檢測時,由一個探頭向被檢對象發射脈沖超聲波,用 另一個探頭在適當位置接收穿越材料的超聲波,根據接收的超聲信號強弱來評價被 檢對象有無缺陷及缺陷嚴重程度等情況。
      在利用脈沖波穿透法時,甚至可以將儀器簡化成電表指示(或者更簡單的是聲 音-聲調變化指示)而省掉示波管顯示系統。

      2.連續波法:超聲波探頭激發的是連續地、不停歇振動的超聲波,通常具有單 一的頻率。

      1)諧振法:利用超聲波的諧振特性以及在工件中形成駐波的條件,可以用來測定 被檢工件的厚度,檢查膠接結構與復合材料以及薄板電阻點焊或滾焊等的接合質量 情況。在超聲波檢測時,可以通過連續改變超聲波的振蕩頻率來尋找共振點,以示 波器、電流計或甚至是蜂鳴器的大響應來顯示。
      必須注意:對于不均勻腐蝕、表面嚴重凹凸不平,以及形狀復雜的工件是不適 宜采用諧振法檢測的。

      2)穿透法:連續波穿透法與脈沖波穿透法相似,通過觀察穿越工件材料后的超聲 波能量(波幅)的變化來進行檢測評價。

      二.根據所利用的超聲波波型分類

          目前工業超聲波檢測常用的超聲波波型有:縱波、橫波、瑞利波(表面波)、蘭姆波(板波)以及爬波(表面下縱波),還有發展的導波以及相控陣所激發出來 的復合波型。應用不同超聲波波型進行檢測時,各自有不同的適用范圍與檢測工藝。


      三.根據超聲波進入被檢工件的方式分類

      1.接觸法:超聲波探頭通過薄層的液體或流體耦合介質直接與被檢工件的探測 面接觸。

      2.液浸法:主要是指采用水作為耦合介質,俗稱為水浸法,超聲波探頭發出的 超聲波經過一定厚度的水層再進入被檢工件,超聲波探頭不與被檢工件接觸。在水 浸法中,按照作為耦合介質的水的施加方式,還分為全浸沒法(被檢工件與超聲波 探頭都完全浸沒在水中)、局部水浸法(僅是被檢工件上需要檢測的部位局部浸沒在 水中,通常超聲波探頭是全浸沒或半浸入水中)、溢水法(被檢工件上的檢測面與超 聲探頭之間通過溢水耦合)、噴水柱法(被檢工件上的檢測面與超聲波探頭之間通過噴流水柱耦合)、水層或水間隙法(超聲波探頭與被檢工件的檢測面之間通過薄層水 耦合)等等。
      接觸法和水浸法是超聲波檢測中主要應用的兩種耦合方式,此外還有地毯法、 滾輪法等多種特殊的耦合方式。

      3.空氣耦合法:目前主要應用于飛機復合材料的低頻超聲檢測。

      四.根據所用超聲探頭的形式種類分類
           主要分為:單直平探頭法(含接觸法與液浸法)、單斜探頭法(接觸法用,包括 橫波、瑞利波、蘭姆波、爬波探頭)、單直聚焦探頭法(含接觸法與液浸法,點聚焦 與線聚焦)、單斜聚焦探頭法(接觸法用)、組合雙晶探頭法(含組合雙晶直探頭與 組合雙晶斜探頭)、雙斜探頭法、小角度單斜探頭法以及眾多的探頭檢測方法(例 如鐵軌探頭、小徑管焊縫探傷探頭,以及導波探頭、相控陣探頭)等等。

      五.根據超聲波進入被檢工件時聲束軸線與入射面的角度關系分類
          垂直入射(聲束 軸線與探測面垂直)和傾斜入射(聲束軸線與探測面法線有一定交角,可以對被檢 工件進行傾斜入射縱波檢測、橫波檢測、瑞利波檢測、蘭姆波檢測、爬波檢測…等 等)。

      六.根據超聲波檢測系統發射與接收信號的通道數量分類
        常見的是單通道法,還有用于自動化與半自動化檢測的多通道法(可達到2通道、4 通道、8 通道、10 通道甚至上百通道)。

       

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