超声波检测方法——直接接触法

  仪器仪表网 ·  2012-11-23 08:51  ·  59424 次点击
换能器通过很簿的一层藕合介质直接与探洲面发生接触的检测方法称为直接接触法。精合剂是一种透声介质、它的主要作用是填充工件与探头之间的空隙,排开空气,使超声波能通过精合剂传入工件并返回。同时,又有减少探头磨损和方便探头移动的作用。
1.直接接触纵波脉冲反射法
利用压电换能器的厚度振动模式,可直接激发纵波。检测时,当宜探头垂直地或以小于第I临界角的角度辐合到工件上时,在工件内部获得纵被。该法广泛用于板材、锻件、铸件及复合材料的检测中。
2.直接接触横波法
横波检测主要用于焊缝、管材、钢结构件、板材等内部缺陷的检测。特别对近乎垂直于探测面的缺陷,用纵波直探头很难发现,而采用横被斜探头就很有效。横波波长近似为纵波波长的一半,因而指向性很好,分辨率高,检测灵敏度也高,但穿运能力比纵波低。
(1)单斜探头法。一个探头兼作发射和接收,当横波在工件中传播,遇到与声速垂直或成一定倾斜角度的缺陷时,将产生反射.反射波被同一探头接收,在荧光屏上显示始波和缺陷波。若探头离板的端面较近,还会有端面反射被,如图2.57(a)所示。
(2)双斜探头法。如图2.57(b)所示,对焊缝进行检测,一个探头发射超声波,另一个探头接收从焊缝缺陷处反射的超声波。
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3.直接接触表面波法
当纵波通过远声斜楔入射到与工件的交界面上,若纵波的入射角大于第II临界角,折射声波全部沿工件表面传播,形成表面波。
瑞利表面波是沿固体自由表面传播的二维弹性表面波。其传播相速度仅取决于介质的弹性特性,与频率无关,无频散现象;瑞利表面被沿表面传播,随深度而衰减,频率越高,衰减越快。因此,瑞利表面波只能在表面以下约一个波长的深度范围内传播,并不深入被测介质内部,在表层内衰减很慢,能远距离传播。介质质点在垂直于表面,并且平行于传播方向的平面内运动,其运动轨迹是一个椭圆。
表面波在传播过程中遇到裂纹、凹坑,或工件的菱角、转角处时,将一部分能量反射,经探头接收,在荧光屏上显示较强的缺陷波,如图2.58所示。
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