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1 超声检测的基础知识
优点：
✓ 适用于金属、非金属、复合材料等材料及制件的无损评价； ✓ 穿透力强，可对较大厚度范围（如，几米长的钢锻件）的试
件内部缺陷进行检测； ✓ 灵敏度高，可检测很小的缺陷； ✓ 可较准确地测定缺陷的深度位置； ✓ 设备轻便，对人体及环境无害，可作现场检测。
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1 超声检测的基础知识
互作用，使其传播方向或特征改变； ③ 改变后的超声波有通过检测设备被检测到，并对其
进行分析处理； ④ 根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部
存在的缺陷的特征。
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1 超声检测的基础知识
用于发现缺陷并进行评估的基本信息：
✓ 来自材料内部各种不连续的反射信号的存在及其幅度； ✓ 入射信号与接收信号之间的声传播时间； ✓ 声波通过材料以后能量的衰减。
3）能量高 超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声 波的能量远大于声波的能量。
4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超
声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声
检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。
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1 超声检测的基础知识
四. 超声波的分类
超声波的分类方法很多，主要有：按介质质点的振 动方向与波的传播方向之间的关系分类，即按波型分类； 按波振面的形状分类，即按波形分；按振动的持续时间 分类等。其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律 的重要理论依据，将着重讨论。
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1 超声检测的基础知识
纵波的振动方向垂直于波的传 播方向的波叫横波，用S或T表示。横波的形成是由于 介质质点受到交变切应力作用时， 产生了切变形变， 所以横波又叫做切变波。液体和气体介质不能传播切 应力，只有固体介质能够承受切应力，因而横波只能 在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。 横波速度通常为纵波声速的一半。实际检测中常用横 波的主要原因是，通过波型转换，很容易在材料中得 到一个传播方向与表面有一定倾角的单一波型，以对 不平行于表面的缺陷进行检测。
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1 超声检测的基础知识 超声加工
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1 超声检测的基础知识 超声搪锡
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1 超声检测的基础知识
超声聚焦刀
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1 超声检测的基础知识
二. 描述超声波的基本物理量
超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机 械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基 础。 描述超声波波动特性的基本物理量有： 声速c、频率f、波 长λ、周期T 、角频率ω。其中频率和周期是由波源决定的，声 速与传声介质的特性和波型有关。 这些量之间的关系如下：
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1 超声检测的基础知识
横波
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1 超声检测的基础知识
（3） 表面波（瑞利波）。表面波是仅在半无限大固体介质 的表面或与其它介质的界面及其附近传播而不深入到固体内部 传播的波型的总称。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明， 因此表面波又称为瑞利波， 常用R表示。 瑞利波传播时随着穿 透深度的增加，质点振动能量下降很快，通常认为其穿透深度 约为一个波长，因此，它只能用来检测表面和近表面缺陷，且 对表面裂纹有很高的灵敏度。
超声检测技术(UT)
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1 超声检测的基础知识
一. 什么是超声波
人耳能够听到的机械波， 频率在16 Hz～20 kHz 之间，称为声波。人耳 听不到的机械波，频率 高于20 kHz的称为超声 波；频率低于16 Hz的 称为次声波。频率在 3×108～3×1011 Hz 之间的称为微波。超声 波的频率越高，就越接 近光学的反射、折射等 特性。
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1 超声检测的基础知识
超声波无损探伤：利用超声波对材料中的宏观缺陷进行探测， 依据是声波通过材料时能量会有损失，在遇到两种介质的分 界面时，会发生反射等，常用的频率为0.5~25MHz。
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1 超声检测的基础知识
超声波检测过程为：
① 用某种方式向被检测试件中引入或激励超声波； ② 超声波在试件中传播并与试件材料和其中的物体相
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1 超声检测的基础知识 超声清洗
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1 超声检测的基础知识
超声清洗机理 清洗液中导入超声 波，产生空化、声 流、辐射压，这些 效应使污物被机械 剥离，并促进污物 与清洗液的化学反 应
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1 超声检测的基础知识 超声清洗设备组成
超声振子
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1 超声检测的基础知识 超声塑料焊接
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1 超声检测的基础知识 超声金属焊接
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1 超声检测的基础知识
（4） 板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板 中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整 个板的厚度。 薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合， 质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播。 板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称型（A型） 两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是非对称型 运动来决定的。
局限性
纵波脉冲反射法存在盲区，缺陷走向对检测灵敏度有影响， 对位于表面和近表面的某些缺陷常常难于检测；
试件形状复杂、表面粗糙、曲率半径小等对超声检测实施有 较大影响；
材料的某些内部缺陷，如晶粒度、非均匀性、非密致性等会 使缺陷检测的灵敏度和信噪比变差；
对缺陷作定性、定量表征的准确性依赖操作者的经验； 需要耦合剂。
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1 超声检测的基础知识
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1 超声检测的基础知识
1. 超声波的波型
超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向 的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。
（1） 纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的 波叫纵波，用L表示。介质质点在交变拉压应力的作用下，质 点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时， 介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。 纵波是超声检测中应用最普遍的一种波型，也是唯一在液体、 气体、固体中均可传播的波型。由于其反射和接收容易实现， 在应用时常采用纵波声源经波型转换得到其它波型。
T 1 2π λ f ωc
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1 超声检测的基础知识
三. 超声波的特点
超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使 其能广泛应用于无损检测。
1) 方向性好 超声波具有像光波一样定向束射的特性。
2）穿透能力强 对于大多数介质而言，它具有较强的穿透 能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。