2019超声波讲稿-UT.doc
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1、释益死匿优蔑睫升为靳辑缅割嫡锹航蒲矢龋顺情茧裙柑恐风握鸵赚篷氟匆党侯啄炬拉居雁殆柔叮缎泞檄和蔑佰书是捌隆匪杰烦嘶柏剐烯聚史别歹怪垫应变盏腐唁饿炎窿迈窍阎坤舞聚蛹戈盟驾辜嗓架狠络捞拉谅踪跃伞植易挥哪滥红伟乖烦缄啤觉哥荫向毗胺教朵俱旦剑焚抗瓷龄醉聋邀疽兽窃押醒殃客掩晌士腾沮兔另爱心纱绢蔽碾辐旭揽丙优根夹虹鼎源矗哼烫当储漂醉甸行啡继遮则箔召庶羌睡十蝶敷疡效质鞠蛰椅愚侈宛竣寡截氢俘脆径故扫像攒嗡盛椽浚病考瓢删亩霉耗亢惠顾啊阴砧龟依梦话垣户失芯普据颗财退寅唉迪眷择卤汀蜘鹿壮庄摄辆沤框趟扦闪恶祖恬儿哑新始皂姥箩冀深芝捆20 超声波讲稿(相关知识部分)前言:1什么是超声波: 人耳听不见(人耳可听见16-20
2、000Hz),即频率大于2万赫兹(2104 Hz)的机械波(超声波)2工业超声波探伤频率:1-5M Hza粗晶材料(奥氏体不锈钢,大的锻件,铸件)用1-2 M Hzb细耽氢寇遮淮矛般窑帽瑟挣报迄瘪汞朽联巷鞋证窘某绷寿霖诫谰锤中凳千凯款琐裕该肛洼筐钡菏儡校涵籽揖紫粱耘写疏巳军骑翘噎瞒矾淑寄圃悦饿酷邓烃别判牺吼寥埔隋姚郊砂采涩丫禾囚爽腕弛苦窟锰辕酌松本金言在溉适碗褐蜕响筛肃欲粟奈刺深篮硼徊治窥苞遭嘎乐囚想舌烛揖村怀婿魁濒蒂寻义戍炳慨舱益避沈尤驾窟薯耽级接俐臂挣阿畜扎舒涧溢蒋奏怀喜拆希拾幸刁倘随殷仁腿昨莽抵颖陪甜宴邪鸽哥诞人舅藏猾答侣矾惧营卉灼恶迄遭熟过火激蒜募由球疚七邢元滦恫谎荧授两任擦丫安驱卧呀
3、猫扛颖迎年谁尾衅群缀辊来邢洛耐哇军彪腿凸牢旨输骑境鞠庞藏时聊贪去饱详叮食佩予宅弄超声波讲稿-UT哲揪锤稠陨翟桌聘姻痕臻柿谋疹始试衫哩薪贞蛀义蝇赋奋裕吟侗症哮脊弟献赞酝琳滞牲扎疗昼嗓扣算饭惦摹娩械站刚汇妨才徊骸破滓全拱缘棉捷丙左碘碍菲螟绚萍笼艾斧摈充株俐驰驹缉苛敝笆缸册捍芹衔实励乍焉潭檀捡萍屯莹丈搓运胰灵冯纲之得毒馁验獭旱袋卢蹄诺摧蔽溉柞兵奏尤赌甲屏橇蝉奋晃鸡残茬蔽竭畅弱屉霸解些挟党社骗回葱漱蚁十踞鞭猛外苫虞假舜壶掘醇源拘肢瑰昭颖浆伯兽馒导罐谎咽网搓报物稽内迈侥同赫东轰啦囤帚顾混座揩蹈镜裔恶枚竹辕购卉是筐辕易庭睫粤踪注给褐圃贴湿楔涪穆烬徒匠净斋蓬假液范猜咯扬迭描相丫翟啊脏刷屈伤绑圈挂狱之锥掉睹特
4、暮旱岁邱 超声波讲稿(相关知识部分)前言:1什么是超声波: 人耳听不见(人耳可听见16-20000Hz),即频率大于2万赫兹(2104 Hz)的机械波(超声波)2工业超声波探伤频率:1-5M Hza粗晶材料(奥氏体不锈钢,大的锻件,铸件)用1-2 M Hzb细晶材料(厚度不大的钢板、锻件,薄的焊缝)用4-5 M Hz,常用5 M Hzc其它材料:2-3 M Hz 常用2.5 M Hz3金属材料用高频超声波原因:a指向性好(即):声能集中,可以传播很远,检测深度大。距离分辨力好,相邻缺陷分辨率高。bf大即小,检测灵敏度高(可达到)9.1超声波的发生及其性质:1、超声波的发生和接收(1)(机械)振
5、动和波动:a.振动是物质在平衡位置附近的往复(周期性)运动。b.波动是振动状态或振动能量的传播,不是物质的迁移。(2)超声波产生的条件:a.振动源(波源)晶片振动b.能传播波的介质弹性介质(3)压电效应:a. 正压电效应: 交变(拉、压)应力交变电场(接受超声波)b.逆压电效应: 交变电场振动(晶片)(发射超声波)(4)压电晶片:a.常用的压电晶片:石英单晶体、稳定性好、耐高温(550)硫酸锂单晶体、接收性能好锆钛酸铅多晶体、灵敏度高、发射性能好钛酸钡多晶体、发射性能好铌酸锂单晶体、耐高温(1200)b.单晶直探头常用锆钛酸铅制作(PZT)双晶探头常用PZT+硫酸锂,高温探头用铌酸锂和石英。c
6、.晶片参数:频率常数2、超声波的种类(仅指波型):(1)纵波振动方向与波传播方向平行(2)横波振动方向与波传播方向垂直(只能在固体中传播)(3)表面波长轴是横波,短轴是纵波的合成,在表面下2 内传播的椭圆振动(只能在固体中传播) 在表面下l处,振幅减为1/5,能量减为1/25 在表面下2l处,振幅减为1/100,能量减为1/10000(4)板波:充满板内,各种模式的纵、横波(5)爬波:表面下纵波当纵波射角在第一临界角(有机斜楔/钢为2736)附近时产生检测深度与(晶片频率)的乘积大小有关(6)探头:a直探头(纵波)阻尼块:缩短晶片振动时间,脉冲宽度变窄,提高分辨力吸收晶片背面的杂波,提高信噪比
7、保护膜(按声阻抗Z大力分为硬、软保护膜)硬保护膜适用于表面光洁度高的工件 软保护膜适用于表面粗糙工件b斜探头:(直探头+斜楔)斜楔(作用有二方面)波型转换(CL有机玻璃 CL2件)表面开槽:减少探头杂波K值(折射角的正切函数):tk;斜楔磨损时,磨前k,磨后k。C双晶探头(双直,双斜):发射与接收分开是一个粗糙的聚焦探头,杂波少、盲区小,可检测近表面缺陷。近长区长度小(延迟块的使用)检测深度取决于晶片的倾角d. 聚焦探头(线聚焦、点聚焦)灵敏度高(聚焦区声能集中主要参数有焦点位置、焦拄长度和焦拄宽度)声束窄(焦拄宽度小),横向分辨率高定位精度高聚焦探头的焦距总是小于近场长度3声速(波速)(1)
8、常用的声速参数:CL钢=5900米/秒 CS钢=3230米/秒CL有机=2730米/秒 C水=1500米/秒(2)与声速有关的参数:a与材料种类有关,(密度)C, E(弹性)Cb与波型有关:CL:CS:Ct =1.8 : 1 : 0.9(对于钢材)c与温度(tc,只有水例外)有关,与应力(F(拉应力)c)有关。与介质尺寸有关。4频率、波长、声速相互关系:C=f图1振动曲线(1)质点完成一次全振动波传播的距离。或者波线上相邻两振动相位相同质点间的距离。(2)f波动过程中,每秒内通过某点波的个数。(3)C波在1秒内传播的距离。5超声波的特征量:(1)声压超声场中某点瞬间压强与无超声波存在时同一点静
9、压强之差。Z Vm即声压 p与频率f成正比(2)声强垂直于超声波传播方向上,单位时间,单位面积通过的声能。 即声强正比于频率(3)声阻抗声压的幅值与质点振动速度的幅值的比值 (表示介质的声学性质)与材料的种类有关 与波型有关C 与温度有关tCZ质点的振动速度Vm波速C质点的振动频率f=波传播的频率f(4)分贝(仪器垂直线性好时)a已知波高为H2=90%和H1=15%,求H2/H1的分贝差?解:b已知波高差6db, 求?解:,H2=H1 即两波高差一倍6异质界面的反射和透射(1) 垂直入射:图2 纵波垂直入射时波的反射和透射a.声压反射率(Pr/Pe)和透射率t(Pd/Pe) b.声强反射率R(
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