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超聲波檢測原理
無損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗不見的表面和內部質量進行檢查的一種檢測手段，Nondestructive Testing（縮寫NDT）。超聲波檢測也叫超聲檢測、超聲波探傷，是無損檢測的一種。
機械振動在介質中的傳播過程叫做波，人耳能夠感受到頻率高于16赫茲，低于20000赫茲的彈性波，所以在這個頻率范圍內的彈性波又叫聲波。頻率小魚10赫茲的彈性波又叫次聲波，頻率高于20000赫茲的彈性波叫做超聲波。次聲波和超聲波人耳都不能感受。
超聲波的特點：
1、超聲波聲束能集中在特定的方向上，在介質中沿直線傳播，具有良好的指向性。
2、超聲波在介質中傳播過程中，會發(fā)生衰減和散射。
3、超聲波在異種介質的界面上將產生反射、折射和波型轉換。利用這些特性，可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波，從而達到探測缺陷的目的。
4、超聲波的能量比聲波大得多。
5、超聲波在固體中的傳輸損失很小，探測深度大，由于超聲波在異質界面上會發(fā)生反射、折射等現象，尤其是不能通過氣體固體界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷（缺陷中有氣體）或夾雜，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時，就會全部或部分反射。反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內部的電路處理，在儀器的熒光屏上就會顯示處不同高度和有一定間距的波形?？梢愿鶕ㄐ蔚淖兓卣髋袛嗳毕菰诠ぜ氐纳疃?、位置和形狀。
超聲波探傷優(yōu)點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定位和定量。超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術難度大，容易受到主客觀因素影響，以及探傷結果不便于保存，超聲波檢測對工作表面要求平滑，要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗，使超聲波探傷也具有其局限性。
超聲波檢測技術作為無損檢測技術的重要手段之一，在其發(fā)展過程中起著重要的作用，它提供了評價固體材料的微觀組織及相關力學性能、檢測其微觀和宏觀不連續(xù)性的有效通用方法。由于其信號的高頻特性，超聲波檢測早期僅使用模擬量信號的分析，大部分檢測設備僅有A掃描形式，需要通過有經驗的無損檢測人員對信號進行人工分析才能得出正確的結論，對檢測和分析人員的要求較高，因此，人為因素對檢測的結果影響較大，波形也不易記錄和保存，不適宜完成自動化檢測。
八十年代后期，由于計算機技術和高速器件的不斷發(fā)展，使超聲波信號的數字化采集和分析成為可能。目前國內也相繼出現了各類數字化超聲波檢測設備，并已成為超聲波檢測的發(fā)展方向。但是，這些設備也僅停留在超聲波檢測頻率較低的頻段的信號處理上，主要是受到高速A/D和高速存儲技術的限制。
為了減少人為因素對檢測結果的影響，使波形能記錄和保存，并達到檢測結果的直觀性，需實現超聲波檢測分析和成像處理，這就要求實現數據的高速采集和大數據量緩沖。因此，開展數據高速采集技術的研究和實現是非常必要的，它是能否實現超聲波檢測分析和成像處理的關鍵技術之一。
目前國內外在超聲波檢測領域都向著數字化方向發(fā)展，數字式超聲波檢測儀器的發(fā)展速度很快。國內近幾年也相繼出現了許多數字式超聲波儀器和分析系統。
上對超聲波檢測數字化技術的研究非常重視，國外生產類似產品和研究的公司有美國的泛美（PANAMETRICS）公司、METEC公司，加拿大的R/DTECH公司，德國的K-K公司、法國的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，上述這些公司生產的超聲波檢測采集、分析和成像處理系統的技術水平較高，在世界上處于水平。
國外已把100MHZ以上采樣頻率的高速A/D技術用于超聲波信號的采集，大容量緩沖技術也達到一定的水平，信號的分析和成像處理已實現A、B、C掃描。雖然國內已開展這方面的研究與開發(fā)，但是在技術應用上還是存在一定的差距。
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