第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
（４）板波：
定义：在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波动，也称 兰姆波（Lａｍｂ波）。
形式：对称性（S型）和非对称性（A型） 特点：①只产生在大约一个波长的薄板内；②与表面波不
同，在两表面和中间层同时振动，构成全板振动； ③只在薄板中传播。 应用： ①测量厚度，薄管和薄壁管内分层、裂纹缺陷；② 探测复合材料的粘合质量③探测晶粒结构及热处理 情况等④主要利用兰姆波来检测厚度与波长相当的 薄金属板材。
根据质点的振动方向（波型）分类： （１）纵波“L” （２）横波“S” （３）表面波：瑞利波“R”和乐甫波“SH ” （４）板波：对称性（S型）和非对称性（A型）
根据波阵面的形状分类：（１）球面波 （２）柱面波 （３）平面波 （４）活塞波
按振动的持续时间分类：（１）连续波 （２） 脉冲波
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
一、机械振动和机械波
2、机械波 1）定义：机械波是机械振动在弹性介质中的传
播过程。如水波、声波、超声波等。 2）产生机械波的条件： ①要有作机械振动的波源 ②有能传播机械振动的弹性介质。 3）物理量：波长、频率和波速 C=λf或λ=C/f
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （一）超声波及其特性
①连续波
波源持续不断的振动，振动时间为无穷时的波 在连续法探伤中（如中厚板80通道探头自动探伤）就采用 连续波。这种波不需要用高频振荡脉冲激励，工艺过程实现 比较容易，但发射能量低。
②脉冲波
波源每次的振动时间很短，但间歇时间长，呈间歇辐射， 构成脉冲波。
超声波检测中最常用的是脉冲波。采用脉冲波主要是因为 它有很强的辐射能量。我们要求脉冲在起振后尾部的能量要 很快的衰减，脉冲要尽量的窄，这样可以提高分辨率。
二、超声波基础 （二）超声波的分类
（３）表面波：
定义：沿介质表面传播的波动称为表面波
类型：包括瑞利波和乐甫波。乐甫波目前应用较少。
瑞利波定义：是当材料的厚度大于波长时，在一定条件下
产生的表面波，用“R”表示。
特点：①在表面2个波长内传播，随穿透深度的增加，质点
振动能量下降很快。②跟横波一样，瑞利波不能在
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
2）例子：
直接觉察——弹簧振子、钟摆和汽缸中活塞运动。
难以觉察——固体分子的热运动，一切发声物体的运
动以及超声波波源的运动。
3）物理量：振幅、周期或频率和初始相位 T 1 2π
间歇振动方程式：
fω
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
一、机械振动和机械波
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
第三章 超声波检测
目录
第一节 超声检测的基本原理 第二节 超声检测设备 第三节 超声检测技术 第四节 超声检测的应用 第五节 超声检测的新近进展
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
一、机械振动和机械波
1、机械振动
1）定义：物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近 作往复周期性的运动，称为机械振动。
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
除了上述四种波型外，还有头波和爬波，特别是后者 能够以纵波的速度在介质表面下传递，适合用于检测表面特 别粗糙，或者表面存在不锈钢堆焊层等情况下的近表层缺陷 检测。
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
板；也可以检测大口径管中平行于管轴的周向缺 陷；焊缝和母材中平行于焊缝面缺陷。
动画演示
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
（２）横波“S”
定义：质点的振动方向与传播方向相垂直的超声波，用 “S”表示。
二、超声波基础 （二）超声波的分类
（１）纵波“L”
定义：质点的振动方向与波的传播方向相平行的超声波， 用“L”表示。超声波检测中应用最普遍的波型。
特点：①是唯一在液体、气体和固体中均能传播的波型； ②可以获得传播方向垂直于工件表面的波； ③在技术上纵波的发生和接收都较容易，常用纵波
声源经波型转换后得到所需波型。 应用：主要用来检测与表面平行缺陷。如铸件、锻件、钢
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （一）超声波及其特性
2.超声波的特性 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。
指向性好 穿透能力强 在界面处会产生反射、折射和波型的转换 对人体无伤害
第三章 超声波检测
第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
特点： ①只能在固体中传播 ②灵敏度高，分辨率较好。
应用：故主要用来检测与表面不平行的缺陷。如大口径管 材中的径向缺陷，焊缝中横向和纵向缺陷，还有铸 件、锻件、钢板中少见的倾斜缺陷。检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
1.超声波的定义
超声波(Ultrasound)是指频率超过2万Hz，即人在自然环境 下无法听到和感受到的声波，属于机械波。
机械波以频率可分为：次声波（f ＜20Hz） 可闻声波（20Hz＜f ＜20kHz） 超声波（f ＞20kHz）
超声波探伤用频率在0.2一25MHz之间, 其中最常用的频 段为0.5一10MHz之间。 较低频率用于检测粗晶材料和衰减较大的材料 较高频率用于检测细晶材料和要求高灵敏度处。 特殊要求的检测频率可达10一20OMHz。
液体与气体中传播。
应用：检测表面和近表面缺陷（渗碳层或复盖层），对表
面裂纹具有很高的灵敏度。
动画演示
第三章 超声波检测 第一节 超声检测的基本原理
二、超声波基础 （二）超声波的分类
介质质点做椭圆运动，椭圆的长轴垂直于波的传播方向， 短轴平行于波传播方向，可视为纵向运动和横向运动的合 成。 表面波只能在固体表面传播，其能量随距离表面深度的增 加迅速减弱。通常认为表面波只能检测距离表面两倍波长 的深度内的缺陷。