超声波探伤仪器原理及优缺点

利用超声波的原理对物体厚度进行测量的仪器，通常是在一些无法利用工具进入的情况下使用。最大精度达0.01毫米，最大量程达300毫米。其使用方法为：将超声波传感器放置物体表面，并以匀速移动，利用超声波原理计算出物体厚度，例如船体、管道、组件的工厂或机器等。一般超声波测厚仪可以用来测量均质材料，如金属、玻璃、硬质塑料等。但是不可测量如混凝土、沥青或木材等非均质材料。

对于表面锈蚀，耦合效果极差的在役设备、管道等可通过砂、磨、挫等方法对表面进行处理，降低粗糙度，同时也可以将氧化物及油漆层去掉，露出金属光泽，使探头与被检物通过耦合剂能达到很好的耦合效果。

当材料内部存在缺陷（如夹杂、夹层等）时，显示值约为公称厚度的70%，此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测。

超声波测厚仪测量工件前，根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后（常用试块为钢）又去测量另一种材料时，将产生错误的结果。要求在测量前一定要正确识别材料，选择合适声速。

探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷。

常用的探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。

物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。

一、什么是无损探伤？ 无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

二、常用的探伤方法有哪些？ 常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。

三、试述磁粉探伤的原理？ 它的基本原理是：当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。

四、试述磁粉探伤的种类？

1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。

2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。

3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。

五、磁粉探伤的缺陷有哪些？

磁粉探伤设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度，可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷；它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷；但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

六、缺陷磁痕可分为几类？

1、各种工艺性质缺陷的磁痕；

2、材料夹渣带来的发纹磁痕；

3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。

七、试述产生漏磁的原因？

由于铁磁性材料的磁率远大于非铁磁材料的导磁率，根据工件被磁化后的磁通密度B＝μH来分析，在工件的单位面积上穿过B根磁线，而在缺陷区域的单位面积 上不能容许B根磁力线通过，就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里，其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引。

八、试述产生漏磁的影响因素？

1、缺陷的磁导率：缺陷的磁导率越小、则漏磁越强。

2、磁化磁场强度（磁化力）大小：磁化力越大、漏磁越强。

3、被检工件的形状和尺寸、缺陷的形状大小、埋藏深度等：当其他条件相同时，埋藏在表面下深度相同的气孔产生的漏磁要比横向裂纹所产生的漏磁要小。

九、某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁？

某些转动部件的剩磁将会吸引铁屑而使部件在转动中产生摩擦损坏，如轴类轴承等。某些零件的剩磁将会使附近的仪表指示失常。因此某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁处理。

十、超声波探伤的基本原理是什么？

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

十一、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点？

超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探 伤适合于厚度较大的零件检验。

十二、超声波探伤的主要特性有哪些？

1、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；

2、波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。

3、超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。

十三、超生波探伤板厚14毫米时，距离波幅曲线上三条主要曲线的关系怎样？

测长线 Ф1 х 6 －12dB

定量线 Ф1 х 6 －6dB

判度线 Ф1 х 6 －2dB

十四、何为射线的“软”与“硬”？

X射线穿透物质的能力大小和射线本身的波长有关，波长越短（管电压越高），其穿透能力越大，称之为“硬”；反之则称为“软”。

十五、用超生波探伤时，底波消失可能是什么原因造成的？

1、近表表大缺陷；2、吸收性缺陷；3、倾斜大缺陷；4、氧化皮与钢板结合不好。

十六、影响显影的主要因素有哪些？

1、显影时间；2、显影液温度；3、显影液的摇动；4、类型；5、老化程度。

十七、什么是电磁感应？

通过闭合回路的磁通量发生变化，而在回路中产生电动势的现象称为电磁感应；这样产生电动势称为感应电动势，如果导体是个闭合回路，将有电流流过，其电流称为感生电流；变压器，发电机、各种电感线圈都是根据电磁感应原理工作。

二十五、简述超生波探伤中，超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么？

1、超声波的扩散传播距离增加，波束截面愈来愈大，单位面积上的能量减少。

2、材质衰减一是介质粘滞性引起的吸收；二是介质界面杂乱反射引起的散射。

二十六、CSK－ⅡA试块的主要作用是什么？

1、校验灵敏度；2、校准扫描线性。

二十七、影响照相灵敏度的主要因素有哪些？

1、X光机的焦点大小；2、透照参数选择的合理性，主要参数有管电压、管电流、曝光时间和焦距大小；3、增感方式；4、选用胶片的合理性；5、暗室处理条件；6、散射的遮挡等。

二十八、用超生波对饼形大锻件探伤，如果用底波调节探伤起始灵敏度对工作底面有何要求？

1、底面必须平行于探伤面；

2、底面必须平整并且有一定的光洁度。

二十九、超声波探伤选择探头K值有哪三条原则？

1、声束扫查到整个焊缝截面；

2、声束尽量垂直于主要缺陷；

3、有足够的灵敏度。

三十、超声波探伤仪主要有哪几部分组成？

主要有电路同步电路、发电路、接收电路、水平扫描电路、显示器和电源等部份组成。

三十一、发射电路的主要作用是什么？

由同步电路输入的同步脉冲信号，触发发射电路工作，产生高频电脉冲信号激励晶片，产生高频振动，并在介质内产生超声波。

三十二、超声波探伤中，晶片表面和被探工件表面之间使用耦合剂的原因是什么？

晶片表面和被检工件表面之间的空气间隙，会使超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤。

三十三、JB1150－73标准中规定的判别缺陷的三种情况是什么？

1、无底波只有缺陷的多次反射波。

2、无底波只有多个紊乱的缺陷波。

3、缺陷波和底波同时存在。

三十四、JB1150－73标准中规定的距离――波幅曲线的用途是什么？

距离――波幅曲线主要用于判定缺陷大小，给验收标准提供依据它是由判废线、定量线、测长线三条曲线组成；

判废线――判定缺陷的最大允许当量；

定量线――判定缺陷的大小、长度的控制线；测长线――探伤起始灵敏度控制线。

三十五、什么是超声场？

充满超声场能量的空间叫超声场。

三十六、反映超声场特征的主要参数是什么？

反映超声场特征的重要物理量有声强、声压声阻抗、声束扩散角、近场和远场区。

三十七、探伤仪最重要的性能指标是什么？

分辨力、动态范围、水平线性、垂直线性、灵敏度、信噪比。

三十八、超声波探伤仪近显示方式可分几种？

1、A型显示示波屏横坐标代表超声波传递播时间（或距离）纵坐标代表反射回波的高度；2、B型显示示波屏横坐标代表超声波传递播时间（或距离），这类显示得到的是探头扫查深度方向的断面图；3、C型显示仪器示波屏代表被检工件的投影面，这种显示能绘出缺陷的水平投影位置，但不能给出缺陷的埋藏深度。

三十九、超声波探头的主要作用是什么？

1、探头是一个电声换能器，并能将返回来的声波转换成电脉冲；2、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；3、实现波型转换；4、控制工作频率；适用于不同的工作条件。

四十、磁粉探头的安全操作要求？

1、当工件直接通过电磁化时，要注意夹头间的接触不良、或用了太大的磁化电流引起打弧闪光，应戴防护眼镜，同时不应在有可能燃气体的场合使用；2、在连续使用湿法磁悬液时，皮肤上可涂防护膏；3、如用于水磁悬液，设备 须接地良好，以防触电；4、在用茧火磁粉时，所用紫外线必须经滤光器，以保护眼睛和皮肤。

四十一、什么是分辨率？

指在射线底片或荧光屏上能够识别的图像之间最小距离，通常用每1毫米内可辨认线条的数目表示。

四十二、什么是几何不清晰度？

由半影造成的不清晰度、半影取决于焦点尺寸，焦距和工件厚度。

四十三、为什么要加强超波探伤合录和报告工作？

任何工件经过超声波探伤后，都必须出据检验报告以作为该工作质量好坏的凭证，一份正确的探伤报告，除建立可靠的探测方法和结果外，很大程度上取决于原始记录和最后出据的探伤报告是非常重要的，如果我们检查了工件不作记录也不出报告，那么探伤检查就毫无意义。

四十四、磁粉探伤中为什么要使用灵敏试片？

使用灵敏试片目的在于检验磁粉和磁悬液的性能和连续法中确定试件表面有效磁场强度和方向以及操作方法是否正确等综合因素。

四十五、什么叫定影作用？

显影后的胶片在影液中，分影剂将它上面未经显影的溴化银溶解掉，同时保护住黑色金属银粒的过程叫定影作用。

四十六、着色（渗透）探伤的基本原理是什么？

着色（渗透）探伤的基本原理是利用毛细现象使渗透液渗入缺陷，经清洗使表面渗透液支除，而缺陷中的渗透残瘤，再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中残瘤渗透液而达到检验缺陷的目的。

四十七、着色（渗透）探伤灵敏度的主要因素有哪些？

1、渗透剂的性能的影响；2、乳化剂的乳化效果的影响；3、显像剂性能的影响；4、操作方法的影响；5、缺陷本身性质的影响。

四十八、在超声波探伤中把焊缝中的缺陷分几类？怎样进行分类？

在焊缝超声波探伤中一般把焊缝中的缺陷 分成三类：点状缺陷、线状缺陷、面状缺陷。

在分类中把长度小于10mm的缺陷叫做点状缺陷；一般不测长，小于10mm的缺陷按5mm计。把长度大于10mm的缺陷叫线状缺陷。把长度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面状缺陷。

四十九、胶片洗冲程序如何？

显影、停影、定影、水洗、干燥。

五十五、超声波试块的作用是什么？

超声波试块的作用是校验仪器和探头的性能，确定探伤起始灵敏度，校准扫描线性。

五十六、什么是斜探头折射角β的正确值？

斜探头折射角的正确值称为K值，它等于斜探头λ射点至反射点的水平距离和相应深度的比值。

五十七、当局部无损探伤检查的焊缝中发现有不允许的缺陷时如何办？

应在缺陷的延长方向或可疑部位作补充射线探伤。补充检查后对焊缝质量仍然有怀疑对该焊缝应全部探伤。

五十八、非缺陷引起的磁痕有几种？

1、局部冷 作硬化，由材料导磁变化造成的磁痕聚集；2、两种不同材料的交界面处磁粉堆积；3、碳化物层组织偏析；4、零件截面尺寸的突变处磁痕；5、磁化电流过高，因金属流线造成的磁痕；6、由于工件表面不清洁或油污造成的斑点状磁痕。

五十九、磁粉检验规程包括哪些内容？

1、规程的适用范围；2、磁化方法（包括磁化规范、工件表面的准备）；3、磁粉（包括粒度、颜色、磁悬液与荧光磁悬液的配制）。4、试片；5、技术操作；6、质量评定与检验记录。

六十、磁粉探伤适用范围？

磁粉探伤是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的种检测方法。

六十一、超声波探伤仪中同步信号发生器的主要作用是什么？它主要控制哪二部分电路工作？

同步电路产生同步脉冲信号，用以触发仪器各部分电路同时协调工作，它主要控制同步发射和同步扫描二部分电路。

六十二、无损检测的目地？

1、改进制造工艺；2、降低制造成本；3、提高产品的可能性；4、保证设备的安全运行。

六十三、超声波焊缝探伤时为缺陷定位仪器时间扫描线的调整有哪几种方法？

有水平定位仪、垂直定位、声程定位三种方法。

六十四、试比较干粉法与湿粉法检验的主要优缺点？

干粉法检验对近表面缺陷的检出能力高，特别适于大面积或野外探伤；湿粉法检验对表面细小缺陷检出能力高，特别适于不规则形状的小型零件的批量探伤。

调节步骤：

⑴ 探头的连接：将双晶探头的两根连线分别接在仪器的两个输出插座上，再将探头的检测方式旋钮放到一收一发方式。

⑵ 将双晶直探头放在阶梯试块与所探板厚相同或相近的台阶上，找到试块台阶的一次底波和二次底波，在一般情况下扫描比例选择为1∶1。

⑶ 调节仪器的水平旋钮，将台阶的一次底波先调到仪器荧光屏水平

刻度相对应的位置，如10 mm。然后调节仪器的深度粗调和微调旋钮，将台阶的二次波调到相应的位置，如20 mm。

（在这里需要着重强调一点就是：要正确判断试块台阶的一次底波和二次底波，不能把质量不好的双晶直探头的固有波判断为试块台阶的二次波。）

在调节的过程中常常会遇到二次波调不到相应的位置，这时就要改变仪器的深度粗调旋钮，然后反复调节深度微调旋钮，使二次波最终调到相应的位置。

超声波检测是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。

脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。

对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小 。

扩展资料：

超声波检测优点：

1、适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测

2、缺陷定位较准确

3、对面积型缺陷的检出率较高

4、灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷

5、对人体及环境无害

6、不破坏样品

参考资料来源：百度百科-超声波检测

超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹杂等）的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。

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。

无锡杰博仪器科技有限公司SUB100系列便携式超声波探伤仪 专为满足无损检测工程人员使用而设计, 是一种便携式工业无损探伤仪器，用于检测，定位，评估和诊断各种损伤，可以自如精确地对焊接缺陷，裂纹，工件内部气孔等缺陷进行无损检测。广泛应用于电力工程，锅炉压力容器，钢结构，军工，航空，铁路运输，自动机械设备等行业。是无损检测领域不可或缺的检测工具。

超声波探伤的原理：

超声波探伤仪会发出高频脉冲电信号加在探头的压电晶片上，而逆压电效应会导致晶片产生弹性形变，从而产生超声波；超声波经耦合后被传入被探工件（绝缘子）中，遇到异质界面产生反射，反射回来的超声波同样会作用于探头，由于正压电的效应从而产生电信号用于分析，就可以知道其中的缺陷。也就是所谓的“探伤”。

标准试块的作用：

可以测试和校验探伤仪性能。

调整扫描速度，确定缺陷位置。

调整灵敏度

测量材质衰减

确定耦合补偿

绝缘子探伤本身就是一项及其繁琐的工作，很容易让试验者觉得有些麻烦，操作不容易掌握，然而在整个输电线路中，绝缘子是其中很重要的一环，它的性能好坏也关系到整个电网的正常运行。因此，很有必要定时定期的检测绝缘子，避免重大的输电事故的产生。只要多加练习，很容易掌握DAC曲线等操作。