内容发布更新时间 : 2024/11/15 12:13:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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五大常规无损检测技术之一：超声检测(UT)的原理和

特点

五大常规无损检测技术之一：

超声检测(UT)的原理和特点 五大常规无损检测技术之一： 超声检测（UT）的原理和特点 超声检测（Ultrasonic Testing），业内人士简称 UT，是工业无损检测（Nondestructive Testing）中应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，可以用于产品制造中质量控制、原材料检验、改进工艺等多个方面，同时也是设备维护中不可或缺的手段之一。

超声检测主要的应用是检测工件内部宏观缺陷和材料厚度测量。

按照不同特征，可将超声检测分为多种不同的方法： （1）按原理分类：

超声波脉冲反射法、衍射时差法（Time of Flight Diffraction，简称 TOFD）等。

（2）按显示方式分类：

A 型显示、超声成像显示（B、C、D、P 扫描成像、双控阵成像等）。 A 型显示的超声波脉冲反射法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：

射线检测（Radiographic Testing）：

射线照相法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检

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测（Penetrant Testing）、涡流检测（Eddy Current Testing）。 超声检测原理 超声检测，本质上是利用超声波与物质的相互作用：

反射、折射和衍射。

（1）什么是超声波？ 我们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在 20-20190Hz 之间，而频率高于 20190Hz 的机械波称为超声波，人类是听不到超声波的。

对于钢等金属材料的检测，我们常用频率为 0.5~10MHz 的超声波。

（1MHz=10 的六次方 Hz） （2）如何发出和接收超声波？ 超声检测用探头的核心元件是压电晶片，其具有压电效应： 在交变拉压应力的作用下，晶体可以产生交变电场。

当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换成声能（机械能），探头以脉冲的方式间歇发射超声波，即脉冲波。 当探头接受超声波时，发生正压电效应，将声能转换成电能。 超声检测所用的常规探头，一般由压电晶片、阻尼块、接头、电缆线、保护膜和外壳组成，一般分为直探头和斜探头两个类别，后者的话通常还有一个使晶片与入射面成一定角度的斜锲块。 下图为典型的斜探头结构图（图片来源于网络）。 下图为斜探头的实物图：

该探头型号:2.5P8*12 K2.5，其参数为： a）2.5 代表频率 f：

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2.5MHz； b）P 代表晶片材料为：

锆钛酸铅陶瓷，具有温度稳定性好、电性能优异、容易制造而且价格低廉等优点； c）8*12 代表矩形晶片尺寸为： 8mm*12mm； d）K2.5 代表：

斜探头折射角的正切值为 2.5，即 tan(68.2)=2.5，其折射角为 68.2。

A 型显示的超声波脉冲反射法工作原理：

声源产生的脉冲波进入到工件中，超声波在工件中以一定方向和速度向前传播。

当遇到两侧声阻抗有差异的界面时（声阻抗存在差异往往是因为材料中某种不连续性造成，如裂纹、气孔、夹渣等）部分声波被反射，检测设备接受和显示：

分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。

A 型显示的超声波脉冲反射法的特点 1、适用范围 适用于金属、非金属和复合材料等多种制件。 a）原材料、零部件检测：

钢板、钢锻件、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、复合板、无缝钢管等。

b）对接焊接接头检测：

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