超声波探伤是如何取得超声波的

超声波探伤是无损检验方法之一。 超声波探伤技术主要用于在不破坏金属材料的情况下 采用物理、 化学等手段和方法来探测所检对象内部和表面的各种潜在缺陷。 近年来超声波广泛用来检验金属材料的质量并逐步成为金属材料预检或正式检验的手段。超声波探伤是如何取得超声波的呢?


超声波是一种超出人的听觉范围的高频率弹性波目 前已被广泛应用于科研、 工程和医学中许多领域。 人耳能听到的声音频率为 16HZ-20kHZ而超声检验装置所发出和接收的频率要比20kHZ 高得多 一般为0.5-25MHZ常用 频率范围为0.5-10MHZ。

超声波可以分为纵波、横波、表面波和板波等多种类型。 当介质中质点的位移与波传播方向一致时为纵波; 质点的位移方向与波传播方向相垂直时为横波; 表面波(或称瑞利波)只能在物体的表面传播不能显著地深入到物体的内部;当板状弹性介质受到交替变化的表面张力作用而且板厚与波长相当时介质质点产生相应的纵向和横向振动声波遍布整个板厚这种波称为板波也称兰姆波。 在固体中各类超声波都可以传播但横波的传播速度比纵波小。 在液体和气体中 只有纵波才能传播。

超声波和其它波一样可以反射、折射、绕射、叠加和干涉。获得超声波的方法有许多如磁致伸缩发生器某些晶体的压电效应等。 已有许多人工制成的材料如钛酸钡等都有压电效应。 在超声波探伤中获得超声波的主要方法是某些晶体的压电效应。

当在晶片的表面加上交替变更电荷时,晶片的尺寸就会交替增大或减小,即发生振动这种振动以声的弹性振动形式传播到周围介质中。 如果电荷(例如来自 电子管发生器的电荷)以高于 20kHZ 的频率(即超声频率)加在晶片上, 那么晶片的振动也以同样的频率传播到周围介质中 这就是超声波获得的方法。

我们用石英片也可以成功地得到 50MHZ的基频超声波。如果由压电晶片传来的超声振动穿过某种介质落在另一压电晶片上 则后者将产生机械振动。 当压电晶片施以机械振动时 晶片表面上产生压电电荷。 该电荷可以被电极移走在电子管放大器中放大并用某种指示器再现。压电材料近年来发展很快品种繁多目前在超声波探伤中用得最广泛的是锆钛酸铅它具有灵敏度高成本低和工艺简单等优点其次是石英和钛酸钡。

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