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一文详解奥林巴斯超声波探伤仪器

  • 发布日期:2020-09-17      浏览次数:705

    •     奥林巴斯超声波探伤仪器是无损检测(NDT)工程师,检验人员或技术人员,冶金学家和材料工程师使用的工具库的一部分,以确保零件和材料的完整性。超声测试(UT)是无损测试中使用的主要方法之一。

          奥林巴斯超声波探伤仪器在航空航天,汽车,基础设施(桥梁,塔楼等),制造业,船舶,油气和发电行业中都很重要。诸如桥梁,机身,压力容器,反应堆和轮船之类的老化结构需要进行无损检测,以确保材料的完整性,适航性和对人类的整体安全,以及保护环境和防止主要资本设备的损失。在复合材料,焊缝,金属合金板或轧机库存产品的制造过程中使用超声波测试或监视来检测空隙,夹杂物和缺陷,并调整工艺参数以消除这些制造缺陷。

          声能将传播到零件的另一端,但是如果出现层状裂纹或类似的不连续性,则声能会更早地反射。评估金属零件或结构零件完整性的自然方法是敲击并聆听响应。高音调的铃声在主观上表明是固体结构,而低音调的空心声音或嘎嘎声提供了明显的空隙迹象。超声波探伤技术量化并扩展了老式的“敲击测试方法”或声波共振方法。抽头测试依赖于小于20KHz(每秒20,000个周期)的可听声音频率,而超声测试则使用500KHz至10MHz频率的声波以及脉冲回波或通过传输方法来检测材料和零件中的缺陷。

          奥林巴斯超声波探伤仪器使用脉冲接收器生成声音脉冲或声波,然后将该信号发送到超声换能器。使用超声换能器将应力波传播通过零件,该超声换能器将电能转换为超声范围内的高频声波。现代超声仪器具有附加的信号处理组件,例如数字化仪或模数转换器,信号放大器和信号滤波器减少噪声,改善信号检测并增强解释能力。然后将这些声波聚焦在目标上,并通过换能器或其他拾取传感器或接收器读取回声,以确定特定的变量,例如距离和速度。材料中的声阻抗和声速随密度和弹性特性而变化。在由裂纹,接缝,叠片,裂缝或空隙产生的不同材料之间的界面处会发生反射。根据特定的UT技术和所使用的传感器,超声脉冲可以检测和确定缺陷深度,缺陷尺寸甚至缺陷成像。反射返回到换能器所花费的时间可以根据材料中声音的速度转换为距离或深度。背面反射时间表示材料的厚度。现代超声仪器为用户将时间转换为深度。

          撞击,ping或超声波脉冲会在材料中引发S,R和L波。S波和R波从源脉冲沿球面波前传播出去。S波与剪切应力或应变相关,而纵波(P波或L波)与法向应力或应变相关。R波沿零件的表面传播。纵向波适合于检测平行于零件表面定向的缺陷,裂纹或分层,而剪切波则更适合于检测垂直于材料表面定向的缺陷,焊缝或裂纹。

          Krautkramer等。在1990年有关的弹性模量(E),剪切模量(G),泊松比(ν)和密度,P波和S波的速度通过下式的材料(ρ):

          Çp波=ν)/(ρ(1+ν)(1-2ν)))1/2

          Cs波=(G/ρ)1/2(E/2ρ(1+ν))1/2

          反射系数与构成界面的材料的特定声阻抗有关。

          R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)

          零件的几何形状和声束相对于零件表面的角度会影响超声测试结果。与表面成直角或垂直于表面撞击的声束或脉冲将直接向后反射。用换能器施加垂直于零件的脉冲进行超声波测试称为直光束测试。当超声脉冲以一定角度入射到零件中时,会发生角束超声测试,然后该超声脉冲以相同角度向前传播并以相同角度在平行表面上反射。斯涅耳的折射定律根据以下公式控制声音的传播方式:

          (sinϴ1)/(VL1)=(sinϴ2)/(VL2)

          反射波的信号所产生的*回波图或频谱被记录并显示在屏幕上。需要使用标准品和一定程度的知识进行校准才能解释这些模式。时域频率分析和频谱分析用于从记录的超声波形式的峰中提取信息。