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焊缝探伤仪检测原理

超声波探伤的主要特性

1、超声波在介质中传播时，在不同质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声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射。

2、波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。　　

3、超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（1兆赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍.

超声波探伤仪应用广泛

超声波探伤仪的应用有很广泛，比如用超声的反射来测量距离，利用大功率超声的振动来清除附着在锅炉上面的水垢，利用高能超声做成"超声刀"来消灭、击碎人体内的癌变、结石等，超声波探伤仪而利用超声的反射等效应和穿透力强、能够直线传播等的特性来进行检测也是其中一个很大的应用领域。超声波探伤仪的检测应用主要包括在工业上对各种材料的检测和在医疗上对人体的检测诊断，通过它人们可以探测出金属等工业材料中有没有气泡、伤痕、裂缝等缺陷，可以检测出人们身体的软组织、血流等是否正常。

人们是怎么样利用超声来进行检测的呢？

超声波探伤仪检测现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。超声波探伤仪其中多普勒效应法是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；透射法则是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段；

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焊缝探伤仪探头主要由压电晶片组成。探头可发射及接收超声波。探头由于其结构的不同可分为直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、可变角探头（纵波、横波、表面波、兰姆波）、双探头（一个探头发射，另一个探头接收）、聚焦探头（将声波聚集为一细束）、水浸探头（可浸在液体中）以及其它专用探头（如探高压瓷瓶的S型或扁平探头或探人体用的医用探头）等。

1.焊缝探伤仪探头之一：直探头

直探头也称平探头，可发射及接受纵波。直探头主要由压电晶片、阻尼块（吸收块）及保护膜组成。

（1）压电晶片 压电晶片的厚度与超声频率成反比。例如锆钛酸铅（PZT-5）的频率厚度常数为1890千赫/毫米， 晶片厚度为1毫米时，自然频率为1.89兆赫，厚度为0.7毫米时，自然频率约2.5兆赫。电压晶片的直径与扩散角成反比。电压晶片两面敷有银层，作为导电的极板，晶片底面接地线，晶片上面接导线引至电路上。

（2）保护膜 直探头为避免晶片与工件直接接触而磨损晶片，在晶片下粘合一层保护膜，有软性保护和硬性保护 两种。软性的可用塑料薄膜（厚约0.3毫米），与表面粗糙的工件接触较好。硬性可用不锈钢片或陶瓷片。保护膜的厚度为二分之一波长的整数倍，声波穿透率。厚度为四分之一波长的奇数倍时，穿透率小。晶片与保护膜粘合后，探头的谐振频率将降低。保护膜与晶片粘合时，粘合层应尽可能的薄，不得渗入空气。粘合剂的配方为 618环氧树脂：二乙烯三胺：邻苯二甲酸二丁酯=100：8：10 粘合后加的压力，放置24小时，再在60℃~80℃温度下烘干4小时。

焊缝探伤仪的作用：

焊缝探伤仪是超声波探伤的主体设备，它的作用是产生电振荡并加于换能器(探头)上，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过方式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。

焊缝探伤仪的原理：

运用超声检测的方法来检测的仪器称之为焊缝探伤仪。它的原理是：超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。

什么是金属探伤?

用超声波、放射等方法检测金属内部的缺陷，或者检测焊接部位的缺陷的方法称为金属探伤。如金属内部可能出现气泡，出现马氏体或奥氏体等。

答：1、底面平行于探伤面; 2、底面平整并有的光洁度。

超声波探伤选择探头K值有哪三条原则?

答：1、声束扫查到整个焊缝截面; 2、声束尽量垂直于主要缺陷; 3、有足够的灵敏度。

焊缝探伤仪主要由哪几部分组成?

答：主要由电路同步电路、发电路、接受电路、水平扫描电路、显示器和电源等部分组成。

发射电路的主要作用是什么?

答：由同步电路输入的同步脉冲信号，触发发射电路工作，产生高频电脉冲信号激励晶片，产生高频振动，并在介质内产生超声波。

超声波探伤中，晶片表面和被探工件表面之间使用耦合剂的原因是什么?

答：晶片表面和被检工件表面之间的空气间隙，会使超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤。

JB1150—73标准中规定的判别缺陷的三种情况是什么?

答：1、无底波只有缺陷的多次反射波。2、无底波只有多个缭乱的缺陷波。3、缺陷波和底波同时存在。

焊缝探伤仪的优点

与传统探伤仪相比，有以下优点：

（1）检测速度快焊缝探伤仪一般都可自动检测、计算、记录，有些还能自动进行深度补偿和自动设置灵敏度，因此检测速度快、效率高。

（2）检测精度高焊缝探伤仪对模拟信号进行高速数据采集、量化、计算和判别，其检测精度可高于传统仪器检测结果。

（3）记录和档案检测焊缝探伤仪可以提供检测记录直至缺陷图像。

（4）可靠性高，稳定性好焊缝探伤仪可、客观地采集和存储数据，并对采集到的数据进行实时处理或后处理，对信号进行时域、频域或图像分析，还可通过模式识别对工件质量进行分级，减少了人为因素的影响，提高了检索的可靠性和稳定性。可以实现的功能主要有：

a. 自动校准：自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”；

b. 自动显示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值；

c. 自由切换标尺；

d. 自动录制探伤过程并可以进行动态回放；

e. 自动增益、回波包络、峰值记忆功能；

f. 探伤参数可自动测试或预置；

g. 数字抑制，不影响增益和线性；

h. 多个独立探伤通道，巴氏硬度计可自由输入并存储任意行业的探伤标准，现场探伤无需携带试块；

i. 可自由存储、回放波形及数据；

j. DAC曲线自动生成并可以分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿；

k. 自由输入各行业标准；

l. 与计算机通讯，实现计算机数据管理，并可导出Excel格式、A4纸张的探伤报告；

m. 实时时钟记录：实时探伤日期、时间的跟踪记录，并存储；

n. 增益补偿：对表面粗糙度、曲面、厚工件远距离探伤等因素造成的Db衰减可进行修正；

所述以上功能都是模拟超声探伤仪无法实现的。

1、什么叫声脉冲？

由一串声波所形成的脉冲。

2、简述声脉冲检测的原理。

当一串声波沿管子传播时，如果遇到管子存在开口、空洞、鼓胀、凹陷、裂缝、内部腐蚀和沉积等，就会有反射波返回发射端，由于声波的传播速度是固定的，通过计算机系统的处理，便可以准确地得到管子发生异常的具体的位置。

3、简述声脉冲检测的应用范围。

声脉冲快速捡漏仪适用于有色金属、黑色金属和非金属管道的快速捡漏。如电站高、低加，冷凝器管，锅炉四管；化工厂的热交换管；酒楼大厦中央空调器管的在役捡漏等。

4、声脉冲检测的特性是什么？

①在役管道高速捡漏，可达每小时500~1000根管子；

②管子材质不限，铁磁非铁磁性或非金属管均宜；

③直管、弯管、缠绕管均宜；

④可快速发现存在于管子上的穿tou性缺陷等；

⑤实时记录检测波形，便于下次检测时回放比较。

5、声脉冲检测仪器的技术特性有哪些？

□增益范围0～48dB，步长0.5dB

□观察长度（2～50M）及管径（10～100MM）

□可调背景信号抑制

□可调探头激励强度和脉冲宽度

□人机对话，菜单选择，屏幕热键帮助显示

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