超聲波探傷儀是一種便攜式工業(yè)無損探傷儀器，它能夠快速、便捷、無損傷、精確地進行工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、疏松、氣孔、夾雜等)的檢測、定位、評估和診斷。既可以用于實驗室，也可以用于工程現(xiàn)場。廣泛應用在鍋爐、壓力容器、航天、航空、電力、石油、化工、海洋石油、管道、、船舶制造、汽車、機械制造、冶金、金屬加工業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)、鐵路交通、核能電力、高校等行業(yè)。

　　物理基礎

　　波及波分類

　　介質(zhì)的一切質(zhì)點，是以彈性力互相聯(lián)系的。某質(zhì)點在介質(zhì)內(nèi)振動，能激發(fā)起周圍質(zhì)點的振動。振動在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過程，稱為波。波，有電磁波(電波和光波)和聲波(或稱機械波)。

　　聲波

　　聲波是一種能在氣體、液體、固體中傳播的彈性波。它可分為分次聲波、可聞聲波、超聲波及特超聲波。人耳所能聽聞的聲波在20-20000赫之間。頻率超過20000赫，人耳所不能聽聞的聲波，稱超聲波。聲波的頻率愈高，愈于光學的某些特性(如反射。折射定律)相似。

　　儀器原理

　　超聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學特性和內(nèi)部組織的變化對超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術稱為超聲檢測。超聲檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。

　　數(shù)字式超聲波探傷儀通常是對被測物體(比如工業(yè)材料、人體)發(fā)射超聲，然后利用其反射、多普勒效應、透射等來獲取被測物體內(nèi)部的信息并經(jīng)過處理形成圖像。

　　多普勒效應法

　　是利用超聲在遇到運動的物體時發(fā)生的多普勒頻移效應來得出該物體的運動方向和速度等特性;

　　透射法

　　是通過分析超聲穿透過被測物體之后的變化而得出物體的內(nèi)部特性的，其應用還處于研制階段;

　　反射法

　　超聲波探傷儀這里主要介紹的是應用最多的通過反射法來獲取物體內(nèi)部特性信息的方法。

　　反射法是基于超聲波在通過不同聲阻抗組織界面時會發(fā)生較強反射的原理工作的，正如我們所知道，聲波在從一種介質(zhì)傳播到另外一種介質(zhì)的時候在兩者之間的界面處會發(fā)生反射，而且介質(zhì)之間的差別越大反射就會越大，所以我們可以對一個物體發(fā)射出穿透力強、能夠直線傳播的超聲波， 超聲波探傷儀 然后對反射回來的超聲波進行接收并根據(jù)這些反射回來的超聲波的先后、幅度等情況就可以判斷出這個組織中含有的各種介質(zhì)的大小、分布情況以及各種介質(zhì)之間的對比差別程度等信息(其中反射回來的超聲波的先后可以反映出反射界面離探測表面的距離，幅度則可以反映出介質(zhì)的大小、對比差別程度等特性)，超聲波探傷儀從而判斷出該被測物體是否有異常。 在這個過程中就涉及到很多方面的內(nèi)容，包括超聲波的產(chǎn)生、接收、信號轉(zhuǎn)換和處理等。

　　其中產(chǎn)生超聲波的方法是通過電路產(chǎn)生激勵電信號傳給具有壓電效應的晶體(比如石英、硫酸鋰等)，使其振動從而產(chǎn)生超聲波;而接收反射回來的超聲波的時候，這個壓電晶體又會受到反射回來的聲波的壓力而產(chǎn)生電信號并傳送給信號處理電路進行一系列的處理，超聲波探傷儀最后形成圖像供人們觀察判斷。

　　這據(jù)圖像處理方法(也就是將得到的信號轉(zhuǎn)換成什么形式的圖像)的種類又可以分為A型顯示、M型顯示、B型顯示、C型顯示、F型顯示等。

　　A型顯示是將接收到的超聲信號處理成波形圖像，根據(jù)波形的形狀可以看出被測物體里面是否有異常和缺陷在那里、有多大等， 超聲波探傷儀主要用于工業(yè)檢測;

　　M型顯示是將一條經(jīng)過輝度處理的探測信息按時間順序展開形成一維的"空間多點運動時序圖"，適于觀察內(nèi)部處于運動狀態(tài)的物體，超聲波探傷儀如運動的臟器、動脈血管等;

　　B型顯示是將并排很多條經(jīng)過輝度處理的探測信息組合成的二維的、反映出被測物體內(nèi)部斷層切面的"解剖圖像"(醫(yī)院里使用的B超就是用這種原理做出來的)，超聲波探傷儀適于觀察內(nèi)部處于靜態(tài)的物體;

　　C型顯示也是一種圖象顯示，探傷儀熒光屏的橫坐標和縱坐標都是靠機械掃描來代表探頭在工件表面的位置。探頭接收信號幅度以光點輝度表示，因而，當探頭在工件表面移動時，熒光屏上便顯示出工件內(nèi)部缺陷的平面圖象，但不能顯示缺陷的深度。

　　C型顯示、F型顯示用得比較少。

　　超聲波探傷儀檢測不但可以做到非常準確，而且相對其他檢測方法來說更為方便、快捷，也不會對檢測對象和操作者產(chǎn)生危害，所以受到了人們越來越普遍的歡迎，有著非常廣闊的發(fā)展前景。

　　技術參數(shù)

　　掃描范圍： 0～28000mm鋼縱波

　　工作頻率： 0.2MHz～20MHz

　　垂直線性誤差： ≤2.5%

　　水平線性誤差： ≤0.1%

　　靈敏度余量： >68dB(深200mmΦ2平底孔)

　　分 辨 力： >42dB(5N14)

　　動態(tài)范圍： ≥36dB

　　噪聲電平： <6%

　　硬采樣頻率： 150MHz，倍頻為4，運行速度 600MHZ，波形高度保真

　　重復發(fā)射頻率： 20~1000HZ

　　聲速范圍： 0～20000(m/s)

　　工作方式： 單晶探傷、雙晶探傷、穿透探傷

　　數(shù)字抑制： (0～80)%，不影響線性與增益

　　工作時間： 連續(xù)工作7小時以上(鋰電池)

　　環(huán)境溫度： (-20～70)℃(參考值)

　　相對濕度： (20～95)% RH

　　主要技術指標說明：

　　1.靈敏度

　　超聲波探傷中靈敏度一般是指整個探傷系統(tǒng)(儀器和探頭)發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力。發(fā)現(xiàn)缺陷愈小，靈敏度就愈高。

　　儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度余量來衡量。靈敏度余量是指儀器輸出時(增益、發(fā)射強度，衰減和抑制為0)，使規(guī)定反射體回波達基準高所需衰減的衰減總量。靈敏度余量大，說明儀器與探頭的靈敏度高。靈敏度余量與儀器和探頭的綜合性能有關，因此又叫儀器與探頭的綜合靈敏度。

　　2.盲區(qū)與始脈沖寬度

　　盲區(qū)是指從探測面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離。盲區(qū)內(nèi)的缺陷一概不能發(fā)現(xiàn)。

　　始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下，屏幕上高度超過垂直幅度20%時的始脈沖延續(xù)長度。始脈沖寬度與靈敏度有關，靈敏度高，始脈沖寬度大。

　　3.分辨力

　　儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。能區(qū)分的相鄰兩缺陷的距離愈小，分辨力就愈高。

　　4.信噪比

　　信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號幅度與無用的噪聲雜波幅度之比。信噪比高，雜波少，對探傷有利。信噪比太低，容易引起漏檢或誤判，嚴重時甚至無法進行探傷。

　　采購事項

　　市場上有一些數(shù)字超聲波探傷儀不符合國家的相關標準。2005年國家頒布標準《GB/T10061-1999：A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件》。在這部新標準啟用的同時，還頒布了《JJG746-2004超聲波探傷儀檢定規(guī)程》。次對數(shù)字超聲波探傷儀的檢定規(guī)程作了詳細解釋。

　　由于超聲波探傷儀是一種十分專業(yè)的儀器，不是專業(yè)人員，根本無法了解這種儀器，所以很多造假者鉆了漏洞。國內(nèi)一些廠家利用數(shù)字超聲波探傷可以作假的特點，大肆生產(chǎn)不合格產(chǎn)品。

　　操作規(guī)程

　　1、連接好儀器和探頭后，打開探傷儀總電源開關，按操作鍵設置系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　2、按操作鍵預置年、月、日。

　　3、進入通道預置狀道，選擇探傷方式、探頭類型，輸入探頭晶片的尺寸標稱值(斜探頭還要輸入前沿距離)。

　　4、將探頭置于csk-ia型試塊上，調(diào)整儀器“增益”鍵。

　　5、測量或用“零點”鍵預置探頭的零點偏移。

　　6、測量或用“聲速”鍵預置聲波在工件中傳播的速度(聲速)。

　　7、使用斜探頭時需用“k值”鍵預置k值。

　　8、選擇儀器的刻度定義和大小用“聲程”鍵。

　　9、需要進行表面補償時用“補償”鍵進行補償。

　　10、設置結(jié)束后，按“功能”鍵后即進入工作狀態(tài)。

　　11、在被測工件表面涂上耦合劑，將探頭放在被測工件上，移動探頭檢查工件是否存在缺陷，并對發(fā)現(xiàn)的缺陷用“定量”鍵進行凍結(jié)，用“記錄”鍵進行記錄。

　　12、對檢查到的缺陷進行記錄。

　　13、檢測完畢，關閉儀器電源總開關，取下探頭，擦去儀器和探頭表面的油污后裝入儀器箱。