超声技术讲座

超声波测试原理及应用北京邮电大学物理实验中心一、实验原理1、超声波的特性声波是一种弹性波，超声波是频率在2104Hz1012Hz的声波超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接收、探头体积小等特点2、超声波的应用无损检测：海洋中的探测、材料的无损检测、医学诊断、地质勘探改变材料性质：超声手术、超声清洗、超声焊接制造表面波电子器件：振荡器、延迟器、滤波器等3.超声波波型超声波在弹性介质中传播可以有多种振动模式，包括横波、纵波、表面波等。超声波传输通过不同材料界面时可能会改变其振动模式。4.如何产生超声波超声波换能器：声能和其他形式能量相互转换；常用的超声换能器：压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器和电磁换能器等.压电换能器的原理图:直探头斜探头5.超声波发射接收：发射接受试块探头一次回波二次回波1．探头声束扩散角的测量21212cos2arctan22arctan2BBHxxHxx6.本实验的任务影响超声波传播的因素：介质的密度、弹性系数、温度等。超声波实验中的主要测量物理量：横波纵波声速、发散角等（1）测量超声波的发散角（2）测量超声波的声速：横波和纵波声速（3）超声探伤二、实验仪器介绍JDUT-2型超声波实验仪注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴）AB实验内容1．探头声束扩散角的测量2．利用直探头探测缺陷深度（1）绝对探测法；（2）相对探测法3．斜探头探测缺陷深度和水平距离2．利用直探头探测缺陷深度直接探测法：记录t1，t2，tct0=2t1-t2间接探测法：记录t2-t1=，t1-tc=mmttcHsmttLCcC502/63202012mmHHHHHttttCc50111123．斜探头探测缺陷深度和水平距离（1）测量延迟时间t0、声速c和入射点L’1t2t1L1202ttt12'LRLsmttRRC/313021212'3)测量CF3孔的深度Hc和水平距离cxCCXt,302ttCXc'sin50cosLxLxXLmmXHcCcCC2)测量折射角ABABABHHLLLLHS00arctanarctanH实验要求：（1）必须点滴耦合剂后，才能移动探头；（2）将发射端接探头，不能直接连接到示波器（3）实验中要求测量的横波、纵波声速，以及缺陷深度的误差.%5