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超聲波探傷儀是究竟是如何運行的以及簡述哪些數據會影響超聲波探傷儀的精度

2019-03-22

   超聲波探傷儀是一種便攜式的工業探傷儀器,它可以快速的進行探測;廣泛使用于工程建設等行業,它使用了人耳聽不到的超聲波,通過反射來判斷物體是否損壞,那么超聲波探傷儀具體是通過什么原理來探測物體的呢?下面就來詳細介紹超聲波探傷儀的探傷原理。

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   超聲檢測方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等,然而無論使用的是什么方法,都是通過超聲波來完成的,那么就先來介紹一下超聲波是什么。人們的耳朵能直接接收到的聲波的頻率范圍通常是20Hz到20kHz,即音(聲)頻。頻率低于20 Hz的稱為次聲波,高于20 kHz的稱為超聲波。工業上常用數兆赫茲超聲波來探傷。超聲波頻率高,則傳播的直線性強,又易于在固體中傳播,并且遇到兩種不同介質形成的界面時易于反射,這樣就可以用它來探傷。通常用超聲波探頭與待探工件表面良好的接觸,探頭則可有效地向工件發射超聲波,并能接收(缺陷)界面反射來的超聲波,同時轉換成電信號,再傳輸給儀器進行處理。根據超聲波在介質中傳播的速度(常稱聲速)和傳播的時間,就可知道缺陷的位置。當缺陷越大,反射面則越大,其反射的能量也就越大,故可根據反射能量的大小來查知各缺陷(當量)的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等,前二者適用于探測內部缺陷,后者適宜于探測表面缺陷,但對表面的條件要求高。


   超聲波探傷儀使用超聲波探傷的原理就是這么簡單,只是人們用機器簡化了其他的計算過程,從而減少了運算時間。


?超聲波探傷儀是依據超聲波的脈沖反射原理來測量物體的,當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面或問題部位時,脈沖被反射回探頭,通過測量超聲波在傳播途中的時間來測量物體的厚度。凡是超聲波可以以勻速在內部傳播的材料都可以使用這個原理測量。按照這個原理設計的超聲波探傷儀可以對各種材料的物品進行測量,超聲波探傷儀廣泛使用于石油,化工、冶金、造船、航空、航天等領域。那么在超聲波探傷儀使用的過程中會有那些因素影響它的精度呢?


??1、層疊材料、復合(非均質)材料。要丈量未經耦合的層疊材料是不可能的,因超聲波測厚儀無法穿透未經耦合的空間,而且不能在復合(非均質)材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設備(像尿素高壓設備),測厚時要特別留意,測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。


??2、應力的影響。在役設備、管道大部分有應力存在,固體材料的應力狀況對聲速有一定的影響,當應力方向與傳播方向一致時,若應力為壓應力,則應力作用使工件彈性增加,聲速加快;反之,若應力為拉應力,則聲速減慢。當應力與波的傳播方向不一至時,波動過程中質點振動軌跡受應力干擾,波的傳播方向產生偏離。根據資料表明,一般應力增加,聲速緩慢增加。


??3、金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。超聲波測厚儀金屬表面產生的致密氧化物或油漆防腐層,雖與基體材料結合緊密,無名顯界面,但聲速在兩種物質中的傳播速度是不同的,從而造成誤差,且隨覆蓋物厚度不同,誤差大小也不同。


??以上三點就是會影響超聲波探傷儀精度的部分原因,在使用超聲波探傷儀前檢查材料是否有這些問題,避免探測結果出現問題。


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