第四章超声波设备.ppt

第四章超声波设备与器材 本章主要内容： 1、超声检测仪器：（分类、模拟式超声检测仪工作原理、数字式超声检测仪工作原理、仪器的维护保养、自动检测设备、超声波测厚仪） 2、探头：（压电效应与压电材料、压电材料的主要性能参数、探头的结构、探头的主要种类） 3、耦合剂：（作用、常用种类） 4、试块：（分类、作用、标准试块、对比试块、模拟试块、试块使用及维护） 5、仪器和探头的性能及其测试：（主要性能及其组合性能、测试方法） 4.1超声检测仪作用：超声检测仪是超声检测的主体设备，它的作用是产生电振荡并施加于换能器（探头）上，激励探头发射超声波，同时接收来自于探头的电信号，将其放大后以一定的方式显示出来，从而得到被检工件中有关缺陷的信息。 4.1.1超声检测仪的分类 1.按指示的参量分为： 1）穿透式检测仪：发射频率不变、连续波；根据透过工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷大小。灵敏度低，不能确定缺陷的深度位置，须从两侧接近工件，目前很少使用。 2）共振式检测仪：指示频率可变、连续波；仪器通过探头向工件中发射连续的频率周期性变化的波，根据发射波与反射波的差频变化判断工件中有无缺陷；适宜检与检测面平行的缺陷。 3）脉冲波检测仪：指示脉冲波的幅度与运行时间。仪器通过探头向工件周期性的发射一持续时间很短的电脉冲，激励探头发射脉冲超声波，并接收从工件发射回来的脉冲波信号，通过检测信号的返回时间和波幅判断是否存在缺陷和大小。 4.1.1超声检测仪的分类 2.根据采用的信号处理技术不同分类： 1）模拟式检测仪：CTS-22\23型等 2）数字式检测仪：HS-600\CTS3000等 3.按照不同用途分类：非金属检测仪、超声测厚仪 4.按超声波的通道数分类：单通道和多通道。 5.根据脉冲信号显示方式不同分类： 1）A型显示 2）成像显示：B\C\D\S\P型等 4.1.1超声检测仪的分类 6.A型显示 A型显示是一种波形显示，是将超声信号的幅度与传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来。 横坐标为声波传播时间、纵坐标为信号幅度。 在均质介质中，从波的传播时间确定缺陷位置，由回波幅度估算缺陷当量大小。 A型显示原理图 检波与非检波 非检波：又称射频信号，是探头输出的脉冲信号的原始形式，用于分析信号特征。 检波：探头输出的的脉冲信号经检波后显示的形式，可将时基线从屏幕中间移到刻度板底线，可观察的幅度增加一倍，图像清晰简单，便于判断信号的存在及读出信号幅度，但其失去了其中的相位信息。 B型显示 B型显示： 是工件的一个二维截面图，将探头在工件表面沿一条线扫查时的距离作为一个轴的坐标，另一个轴的坐标是声传播的时间（或距离）。 通常将时间轴上不同深度的信号幅度值全部采集下来，在每个探头移动位置沿时间轴用不同的亮度（或颜色）显示出信号的幅度，将上下表面回波也包含在时间轴显示范围内，则可以从图中看出缺陷在该界面的位置、取向和深度，由信号的亮度（或颜色）获得缺陷信号的幅度大小。 C型显示 C型显示： 是工件的一个平面投影图，探头在工件表面做二维扫查，显示屏的二维坐标对应探头的扫查位置。在每一探头移动位置，将某一深度范围的信号幅度用电子门选出，用亮度或颜色代表信号的幅度大小，显示在对应的探头位置上，则可得到某一深度范围缺陷的二维形状与分布，若以个点的亮度代表回波传播时间，则可得到哦缺陷深度分布。 4.1.2模拟式超声检测仪 1.仪器电路方框图： 电路主要组成： 1）同步电路、2）扫描电路 3）发射电路、4）接收放大电路 5）显示电路和电源电路 6）延时电路、7）深度补偿电路 8）标记电路、 9）跟踪及记录附加装置等。 A型脉冲反射式模拟超声检测电路方框图 模拟超声检测仪工作原理 工作原理： 1）同步电路产生的触发脉冲信号同时加至扫描电路和发射电路 2）扫描电路开始工作，产生锯齿波扫描电压，加至示波管水平偏转板，使电子束发生水平偏转，在荧光屏上产生一条水平扫描线 3）同时，发射电路受触发产生高频脉冲，施加至探头，激励压电晶片振动，在工件中产生超声波，超声波在工件中传播，遇缺陷或底面产生反射，返回探头时，又被压电晶片转变为电信号，经接收电路放大和检波，加至示波管垂直偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描线的相应位置上产生缺陷回波和底波。 4.1.2模拟式超声检测仪 2.仪器主要组成部分的作用 1）同步电路（触发）作用 A.组成：振荡器和微分电路。 B.作用： 是每秒产生数十至数千个周期性的同步脉冲，作为发射电路、扫描电路以及其它辅助电路的触发脉冲，使各电路在时间上协调一致工作。 4.1.2模拟式超声检测仪 2.仪器主要组成部分的作用 C.重复频率：每秒种内发射同步脉冲的次数。 作用：它决