超声波探伤仪原理

超声波探伤仪探头的主要作用：一是将返回来的声波转换成电脉冲；二是控制超声波的传播方向和能量集中的程度，当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时，可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性，提高分辨率；三是实现波形转换；四是控制工作频率，适用于不同的工作条件。超声波探伤仪探头种类繁多，日常使用中常见的探头种类有以下几种，下面我们来一起认识一下超声波探伤仪探头的种类有哪些？

进行垂直探伤用的单晶片探头，主要用于纵波探伤。直探头由插座、外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料等组成，头接触面为可更换的软膜，用于检测表面粗糙的工件。

进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤。斜探头由斜块、压电晶片、吸声材料、外壳、插座等组成，斜探头的声束与探头表面倾斜，因此可用于检测直声束无法到达的部位、或者缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域。

单晶微型横波斜探头，用于小直径薄壁管焊接接头的检验。检测标准参照电力行业标准DL/T8202002《管道焊接接头超声波检验技术规程》，适合检测管径≥32mm、小于等于159mm，壁厚≥4mm、小于14mm的小直径薄壁管；也可适用于其他行业类似管道的检测。探头外形尺寸小，前沿距离≤5mm，始脉冲占宽≤1.5mm(相当于钢中深度)，分辨力大于等于20dB。根据被检测管道外径的不同，检测面被加工成对应管径的弧度。

用于发射和接收表面波的探头。表面波是沿工件表面传播的波，幅值随表面下的深度迅速减少，传播速度是横波的0.9倍，质点的振动轨迹为椭圆。表面波探头在被检工件的表面和近表面产生表面波。型号中列明的角度为有机玻璃斜块的倾斜角(入射角)。

斜探头的一种特殊类型，将斜探头分成斜块、探头芯两个部分，使用时将两者组合起来。常用

超声探伤仪是运用反射及变频的原理来对材料进行检测的。 当超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播就产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的一种技术手段称之为超声检测。 当超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射，从而来确定是否存在缺陷及缺陷的位置。

超声波的检测原理是在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。

数字式超声波探伤仪通常是对被测物体(比如工业材料、人体)发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。

是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；

是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用还处于研制阶段；

超声波探伤仪这里主要介绍的是应用Z多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。

反射法是基于超声波在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大。

所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波，超声波探伤仪然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息(其中反射

1、检查超声波探伤仪直流电源或充电交流电源是否符合要求。

2、新进、经过检修或使用日久的超声波探伤仪，均需对其主要性能进行检查。(垂直线性检查，水平线性检查，回波频率检查)

3、GN电池的充电(充电一般要求在机外进行，将充电器开关置于充电位置，接通电源后，“充电”和“电源”两只灯均亮，若“充电”指示灯闪动说明GN电池接触不良或损坏，应予以检查修理，充电指示灯灭，既充电完毕，必须立即取下GN电池待用，并关闭电源，充电在15-35℃室温进行，电源电压和充电时间要符合充电要求，放电后的GN电池，不能长期保存，定期给存放较久的电池充电。)

步骤:开机-设置探头-设声速(纵波:5900m/s；横波:3240m/s)-设K值-设标度-反复调声程和增益-调节门-找始偏-作DAC-现场探伤-读数据-记录-关机。

1、开机时，面板上的电压指示灯表针应在红色区域，表针在黑色区域时，必须停止使用，并对GN电池充电。

2、停止操作时，应随时关掉“电源”开关。

3、不论直流或交流供电均把充电器或GN电池擦好，并拧紧螺丝。

4、超声波探伤仪不能接近强磁场。

5、操作旋钮时不准用力过猛。

6、探头线 、电源线切忌扭曲。

7、不许猛拉探头擦头或抓住电缆拔插头。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，(K:探头K值，T：工件厚度)。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法

由于超声波探伤仪具有检测速度快、检测精度高、重量轻、体积小等特点，使得其在金属机构检测中有不可替代的优势。随着使用企业质量管理体系及测量管理体系的建立，超声波探伤设备的管理又和企业的计量管理相联系。然而超声波探伤仪是否属于计量器具，及其是否适用于计量检定，在我国无损检测学术界和计量行政管理部门之间一直存在争议。本文从这一争论入手，做一些探讨。

超声波探伤仪属于国家依照计量法管理的计量器具。它之所以应当进行周期检定，一方面是计量法的要求、计量器具管理的要求，为了保证仪器检测数据准确可靠，避免出现产品质量等事故，另一方面，该仪器属于精密电子仪器，在使用过程中，一些元器件的性能可能变化，从而使仪器的技术参数发生变化。尤其是该仪器的使用，常常在野外、高空或潮湿、粉尘多、震动大的恶劣环境中，仪器的性能容易受到影响，造成仪器检测误差增大，或工作不正常。因此需要进行周期检定，以避免检测不准确。

当超声波探伤仪用于检测锅炉、压力容器、铁路钢轨、列车车轮车轴等，如其裂纹、孔洞等危险缺陷未被发现，可能造成危害人民生命财产的重大事故，后果十分严重。因为一些地区或单位，已将它列入强制检定进行管理，必须按时进行周期检定。检定规程规定，仪器的检定周期不得超过一年。各单位可根据仪器使用的具体情况(使用频率、工作环境)来确定检定周期，仪器在故障维修后必须经检定合格后才能投入使用。

(1)检定室内环境条件应符合JJG746-2004《超声探伤仪》检定规程的要求。使用前将检定装置频率、增益、时延、衰减器旋钮置适中位置，电源开关置“开”(电源开关在背板上)，调节频率旋钮，可得0.5MHZ-15MHZ信号。

(2)将被检超声探伤仪工作方式置“双”(即一收一发状态)，切忌置“单”；有的数字机是以探头的类型来选择工作方式，请选择“穿透”类型；如果

超声波探伤仪的使用过程总是会出现各种各样的故障，导致工作人员耽误工作，先提供几项常见的故障，方便与工作人员进行自我排除，及时工作，不会对工作产生大的影响。

(1)应检查电池电量是否充足、安装是否可靠，或者直接接入电源适配器后开机；

(2)多次按动电源键，但间隔应不少于半分钟；

(3)接上电源适配器，反复开启仪器电源软开关；

(4)如果上述方法无效，接上电源适配器对电池充电半小时后再开机。

超声波探伤仪具有电池电量检测能力，当电池电量太低时，仪器会自动关机。可以先对电池充电一段时间，或者直接接入电源适配器，然后再开机。

(1)探头是否连接正确；

(2)探头方式设置是否恰当，如果探头设置为双晶或者穿透探头，而接入的是单探头，则不会有回波；

(3)探头线是否正常，探头与探头线接触是否正常，可用一个镊子(金属)以接触探头座的内芯，如果有杂波，则仪器良好，应该是探头线损坏；

(4)增益、显示平移、探头零点、信号YZ等参数设置是否恰当；

(5)无回波时的简单处理方法：将系统参数恢复到出厂状态，然后用一根新探头线连接直探头，在耦合良好的薄试块上探测，如有回波则可能为原参数设置不当或者探头线接触不良。

(1)该键盘被锁定(即此时不应操作此键)；

(2)未按住键盘中的接触点；

(3)未按屏幕提示操作键盘；

注：将“按键声音”参数设置为“开”，按仪器键盘，查看是否有按键蜂鸣声。如果有按键蜂鸣声，则该按键正常。

存储在仪器内的数据一般不会丢失，如果在短时间内丢失应注意：

(1)是否执行了“清空”或者“初始化”操作；

(2)是否经历过激烈的撞击；

(3)是否长时间未开机且未充电。

(1)探头和探头线接触不良，此时去掉探头线，现象应消失。

(2)电源线或电源适配器有干扰，去掉充电