课件：超声波探伤基础产生类型参数和超声场特征值.ppt

超声波探伤基础 纵波的传播图谱 在钢轨探伤中0°探头就是使用的纵波。 超声波探伤基础 横波的传播图谱 问题:横波不能在液体中传播，横波探伤时为什么可使用耦合剂；使用不同的耦合剂对最后的折射角是否会产生影响？ 在钢轨探伤中70°、37探头就是使用的横波。 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 超声波探伤基础 （一）超声波常见的三种分类方式: 2.按振动持续时间分类 根据波源振动持续时间的长短，超声波可分为连续波和脉冲波两种。其中连续波是指波源持续不断地振动所辐射的波，常用于穿透法探伤和共振法测厚。而脉冲波则指波源振动持续时间很短（微秒级1μｓ＝10－6ｓ）、间歇辐射的波，超声波探伤中广泛采用的就是脉冲波。 超声波探伤基础 连续波与脉冲波图谱 超声波探伤基础 （一）超声波常见的三种分类方式： 3.按波的形状分类 波形是根据波阵面的形状来区分的，所谓波阵面，是指同一时刻介质中振动相位相同的所有质点联成的面。 根据波阵面形状的不同，波又可以分为三种：平面波、柱面波和球面波 超声波探伤基础 平面波、柱面波和球面波图谱 超声波探伤基础 不同波形分类及特性 波 形 特 性 平面波 1．无限大平面（即波长与声源尺寸相比可忽略不计）作简谐振动时，在各向同性的弹性介质中传播的波 2．如不考虑介质吸收波的能量，声压不随声源的距离而变化 球面波 1．声源为点状球体，波阵面是以声源为中心的球面 2．声强与距声源距离的平方成反比 柱面波 1．声源为一无限长的线状直柱，波阵面是同轴圆柱面 2．声强与距声源的距离成反比 超声波探伤基础 （二）超声波超声波的基本参数 1.振幅（A）从平衡位置到振动最大位移之间的距离。 2.周期（T）质点完成一次全振动所需要的时间。 3.频率（f）质点在单位时间内完成全振动的次数。 超声波探伤基础 （二）超声波超声波的基本参数 按照以上的定义，容易看出：频率与周期是互为倒数的，即： 从定义中可以看出：周期是时间量，通常单位为秒(s)，在超声波探伤中，则通常使用微秒为单位（μs）。 周期单位换算关系： 1s=106μs或1μs=10-6s 超声波探伤基础 超声波超声波的基本参数 4.波长（λ） 同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长。 5.声速（C） 声波在弹性介质中，单位时间内所传播的距离，也可称为波速。 单位为米/秒（m/s）或千米/秒（km/s）。波长、声速和频率之间的关系式： 超声波探伤基础 （三）超声场及其特征值 1.超声场概述 超声场 充满超声波的空间。 N表示直探头的近场区长度；D表示为圆形压电晶片的直径；λ表示超声波波长；A表示方晶片（或矩形晶片）面积。 超声波探伤基础 （三）超声场及其特征值 2.波束指向性与指向角（θ0） 超声波能量集中在一定区域并向一个方向辐射的现象称为波束指向性。 非扩散的区域为近场长度（N）的1.67倍，大于1.67 N为扩散区。 超声波探伤基础 （三）超声场及其特征值 2.波束指向性与指向角（θ0） 对圆盘声源辐射的纵波声场，其声束声束指向角（θ0）计算式如下： 式中：D-为晶片的直径；λ-为超声波波长 超声波探伤基础 （三）超声场及其特征值 3.超声场的特征值 描述超声场的特征值主要有声压、声强和声阻抗。 （1）声压 超声场中某一点某一瞬时所具有的压强（P1）与该点没有超声波存在时的静态压强（P0）之差称为该点的声压（P）。 超声波探伤基础 （三）超声场及其特征值 （2）声阻抗 介质中某一点的声压与该点的振动速度之比称为声阻抗（Z）。 （3）声强 单位时间内，垂直通过单位面积的声能量称为声强（Ｉ）。 任意两波高之比H1/H2等于相应的声压之比P1/P2，两者的分贝差为： THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 可编辑 可编辑 无损检测基础知识 超声波探伤基础 声波是机械波的一种。按频率的不同可以分为： 1.可闻声波 20Hz≤f≤20000Hz(频率、音量关系) 2.次声波 f20Hz 3.超声波 f20000Hz，工业探伤最常用的频段为0.5MHz~10MHz 从乐器到人与人说话的声音讲解频率即音调的概念 超声波探伤基础 频率用字母“f”表示 频率的单位为“赫兹”用字母“Hz”表示 赫兹（Hz）换算关系为： 1MHz=106Hz 或1Hz=10-6 MHz 超声波探伤基础 一、超声波探伤的特点 （一）超声波探伤优点： 1.指向性好 超声