超聲波探傷儀原理技術(shù)
1.什么是無(wú)損探傷/無(wú)損檢測(cè)？
答：（1）無(wú)損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測(cè)試手段。
（2）無(wú)損檢測(cè)：Nondestructive Testing（縮寫 NDT）

2、常用的探傷方法有哪些？

 答：無(wú)損檢測(cè)方法很多據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，認(rèn)為可分為六大類約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見的有以下幾種：

常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法有：

●超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing（縮寫 UT）；

●射線檢測(cè) Radiographic Testing（縮寫 RT）；

●磁粉檢測(cè) Magnetic particle Testing（縮寫 MT）；

●滲透檢驗(yàn) Penetrant Testing （縮寫 PT）；

●渦流檢測(cè)Eddy current Testing（縮寫 ET）；

非常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有：

●聲發(fā)射Acoustic Emission（縮寫 AE）；

●泄漏檢測(cè)Leak Testing（縮寫 UT）；

●光全息照相Optical Holography；

●紅外熱成象Infrared Thermography；

●微波檢測(cè) Microwave Testing

3、超聲波探傷的基本原理是什么？

答：超聲波探傷儀的種類繁多，但在實(shí)際的探傷過(guò)程，脈沖反射式超聲波探傷儀應(yīng)用的。一般在均勻的材料中，缺陷的存在將造成材料的不連續(xù)，這種不連續(xù)往往又造成聲阻抗的不一致，由反射定理我們知道，超聲波在兩種不同聲阻抗的介質(zhì)的交界面上將會(huì)發(fā)生反射，反射回來(lái)的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。

目前便攜式的脈沖反射式超聲波探傷儀大部分是A掃描方式的，所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標(biāo)是超聲波在被檢測(cè)材料中的傳播時(shí)間或者傳播距離，縱坐標(biāo)是超聲波反射波的幅值。譬如，在一個(gè)鋼工件中存在一個(gè)缺陷，由于這個(gè)缺陷的存在，造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個(gè)不同介質(zhì)之間的交界面，交界面之間的聲阻抗不同，當(dāng)發(fā)射的超聲波遇到這個(gè)界面之后，就會(huì)發(fā)生反射（見圖1 ），反射回來(lái)的能量又被探頭接受到，在顯示屏幕中橫坐標(biāo)的一定的位置就會(huì)顯示出來(lái)一個(gè)反射波的波形，橫坐標(biāo)的這個(gè)位置就是缺陷在被檢測(cè)材料中的深度。這個(gè)反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性質(zhì)。

4.超聲波探傷與X射線探傷相比較有何優(yōu)的缺點(diǎn)？

答：超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是對(duì)工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、對(duì)缺陷沒有直觀性；超聲波探 傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)。

5、超聲波探傷的主要特性有哪些？

答：（1）超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，在不同質(zhì)界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來(lái)，探傷儀可將反射波顯示出來(lái)；如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí)，聲波將繞過(guò)射線而不能反射；

（2）波聲的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質(zhì)中輻射，易于確定缺陷的位置。

（3）超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（100赫茲）的超生波所傳播的能量，相當(dāng)于振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬(wàn)倍。

6、超生波探傷板厚14毫米時(shí)，距離波幅曲線上三條主要曲線的關(guān)系怎樣？

答：測(cè)長(zhǎng)線 Ф1 х 6 －12dB

定量線 Ф1 х 6 －6dB

判度線 Ф1 х 6 －2dB

7、用超聲波探傷時(shí)，底波消失可能是什么原因造成的？

答：（1）近表表大缺陷；（2）吸收性缺陷；（3）傾斜大缺陷；（4）氧化皮與鋼板結(jié)合不好。

8、簡(jiǎn)述超生波探傷中，超生波在介質(zhì)中傳播時(shí)引起衰減的原因是什么？

答：（1）超聲波的擴(kuò)散傳播距離增加，波束截面愈來(lái)愈大，單位面積上的能量減少。

（2）材質(zhì)衰減一是介質(zhì)粘滯性引起的吸收；二是介質(zhì)界面雜亂反射引起的散射。

9、CSK－ⅡA試塊的主要作用是什么？

答：（1）校驗(yàn)靈敏度；（2）校準(zhǔn)掃描線性。

10、用超生波對(duì)餅形大鍛件探傷，如果用底波調(diào)節(jié)探傷起始靈敏度對(duì)工作底面有何要求？

答：（1）底面必須平行于探傷面；

（2）底面必須平整并且有一定的光潔度。

11．超聲波探傷選擇探頭K值有哪三條原則？

答：（1）聲束掃查到整個(gè)焊縫截面；

（2）聲束盡量垂直于主要缺陷；

（3）有足夠的靈敏度。

12、超聲波探傷儀主要有哪幾部分組成？

答：主要有電路同步電路、發(fā)電路、接收電路、水平掃描電路、顯示器和電源等部份組成。

13、發(fā)射電路的主要作用是什么？

答：由同步電路輸入的同步脈沖信號(hào)，觸發(fā)發(fā)射電路工作，產(chǎn)生高頻電脈沖信號(hào)激勵(lì)晶片，產(chǎn)生高頻振動(dòng)，并在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生超聲波。

14、超聲波探傷中，晶片表面和被探工件表面之間使用耦合劑的原因是什么？

答：晶片表面和被檢工件表面之間的空氣間隙，會(huì)使超聲波*反射，造成探傷結(jié)果不準(zhǔn)確和無(wú)法探傷。

15、JB1150－73標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的判別缺陷的三種情況是什么？

答：（1）無(wú)底波只有缺陷的多次反射波。

（2）無(wú)底波只有多個(gè)紊亂的缺陷波。

（3）缺陷波和底波同時(shí)存在。

16、JB1150－73標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的距離――波幅曲線的用途是什么？

答：距離――波幅曲線主要用于判定缺陷大小，給驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)它是由判廢線、定量線、測(cè)長(zhǎng)線三條曲線組成；

判廢線――判定缺陷的zui大允許當(dāng)量；

定量線――判定缺陷的大小、長(zhǎng)度的控制線；

測(cè)長(zhǎng)線――探傷起始靈敏度控制線。

17、什么是超聲場(chǎng)？

答：充滿超聲場(chǎng)能量的空間叫超聲場(chǎng)。

18、反映超聲場(chǎng)特征的主要參數(shù)是什么？

答：反映超聲場(chǎng)特征的重要物理量有聲強(qiáng)、聲壓聲阻抗、聲束擴(kuò)散角、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。

19、探傷儀zui重要的性能指標(biāo)是什么？

答：分辨力、動(dòng)態(tài)范圍、水平線性、垂直線性、靈敏度、信噪比。

20、超聲波探傷儀近顯示方式可分幾種？

答：（1）A型顯示示波屏橫座標(biāo)代表超聲波傳遞播時(shí)間（或距離）縱座標(biāo)代表反射回波的高度；（2）B型顯示示波屏橫座標(biāo)代表超聲波傳遞播時(shí)間（或距離），這類顯示得到的是探頭掃查深度方向的斷面圖；（3）C型顯示儀器示波屏代表被檢工件的投影面，這種顯示能繪出缺陷的水平投影位置，但不能給出缺陷的埋藏深度。

21、超聲波探頭的主要作用是什么？

答：1、探頭是一個(gè)電聲換能器，并能將返回來(lái)的聲波轉(zhuǎn)換成電脈沖；2、控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度，當(dāng)改變探 頭入射 角或改變超聲波的擴(kuò)散角時(shí)，可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質(zhì)內(nèi)部或改變聲波的指向性，提高分辨率；3、實(shí)現(xiàn)波型轉(zhuǎn)換；4、控制工作頻率；適用于不同的工作條件。

22、為什么要加強(qiáng)超波探傷合錄和報(bào)告工作？

答：任何工件經(jīng)過(guò)超聲波探傷后，都必須出據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告以作為該工作質(zhì)量好壞的憑證，一份正確的探傷報(bào)告，除建立可靠的探測(cè)方法和結(jié)果外，很大程度上取決于原始記錄和zui后出據(jù)的探傷報(bào)告是非常重要的，如果我們檢查了工件不作記錄也不出報(bào)告，那么探傷檢查就毫無(wú)意義。

23、無(wú)損檢測(cè)有哪些應(yīng)用

應(yīng)用時(shí)機(jī)：設(shè)計(jì)階段；制造過(guò)程；成品檢驗(yàn)；在役檢查。

應(yīng)用對(duì)象：各類材料（金屬、非金屬等）；各種工件（焊接件、鍛件、鑄件等）；各種工程（道路建設(shè)、水壩建設(shè)、橋梁建設(shè)、機(jī)場(chǎng)建設(shè)等）。

24、超聲波焊縫探傷時(shí)為缺陷定位儀器時(shí)間掃描線的調(diào)整有哪幾種方法？

答：有水平定位儀、垂直定位、聲程定位三種方法

25、在超聲波探傷中把焊縫中的缺陷分幾類？怎樣進(jìn)行分類？

答：在焊縫超聲波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類：點(diǎn)狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。

在分類中把長(zhǎng)度小于10mm的缺陷叫做點(diǎn)狀缺陷；一般不測(cè)長(zhǎng)，小于10mm的缺陷按5mm計(jì)。把長(zhǎng)度大于10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長(zhǎng)度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面狀缺陷。

26、超聲波試塊的作用是什么？

答：超聲波試塊的作用是校驗(yàn)儀器和探頭的性能，確定探傷起始靈敏度，校準(zhǔn)掃描線性。

27、什么是斜探頭折射角β的正確值？

答：斜探頭折射角的正確值稱為K值，它等于斜探頭λ射點(diǎn)至反射點(diǎn)的水平距離和相應(yīng)深度的比值。

28、當(dāng)局部無(wú)損探傷檢查的焊縫中發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)如何辦？

答：應(yīng)在缺陷的延長(zhǎng)方向或可疑部位作補(bǔ)充射線探傷。補(bǔ)充檢查后對(duì)焊縫質(zhì)量仍然有懷疑對(duì)該焊縫應(yīng)全部探傷。

29、超聲波探傷儀中同步信號(hào)發(fā)生器的主要作用是什么？它主要控制哪二部分電路工作？

答：同步電路產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，用以觸發(fā)儀器各部分電路同時(shí)協(xié)調(diào)工作，它主要控制同步發(fā)射和同步掃描二部分電路。

30、無(wú)損檢測(cè)的目地？

答：1、改進(jìn)制造工藝；2、降低制造成本；3、提高產(chǎn)品的可能性；4、保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

31.超探儀的作用及主要應(yīng)用行業(yè)

超探儀是一種便攜式工業(yè)無(wú)損探傷儀器，它能夠快速便捷、無(wú)損傷、地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷（焊縫、裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等）的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。本儀器能夠廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)等需要缺陷檢測(cè)和質(zhì)量控制的領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領(lǐng)域的在役安全檢查與壽命評(píng)估。它是無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的*儀器.

編號(hào) 應(yīng)用行業(yè)
1 電力
2 鍋爐與壓力容器
3 機(jī)械
4 鋼鐵工業(yè)
5 鋼結(jié)構(gòu)
6 石油
7 化工
8 鐵路
9 航天航空
10 船舶
11 管道
12 高校
13 永磁
14 科研院所
15
16 陶瓷
32.有關(guān)超聲波探傷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
超聲波探傷國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有：
1、QB/T 無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ) 超聲檢測(cè)
2、JB/T 10061-1999 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件
3、JJG 746-91 超聲探傷儀 中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程
33.斜探頭K值與角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

NO. K值 對(duì)應(yīng)角度
1 K1 對(duì)應(yīng)45度
2 K1.5 對(duì)應(yīng)56.3度
3 K2 對(duì)應(yīng)63.4度
4 K2.5 對(duì)應(yīng)68.2度
5 K3 對(duì)應(yīng)71.6度
34. 焊縫探傷超聲波探頭的選擇方案參考

編號(hào) 被測(cè)工件厚度 選擇探頭和斜率 選擇探頭和斜率
1 4—5mm 6×6 K3 不銹鋼：1.25MHz
鑄鐵：0.5—2.5 MHz
普通鋼：5MHz
2 6—8mm 8×8 K3
3 9—10mm 9×9 K3
4 11—12mm 9×9 K2.5
5 13—16 mm 9×9 K2
6 17—25 mm 13×13 K2
7 26—30 mm 13×13 K2.5
8 31—46 mm 13×13 K1.5
9 47—120 mm 13×13（ K2—K1）
10 121—400 mm 18×18 （ K2—K1）
20×20 （ K2—K1）

 功能和特點(diǎn)：
●     采用的工控型CPU系統(tǒng)，雙CPU協(xié)同工作，儀器控制部分和數(shù)據(jù)處理部分獨(dú)立工作，系統(tǒng)運(yùn)行高速可靠，現(xiàn)場(chǎng)性能。
●     全中文觸摸式鍵盤，直觀易記；全中文操作提示，容易掌握，使用方便，操作自如。
●     自動(dòng)校測(cè)儀器和探頭性能，儀器校測(cè)自動(dòng)化，可測(cè)量材料厚度和材料聲速。日歷時(shí)鐘，儀器自動(dòng)記錄工作日期和時(shí)間。
●     十六個(gè)獨(dú)立探傷頻道（可擴(kuò)充至1000個(gè)探傷頻道），多種探傷工藝和探傷標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)生成，可自由設(shè)置各行業(yè)探傷工藝標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)探傷無(wú)需攜帶試塊。
●     高靈敏度，增益可達(dá)110dB，回波抑制任意可調(diào)，不影響儀器增益和線性。
●     DAC、AVG曲線自動(dòng)生成并能分段制作，取樣點(diǎn)不受限制，并可進(jìn)行補(bǔ)償和修正。DAC曲線可隨增益自動(dòng)浮動(dòng)，隨聲程自動(dòng)伸縮，任意調(diào)節(jié)探傷狀態(tài)。可實(shí)現(xiàn)回波的距離波幅補(bǔ)償。
●     缺陷回波參數(shù)（聲程、水平、垂直、波幅、dB當(dāng)量、孔徑Φ值等）實(shí)時(shí)顯示。
●     具有峰值記憶、回波包絡(luò)、波形凍結(jié)、工件B掃描示意等輔助功能。
●     射頻顯示功能，準(zhǔn)確判定探頭性能。
●     實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄探傷波形數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)回放探傷波形數(shù)據(jù)
●     進(jìn)波和失波報(bào)警，門位、門寬、門高任意可調(diào)。
●     1000組探傷工藝和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，F(xiàn)LASH RAM存儲(chǔ)技術(shù)（同黑匣子），離電*保存。
●     高速USB數(shù)據(jù)通訊，后臺(tái)數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)生成探傷報(bào)告。
●     低功耗設(shè)計(jì)，可連續(xù)工作8小時(shí)以上。低電壓工作報(bào)警和自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)。
●     小體積、大視角、高清晰、真彩色，彰顯視覺新感觸。屏幕顯示顏色隨個(gè)人喜好可調(diào)，亮度有強(qiáng)弱可調(diào)。在強(qiáng)陽(yáng)光下無(wú)需遮光罩，就能獲得滿意的觀察效果。
●     輕巧靈便（厚僅46mm，含電池1.28Kg），性能*，功能齊全體現(xiàn)科技新魅力；人性設(shè)計(jì)的舒適手感，使您在探傷時(shí)輕松自如。
●     ……
 
主要技術(shù)指標(biāo)：
 
項(xiàng) 目 指 標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo)
增益范圍 0～110dB
0.1、1.0、2.0、6.0、12.0、20.0步距 閘   門 進(jìn)波門和失波門（位、寬、高）連續(xù)可調(diào)，聲光報(bào)警
頻帶寬度 0.4～15.0MHz DAC、AVG曲線 任意點(diǎn)，可選擇
探測(cè)范圍 0.0～6000.0mm 打印輸出 USB輸出存儲(chǔ)波形和數(shù)據(jù)
探頭方式 直、斜、雙晶、竄透 顯示器 5.7"真彩顯示 320*240
水平線性 < 0.1% 電池工作時(shí)間 >8小時(shí)
垂直線性 < 3.0% 工作溫度 -28℃～-50℃~
分辨率  > 36dB 電   源  
靈敏度余量
（2.5MHZΦ20） > 60dB 外形尺寸 215（長(zhǎng)）*138（寬）*48（厚）
mm
動(dòng)態(tài)范圍 > 36dB 整機(jī)重量 1.28Kg（含電池）