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2012-12-07
超聲波探傷儀是一種便攜式工業(yè)無損探傷儀器，它能夠快速、便捷、無損傷、地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷（裂紋、疏松、氣孔、夾雜等）的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。廣泛應(yīng)用在鍋爐、壓力容器、航天、航空、電力、石油、化工、海洋石油、管道、軍工、船舶制造、汽車、機(jī)械制造、冶金、金屬加工業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)、鐵路交通、核能電力、高校等行業(yè)。
儀器原理：
超聲波在被檢測(cè)材料中傳播時(shí),材料的聲學(xué)特性和內(nèi)部組織的變化對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過對(duì)超聲波受影響程度和狀況的探測(cè)了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)稱為超聲檢測(cè)。超聲檢測(cè)方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。
數(shù)字式超聲波探傷儀
現(xiàn)在通常是對(duì)被測(cè)物體（比如工業(yè)材料、人體）發(fā)射超聲，然后利用其反射、多普勒效應(yīng)、透射等來獲取被測(cè)物體內(nèi)部的信息并經(jīng)過處理形成圖像。超聲波探傷儀其中多普勒效應(yīng)法是利用超聲在遇到運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)發(fā)生的多普勒頻移效應(yīng)來得出該物體的運(yùn)動(dòng)方向和速度等特性；透射法則是通過分析超聲穿透過被測(cè)物體之后的變化而得出物體的內(nèi)部特性的，其應(yīng)用目前還處于研制階段；超聲波探傷儀這里主要介紹的是目前應(yīng)用zui多的通過反射法來獲取物體內(nèi)部特性信息的方法。 反射法是基于超聲在通過不同聲阻抗組織界面時(shí)會(huì)發(fā)生較強(qiáng)反射的原理工作的，正如我們所知道，聲波在從一種介質(zhì)傳播到另外一種介質(zhì)的時(shí)候在兩者之間的界面處會(huì)發(fā)生反射，而且介質(zhì)之間的差別越大反射就會(huì)越大，所以我們可以對(duì)一個(gè)物體發(fā)射出穿透力強(qiáng)、能夠直線傳播的超聲波，然后對(duì)反射回來的超聲波進(jìn)行接收并根據(jù)這些反射回來的超聲波的先后、幅度等情況就可以判斷出這個(gè)組織中含有的各種介質(zhì)的大小、分布情況以及各種介質(zhì)之間的對(duì)比差別程度等信息（其中反射回來的超聲波的先后可以反映出反射界面離探測(cè)表面的距離，幅度則可以反映出介質(zhì)的大小、對(duì)比差別程度等特性），從而判斷出該被測(cè)物體是否有異常。在這個(gè)過程中就涉及到很多方面的內(nèi)容，包括超聲波的產(chǎn)生、接收、信號(hào)轉(zhuǎn)換和處理等。其中產(chǎn)生超聲波的方法是通過電路產(chǎn)生激勵(lì)電信號(hào)傳給具有壓電效應(yīng)的晶體（比如石英、硫酸鋰等），使其振動(dòng)從而產(chǎn)生超聲波；而接收反射回來的超聲波的時(shí)候，這個(gè)壓電晶體又會(huì)受到反射回來的聲波的壓力而產(chǎn)生電信號(hào)并傳送給信號(hào)處理電路進(jìn)行一系列的處理，超聲波探傷儀zui后形成圖像供人們觀察判斷。
圖像處理
（也就是將得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成什么形式的圖像）的種類又可以分為A型顯示、M型顯示、B型顯示、C型顯示、F型顯示等。其中A型顯示是將接收到的超聲信號(hào)處理成波形圖像，根據(jù)波形的形狀可以看出被測(cè)物體里面是否有異常和缺陷在那里、有多大等，超聲波探傷儀主要用于工業(yè)檢測(cè)；M型顯示是將一條經(jīng)過輝度處理的探測(cè)信息按時(shí)間順序展開形成一維的"空間多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)序圖"，適于觀察內(nèi)部處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體，超聲波探傷儀如運(yùn)動(dòng)的臟器、動(dòng)脈血管等；B型顯示是將并排很多條經(jīng)過輝度處理的探測(cè)信息組合成的二維的、反映出被測(cè)物體內(nèi)部斷層切面的"解剖圖像"（醫(yī)院里使用的B超就是用這種原理做出來的），超聲波探傷儀適于觀察內(nèi)部處于靜態(tài)的物體；而C型顯示、F型顯示現(xiàn)在用得比較少。 超聲波探傷儀檢測(cè)不但可以做到非常準(zhǔn)確，而且相對(duì)其他檢測(cè)方法來說更為方便、快捷，也不會(huì)對(duì)檢測(cè)對(duì)象和操作者產(chǎn)生危害，所以受到了人們?cè)絹碓狡毡榈臍g迎，有著非常廣闊的發(fā)展前景。
儀器特點(diǎn)。
數(shù)字式超聲波探傷儀一般都可自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算、記錄，有些還能自動(dòng)進(jìn)行深度補(bǔ)償和自動(dòng)設(shè)置靈敏度，因此檢測(cè)速度快、效率高。
檢測(cè)精度高
數(shù)字式超聲波探傷儀對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集、量化、計(jì)算和判別，其檢測(cè)精度可高于傳統(tǒng)儀器檢測(cè)結(jié)果。
記錄和檔案檢測(cè)，數(shù)字式超聲波探傷儀可以提供檢測(cè)記錄直至缺陷圖像。
可靠性高 穩(wěn)定性好
數(shù)字式超聲波探傷儀可全面、客觀地采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或后處理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域或圖像分析，還可通過模式識(shí)別對(duì)工件質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，減少了人為因素的影響，提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性?？梢詫?shí)現(xiàn)的功能主要有：
a. 自動(dòng)校準(zhǔn)：自動(dòng)測(cè)試探頭的“零點(diǎn)”、“K值”、“前沿”及材料的“聲速”；
b. 自動(dòng)顯示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距離s、波幅、當(dāng)量dB、孔徑ф值；
c. 自由切換標(biāo)尺；
d. 自動(dòng)錄制探傷過程并可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)回放；
e. 自動(dòng)增益、回波包絡(luò)、峰值記憶功能；
f. 探傷參數(shù)可自動(dòng)測(cè)試或預(yù)置；
g. 數(shù)字抑制，不影響增益和線性；
h. 多個(gè)獨(dú)立探傷通道，可自由輸入并存儲(chǔ)任意行業(yè)的探傷標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)探傷無需攜帶試塊；
i. 可自由存儲(chǔ)、回放波形及數(shù)據(jù)；
j. DAC、AVG曲線自動(dòng)生成并可以分段制作，取樣點(diǎn)不受限制，并可進(jìn)行修正與補(bǔ)償；
k. 自由輸入各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
l. 與計(jì)算機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理,并可導(dǎo)出Excel格式、A4紙張的探傷報(bào)告；
m. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘記錄:實(shí)時(shí)探傷日期、時(shí)間的跟蹤記錄，并存儲(chǔ)；
n. 增益補(bǔ)償：對(duì)表面粗糙度、曲面、厚工件遠(yuǎn)距離探傷等因素造成的Db衰減可進(jìn)行修正；
所述以上功能都是模擬超聲探傷儀無法實(shí)現(xiàn)的。
安全性：
隨著超聲波探傷儀在各行業(yè)的普及，經(jīng)常有剛剛接觸無損檢測(cè)的人問超聲波會(huì)不會(huì)像射線一樣對(duì)人體有傷害。超聲波檢測(cè)屬五大常規(guī)檢測(cè)手段之一，使用對(duì)人員無任何影響和傷害。
儀器檢測(cè)方法：
1、脈沖反射法
超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢試件內(nèi)，依據(jù)反射波的狀況來檢測(cè)試件缺陷的辦法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和屢次底波法。
2、穿透法
穿透法是根據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能質(zhì)變化來判別缺陷狀況的一種辦法。穿透法常采用兩個(gè)探頭，一收一發(fā)，分別放置在試件的兩側(cè)停止探測(cè)。
3、共振法若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)波）在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長的整數(shù)倍時(shí)，將惹起共振，儀器顯現(xiàn)出共振頻率。當(dāng)試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)作變化時(shí)，將改動(dòng)試件的共振頻率，根據(jù)試件的共振頻率特性，來判別缺陷狀況和工件厚度變化狀況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測(cè)厚，鍛件與鑄件超聲波探傷儀的探傷原理。
超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有多種波型，檢驗(yàn)中zui常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測(cè)金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷；用橫波可探測(cè)管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可探測(cè)形狀簡單的制件上的表面缺陷；用板波可探測(cè)薄板中的缺陷。
采購注意事項(xiàng)：
目前市場(chǎng)上有一些數(shù)字超聲波探傷儀不符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2005年國家頒布標(biāo)準(zhǔn)《JB/T10061-1999：A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》。在這部新標(biāo)準(zhǔn)啟用的同時(shí)，還頒布了《JJG746-2004超聲波探傷儀檢定規(guī)程》。國家對(duì)數(shù)字超聲波探傷儀的檢定規(guī)程作了詳細(xì)解釋。
由于超聲波探傷儀是一種十分專業(yè)的儀器，不是專業(yè)人員，根本無法了解這種儀器，所以很多造假者鉆了漏洞。國內(nèi)一些廠家利用數(shù)字超聲波探傷可以作假的特點(diǎn)，大肆生產(chǎn)不合格產(chǎn)品。
如果您不具備專業(yè)檢測(cè)工具，以下簡單檢測(cè)方法可以幫您鑒別真?zhèn)危?/span>
1、在不連接探頭的狀態(tài)下，將增益調(diào)到zui大，屏幕上的波形不能超過屏幕的10%，如果超過，此儀器不合格。
2、看垂直線性是否合格、方法
3、還有一些指標(biāo)需要試塊。建議新儀器送到省級(jí)計(jì)量測(cè)試所去鑒定，以免上當(dāng)。
4、價(jià)格極低。
5. 注意看生產(chǎn)工藝和證明文件，一般超聲波需要專業(yè)培訓(xùn)才可以。
使用不合格超聲波探傷儀的后果比較嚴(yán)重。由于超聲波無損檢測(cè)都是用在質(zhì)量檢測(cè)或安全檢測(cè)，如發(fā)生質(zhì)量事故甚至危及人身安全，您節(jié)省了一點(diǎn)錢買回的不合格儀器將會(huì)致您于非常不利的境遇。我們譴責(zé)那些制假者，請(qǐng)?zhí)岣吣銈兊募夹g(shù)開發(fā)水平，不要害人害己，如果真發(fā)生重大事故，也會(huì)使你們傾家蕩產(chǎn)，自陷囹圄。
發(fā)展前景
隨著電子技術(shù)和軟件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字式超聲波探傷儀有著廣闊的發(fā)展前景。相信不久的將來，更加*新一代數(shù)字智能化超聲波探傷儀將逐步取代傳統(tǒng)的模擬探傷儀，以圖像顯示為主的探傷儀將會(huì)在工業(yè)檢驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。
目前某些數(shù)字或智能儀器已具有簡單手動(dòng)B掃描功能，能示意性地顯示被檢工件的斷面圖像。隨著技術(shù)的進(jìn)步，將會(huì)有實(shí)用化帶有探頭位置信息輸入的B掃描和C掃描功能，甚至可在便攜式儀器上實(shí)現(xiàn)相控陣的B掃描和C掃描成像，使探傷結(jié)果像醫(yī)用B超一樣直觀可見。
超聲探傷缺陷定性歷來是一個(gè)疑難問題，至今仍主要依賴于探傷人員的經(jīng)驗(yàn)和分析判斷，準(zhǔn)確性差?，F(xiàn)代人工智能學(xué)科的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)缺陷定性提供了可能。運(yùn)用模式識(shí)別技術(shù)和專家系統(tǒng)，把大量已知缺陷的各種特征量輸入樣品庫，使儀器接受人的經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過學(xué)習(xí)后而具備自動(dòng)缺陷定性的能力。