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第二章超声波检测技术2.1概述2.2超声波的分类2.3声场及介质的声参量2.4超声波在介质中的传播特性2.5超声波检测仪、探头及试块2.6超声波检测方法和通用检测技术2.7超声波测厚2.8超声波检测应用实例第五节超声波检测仪、探头及试块5.1超声波检测仪5.2探头5.3试块5.1超声波检测仪超声检测设备和器材包括超声波检测仪、探头、试块、耦合剂和机械扫查装置等。由于在显像时利用不同的超声波信息，不同的显示方法，可以得到不同的超声检测仪。这样，超声检测仪也有不同的分类方法。第五节超声波检测仪、探头及试块超声波检测仪分类：1、按超声波的连续性分：脉冲波、连续波、调频波2、按回波信号的显示方式分：A型、B型和C型三种类型3、按超声波的通道分：单通道、多通道4、按是否数字化分：数字式和模拟式超声波检测仪主要介绍：A型、B型和C型三种显示仪(a)、(b)、(c)数字式超声检测仪；(d)探伤小车A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。可以认为该方式显示的是沿探头发射声束方向上一条线上的不同点的回波信息。图为A型显示原理图，T表示发射脉冲，F表示来自缺陷的回波，B表示底面回波。A型显示的缺点：难以判断缺陷的几何形状，缺乏直观性。A型显示原理图A型显示、B型显示和C型显示三种类型。回波信号加在纵轴上，以幅度显示。光点横向扫描时，当有回波时，在纵轴方向上产生一个尖脉冲，脉冲间距反映缺陷和表面的距离。原理图B型超声显示的是试件纵断面的一个二维截面图，屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置坐标，横坐标是声传播的时间（或距离）。该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度等信息。B型显示原理图B型超声显示慢扫描快扫描1n探头列B型超声扫描说明慢扫描确定回波点的横向位置；快扫描确定回波点到表面的距离。回波的强度决定光点的亮度。所有探头(1—n）扫描完成一次即完成一次慢扫描。在长余辉的荧光屏上，所有光点连接的曲线形成该位置的横断面。光点越亮该点的反射越强，声阻抗相差越大。C型超声显示的是试件横断面的一个平面投影图，探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位置接收的信号幅度以光点辉度表示。该方式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影图像，但不能显示缺陷的深度。C型显示原理图back图像区别：A型：图像是声束线上的缺陷位置B型：图像是探头列所组成的声束面的纵切面影像C型：垂直于声束线的各层图像叠加5.2超声波探头（1）超声波探头的作用超声波探头用于实现声能和电能的互相转换。是组成检测系统的最重要的组件，其性能的好坏直接影响超声检测的效果。换能方法有多种，如压电效应、磁致伸缩、电磁声、激光超声等。第五节超声波检测仪、探头及试块试验发现，某些晶体材料（如石英晶体）做成的晶体薄片，当其受到拉伸或压缩时，表面就会产生电荷；此现象称为正压电效应；反之，当对此晶片施加交变电场时，晶体内部的质点就会产生机械振动，此现象称为逆压电效应。具有压电效应的晶体材料就称为压电材料。a、压电效应压电效应图解＋/－b.施加交流电场时内部质点产生振动a.拉伸或压缩时表面产生电荷－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋正压电效应～－/＋逆压电效应压电超声波探头基本形式是直探头和斜探头，直探头主要用于发射和接收纵波，斜探头常用的有横波探头、表面波探头、板波探头等。外壳压电晶片引线阻尼块直探头o有机玻璃楔块阻尼材料压电晶片引线握柄外壳斜探头双晶探头各种探头(a)纵波直探头；(b)横波斜探头；(c)双晶探头选择探头时，应综合考虑性能稳定、结构可靠、使用方便，并能满足静压力、温度等条件的要求。back5.3试块与一般的测量过程一样，为了保证检测结果的准确性与重复性、可比性，必须用一个具有已知固定特性的试样(试块)对检测系统进行校准。这种按一定的用途设计制作的具有简单形状人工反射体的试件即称为试块。超声检测用试块通常分为两种类型，即标准试块(校准试块)和对比试块(参考试块)。标准试块用于测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声速的测定范围。标准试块(校准试块):用以测试探伤仪的性能、调整检测灵敏度和声速的测定范围。第五节超声波检测仪、探头及试块CSK－1A标准试块结构示意图参考试块：针对特定条件（如特殊厚度与形状）而设计的非标准试块，一般要求该试块的材质和热处理工艺与被检对象基本相同。1)CS—1试块