超声检测的一般介绍

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【导读】超声检测仪器在工业领域中的使用已经有60多年了。从二十世纪四十年代起，支配高频声波在固体物质中传播的物理定律不仅已经用于探测金属、复合材料、塑料、陶瓷中的隐藏裂缝、空隙、多孔性和其...

超声检测仪器在工业领域中的使用已经有60多年了。从二十世纪四十年代起，支配高频声波在固体物质中传播的物理定律不仅已经用于探测金属、复合材料、塑料、陶瓷中的隐藏裂缝、空隙、多孔性和其它内部的不连续性，而且还可测量材料的厚度，分析材料的属性。完全无损、安全的超声检测方法，在很多基础制造业、加工处理业及服务业中，已经发展成为一种非常成熟的检测方法，特别是在涉及焊缝和结构金属的应用中。

在很大程度上，超声检测的进步与电子学的发展同步进行，后来又得益于计算机的发展而突飞猛进。二十世纪三十年代，欧洲和美国的早期研究成果表明高频声波能以可预见的方式从隐藏的缺陷或材料的边界处反射回来，并生成可以显示在示波器屏幕上的独特的回波图案。第二次世界大战中声波定位仪的发展进一步推动了在超声学方面的研究。在1945年，美国科研人员FloydFirestone获得了被其称为超声反射镜的仪器的ZL权，这台仪器一般被看作是diyi台使用脉冲/回波技术的实用商业超声探伤仪。脉冲/回波技术在今天也仍然普遍使用。随后的几年中，许多商业仪器纷纷问世。二十世纪六十年代和七十年代在超声探伤仪、测厚仪及探头的发展方面领xian的公司，如：Panametrics、Staveley和Harisonic，如今已经成为奥林巴斯奥林巴斯公司的成员。

在二十世纪四十年代后期，日本的研究人员Zxian在医学诊断领域使用了超声检测技术。他们使用早期的B扫描设备获得人体细胞组织层的两维图像。到了二十世纪六十年代，早期的医学扫描仪被用于探测并显示肿瘤、胆结石和类似异常情况的轮廓。在二十世纪七十年代，精确测厚仪的出现将超声检测技术带入到各种制造工业环境中，如：在只能接触工件一侧的情况下需要测量工件的厚度。腐蚀测厚仪在测量金属管道和箱罐的剩余壁厚应用中得到了广泛的使用。

超声仪器的Zxin发展一直是基于数字信号处理技术和自80年代以来就可以便宜的价格获得的微处理器。这也促成了用于缺陷探伤、厚度测量和声学成像的小型化、可靠性能极高的新一代便携式仪器和在线检测系统的问世。

什么是超声？

存在于我们周围的声波，是一种穿行在某个媒介中的组织简单的机械振动，媒介可以是固体、液体或气体。这个声波定义既包含我们日常听到的声音，也包含用于缺陷探测的超声波。声波在某个特定介质中以特定速度或声速，在一个可预见的方向上传播，当遇到另一个不同介质的界面时，声波会根据某些简单的规则反射回来或继续传播。这个物理原理是超声缺陷探测的基础。简言之，超声波会在被测样件中的裂缝处或其它不连续性缺陷出现的位置，发生反射，因此受过培训的操作人员通过监控工件中产生的回波图形，就可以辨别和定位材料中隐藏的内部缺陷。

所有声波都会以一个特定的频率（每秒钟振动的次数或周期）振动，即我们可以感受到的可听声波范围内的音高。人类可听到的Zda声波频率大约为每秒钟20,000周期（20KHz），而大多数超声探伤应用所使用声波的频率范围为500,000周期/秒到10,000,000周期/秒（500KHz～10MHz）。处于千兆赫频率范围的声能不能在空气或其它气体中有效传播，但是却能在大多数液体和普通工程材料，如：大多数金属、塑料、陶瓷及复合材料中自由传播。超声范围内的声波比可以听到声波的方向性强得多，而且因其较短的波长，它们还对传播路径上的小反射体更为敏感。

声波的速度会根据它们所处介质的不同而发生变化，因为声速会受到介质的密度和弹性等属性的影响。不同类型的声波会以不同的声速传播。（文章来自奥林巴斯，侵删）

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2004-10-11 09:23:03

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