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超聲檢測(UT)的原理

作者:百檢網(wǎng) 時間:2022-07-20 來源:互聯(lián)網(wǎng)

超聲檢測(Ultrasonic Testing),業(yè)內(nèi)人士簡稱UT,是工業(yè)無損檢測(Nondestructive Testing)中應(yīng)用*廣泛、使用頻率*高且發(fā)展較快的一種無損檢測技術(shù),可以用于產(chǎn)品制造中質(zhì)量控制、原材料檢驗、改進工藝等多個方面,同時也是設(shè)備維護中不可或缺的手段之一。

超聲檢測主要的應(yīng)用是檢測工件內(nèi)部宏觀缺陷和材料厚度測量。
按照不同特征,可將超聲檢測分為多種不同的方法:
(1)按原理分類:超聲波脈沖反射法、衍射時差法(Time of Flight Diffraction,簡稱TOFD)等。
(2)按顯示方式分類:A型顯示、超聲成像顯示(B、C、D、P掃描成像、雙控陣成像等)。

A型顯示的超聲波脈沖反射法是五大常規(guī)無損檢測技術(shù)之一,其他四種是:射線檢測(Radiographic Testing):射線照相法、磁粉檢測(Magnetic Particle Testing)、滲透檢測(Penetrant Testing)、渦流檢測(Eddy Current Testing)。


超聲檢測原理
超聲檢測,本質(zhì)上是利用超聲波與物質(zhì)的相互作用:反射、折射和衍射。

(1)什么是超聲波?
我們把能引起聽覺的機械波稱為聲波,頻率在20-20000Hz之間,而頻率高于20000Hz的機械波稱為超聲波,人類是聽不到超聲波的。對于鋼等金屬材料的檢測,我們常用頻率為0.5~10MHz的超聲波。(1MHz=10的六次方Hz)

(2)如何發(fā)出和接收超聲波?
超聲檢測用探頭的核心元件是壓電晶片,其具有壓電效應(yīng):在交變拉壓應(yīng)力的作用下,晶體可以產(chǎn)生交變電場。
當高頻電脈沖激勵壓電晶片時,發(fā)生逆壓電效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)換成聲能(機械能),探頭以脈沖的方式間歇發(fā)射超聲波,即脈沖波。當探頭接受超聲波時,發(fā)生正壓電效應(yīng),將聲能轉(zhuǎn)換成電能。

超聲檢測所用的常規(guī)探頭,一般由壓電晶片、阻尼塊、接頭、電纜線、保護膜和外殼組成,一般分為直探頭和斜探頭兩個類別,后者的話通常還有一個使晶片與入射面成一定角度的斜鍥塊。

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