超聲波檢測的工作原理和特點(diǎn)

超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對超聲波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無損檢測方法。

脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜射探傷時用橫波。脈沖反射法有縱波探傷和橫波探傷。在超聲波儀器示波屏上，以橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時間，以縱坐標(biāo)表示回波信號幅度。對于同一均勻介質(zhì)，脈沖波的傳播時間與聲程成正比。因此可由缺陷回波信號的出現(xiàn)判斷缺陷的存在；又可由回波信號出現(xiàn)的位置來確定缺陷距探測面的距離，實(shí)現(xiàn)缺陷定位；廣泛使用的像質(zhì)計主要是三種：絲型像質(zhì)計、階梯孔型像質(zhì)計、平板孔型像質(zhì)計，此外還有槽型像質(zhì)計和雙絲像質(zhì)計等。通過回波幅度來判斷缺陷的當(dāng)量大小

超聲波探傷優(yōu)點(diǎn)是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進(jìn)行定位和定量。超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主客觀因素影響，以及探傷結(jié)果不便于保存，超聲波檢測對工作表面要求平滑，要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)，使超聲波探傷也具有其局限性。耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

超聲波探傷儀的種類繁多，但脈沖反射式超聲波探傷儀應(yīng)用廣。一般在均勻材料中，缺陷的存在將造成材料不連續(xù)，這種不連續(xù)往往有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)的界面上會發(fā)生反射。反射回來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)。關(guān)于市政管道檢測方法你了解多少近些年，科技帶動經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得各行各業(yè)的生產(chǎn)活動逐漸趨向智能化，經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，使得人們的生產(chǎn)要求也不斷在提高，全自動取代手工操作成為未來發(fā)展的必然趨勢。

TOFD的缺點(diǎn)

1)近表面存在盲區(qū)，對該區(qū)域檢測可靠性不夠

2)對缺陷定性比較困難

3)對圖像判讀需要豐富經(jīng)驗(yàn)

4)橫向缺陷檢出比較困難

5)對粗晶材料，檢出比較困難

6)對復(fù)雜幾何形狀的工件比較難測量

7)不適合于T型焊縫檢測

A) 更加的尺寸測量精度(一般為±1mm，當(dāng)監(jiān)測狀態(tài)為±0.3mm)，且檢測時與缺陷的角度幾乎無關(guān)。尺寸測量是基于衍射信號的傳播時間而不依賴于波幅。

B) TOFD技術(shù)不使用簡單的波幅閾值作為報告缺陷與否的標(biāo)準(zhǔn)。由于衍射信號的波幅并不依賴于缺陷尺寸，在任何缺陷可能被判不合格之前所有數(shù)據(jù)必須經(jīng)過分析，因此培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)對于TOFD技術(shù)的應(yīng)用是極為基本的要求。

什么是TOFD

超聲波衍射時差法，是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)(主要是指缺陷)的“端角”和“端點(diǎn)”處得到的衍射能量來檢測缺陷的方法，用于缺陷的檢測、定量和定位。

TOFD技術(shù)與傳統(tǒng)脈沖回波技術(shù)的的兩個區(qū)別在于:

TOFD技術(shù)的物理原理

衍射現(xiàn)象是TOFD技術(shù)采用的基本物理原理。

衍射現(xiàn)象的解釋:波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，根據(jù)惠更斯原理，媒質(zhì)上波陣面上的各點(diǎn)，都可以看成是發(fā)射子波的波源，其后任意時刻這些子波的包跡，就是該時刻新的波陣面。

TOFD工作原理

TOFD技術(shù)采用一發(fā)一收兩個寬帶窄脈沖探頭進(jìn)行檢測，探頭相對于焊縫中心線對稱布置。發(fā)射探頭產(chǎn)生非聚焦縱波波束以一定角度入射到被檢工件中，其中部分波束沿近表面?zhèn)鞑ケ唤邮仗筋^接收，部分波束經(jīng)底面反射后被探頭接收。（5）酚醛塑料、陶瓷、玻璃等非金屬材料和器件的表面裂紋等缺陷。接收探頭通過接收缺陷的衍射信號及其時差來確定缺陷的位置和自身高度。