| 無損檢測技術(shù)的基礎(chǔ)是物質(zhì)的各種物理性質(zhì)或它們的組合以及與物質(zhì)相互作用的物理現(xiàn)象。迄今為止，包括在工業(yè)領(lǐng)域已獲得實(shí)際應(yīng)用的和已在實(shí)驗(yàn)室階段獲得成功的無損檢測方法已達(dá)五、六十種甚至更多，隨著工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還將會出現(xiàn)更多的無損檢測方法與種類。本書僅能就幾個(gè)主要方面作簡單扼要的介紹。除了對于工業(yè)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用的五大常規(guī)無損檢測技術(shù)（超聲波檢測、磁粉檢測、渦流檢測、滲透檢測和射線照相檢測）給予一定的工藝介紹外，對其他方法僅作概念性介紹。若需對其中某項(xiàng)方法作深入了解時(shí)，應(yīng)查閱相應(yīng)方法的專業(yè)技術(shù)介紹資料。 | |
| §2.1 利用聲學(xué)特性的無損檢測技術(shù) | |
| §2.1.1 超聲波檢測技術(shù) | |
| 什么是超聲波？超聲波有什么特性？ | |
| 聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz~2KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時(shí)就叫做次聲波，高于2KHz則稱為超聲波。一般把頻率在2KHz到25MHz范圍的聲波叫做超聲波。它是由機(jī)械振動(dòng)源在彈性介質(zhì)中激發(fā)的一種機(jī)械振動(dòng)波，其實(shí)質(zhì)是以應(yīng)力波的形式傳遞振動(dòng)能量，其必要條件是要有振動(dòng)源和能傳遞機(jī)械振動(dòng)的彈性介質(zhì)（實(shí)際上包括了幾乎所有的氣體、液體和固體），它能透入物體內(nèi)部并可以在物體中傳播。利用超聲波在物體中的多種傳播特性，例如反射與折射、衍射與散射、衰減、諧振以及聲速等的變化，可以測知許多物體的尺寸、表面與內(nèi)部缺陷、組織變化等等，因此是應(yīng)用廣泛的一種重要的無損檢測技術(shù)--超聲檢測技術(shù)。例如用于醫(yī)療上的超聲診斷（如B超）、海洋學(xué)中的聲納、魚群探測、海底形貌探測、海洋測深、地質(zhì)構(gòu)造探測、工業(yè)材料及制品上的缺陷探測、硬度測量、測厚、顯微組織評價(jià)、混凝土構(gòu)件檢測、陶瓷土坯的濕度測定、氣體介質(zhì)特性分析、密度測定……等等。 | |
| 超聲波具有如下特性： | |
| 1）超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。 | |
| 2）超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。 | |
| 3）超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 | |
| 4）超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，達(dá)到一定程度的聲功率就可在液體中的物體界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊（基于“空化現(xiàn)象”）--從而引出了“功率超聲應(yīng)用“技術(shù)--例如“超聲波清洗”、“超聲波鉆孔”、“超聲波去毛刺”（統(tǒng)稱“超聲波加工”）等。 | |
| 5）利用強(qiáng)功率超聲波的振動(dòng)作用，還可用于例如塑料等材料的“超聲波焊接”。 | |
| 工業(yè)無損檢測技術(shù)中應(yīng)用的超聲波檢測（Ultrasonic Testing，簡稱UT）是無損檢測技術(shù)中發(fā)展快、應(yīng)用廣泛的無損檢測技術(shù)，占有非常重要的地位。 | |
| 在超聲波檢測技術(shù)中用以產(chǎn)生和接收超聲波的方法主要利用的是某些晶體的壓電效應(yīng)，即壓電晶體（例如石英晶體、鈦酸鋇及鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷）在外力作用下發(fā)生變形時(shí)，將有電極化現(xiàn)象產(chǎn)生，即其電荷分布將發(fā)生變化（正壓電效應(yīng)），反之，當(dāng)向壓電晶體施加電荷時(shí)，壓電晶體將會發(fā)生應(yīng)變，亦即彈性變形（逆壓電效應(yīng)）。因此，利用壓電晶體制成超聲波換能器（探頭），對其輸入高頻電脈沖，則探頭將以相同頻率產(chǎn)生超聲波發(fā)射到被檢物體中去，在接收超聲波時(shí)，探頭則產(chǎn)生相同頻率的高頻電信號用于檢測顯示。 | |
| 除了利用壓電效應(yīng)以外，在某些情況下也利用磁致伸縮效應(yīng)（強(qiáng)磁材料在磁化時(shí)會發(fā)生變形的現(xiàn)象，可用作振源或用于應(yīng)變測量），也有利用電動(dòng)力學(xué)方法（例如本章后面敘述的電磁-聲或渦流-聲方法）。 | |
| 超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)，視介質(zhì)支點(diǎn)的振動(dòng)型式與超聲波傳播方向的關(guān)系，可以把超聲波分為以下幾種波型： | |
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