超聲波探傷物理特性及探傷性能

超聲波的物理特性

超過(guò)人耳聽(tīng)閾的聲波叫超聲波，超聲波與聲波本質(zhì)上都是由機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生的機(jī)械波，并以確定的速度在介質(zhì)中傳播，具有機(jī)械波所具有的各種物理特性，如波長(zhǎng)、頻率、反射、折射等。超聲波在均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播，遇不同界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射，反射的強(qiáng)弱與兩種介質(zhì)的聲阻抗（聲波傳播速度與介質(zhì)密度的乘積稱(chēng)為聲阻抗）差異有關(guān)。不同介質(zhì)之間因阻抗差異而產(chǎn)生的界面反射是超聲波診斷和測(cè)試的基礎(chǔ)。

超聲波層析技術(shù)

是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在螢光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，在不同質(zhì)界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來(lái)，探傷儀可將反射波顯示出來(lái)；如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí)，聲波將繞過(guò)射線(xiàn)而不能反射；

超聲波的方向性好，頻率越高，方向性越好，以很窄的波束向介質(zhì)中輻射，易于確定缺陷的位置。

超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（100赫茲）的超生波所傳播的能量，相當(dāng)于振幅相同而頻率為（赫茲）的聲波的射線(xiàn)探傷相比較的區(qū)別：比射線(xiàn)探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對(duì)人體無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是對(duì)工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類(lèi)、對(duì)缺陷沒(méi)有直觀性；超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)。