超声波检测

超声波检测

§1概述

1超声检测技术的发展

1.1世界发展简史

超声学是声学的一个分支，涉及的频率超过可听限度，19世纪才开始对进行研究。作为无损检测的方法则更晚，*早是由苏联萨哈诺夫于1929年提出，并于1936年完成**检测实验；随后于1943年和1946年，分别由美国和英国开发出A型脉冲反射式超声波检测仪，并逐步应用于锻钢和厚钢板的探伤。至1955年后，脉冲回波法在超声检测技术中才处于支配地位。至今超声波已发展成为一种*为广泛的无损检测手段了。

1964年是超声检测重要的一年，原西德开发的超声检测仪，在灵敏度、分辨力和放大器线性等主要性能上取得了突破性进展。使1951年以来一直没有进展的焊缝探伤问题获得了很好的解决。20世纪50年代中期，原苏联在电力建设中开展了管道焊缝的超声检测，取得较好效果。

20世纪70年代，随着核工业和航空航天工业的发展，对超声检测提出了更高的要求；在分离式直探头、机械手遥控操作，超声全息、回波频谱分析等方面也开展了研究和应用。20世纪70年代后期，横波斜探头测定裂纹深度的超声检测，为采用断裂力学方法对在役部件的强度评价和寿命预测工作提供了数据。

20世纪80年代，在集成电路和计算机技术的支持下，数字式探伤仪得到了发展，首先在自动化探伤中得到了应用；随后又出现了小巧轻便的便携式数字化探伤仪，但获得广泛应用还是在20世纪90年代。从那时开始直到现在，显示缺陷的二维特征和准三维特征的成像技术是研讨的热门课题。

1.2 我国发展简史

我国20世纪50年代初开始引进超声检测技术，1950年铁道部引进瑞士制的以声响指示的穿透式超声仪用于路轨检验是国内首例。1953年，中科院长春机电研究所研制成了国内首台脉冲反射式超声检测仪，并举办了培训班培养了我国首批超声检测人员。

超声波检测技术在我国的实际应用，首先是作为金属材料(钢为主)加工工艺控制的一次必不可少工序；此后又开始应用于锻件的缺陷检测。20世纪50年代中、后期，造船工业和电力工业开展了焊缝的超声检测技术。上海江南造船厂在1957年开发出我国首批商品超声检测仪，大大地推动了国内超声检测技术的应用。

此后，随着承压设备、高速转动机械和铁路轨道**性的需要，核工业和**的发展，以及广东汕头超声仪器研究所和超声仪器公司在脉冲反射式超声检测仪方面所做出的贡献，使超声波检测技术在我国获得了广泛的应用。

目前我国与国际水平的差距，主要表现在高层次技术上，特别是定量检测，三维成像技术等方面。

1.3超声检测技术的发展趋势、难点和热点

现代工业技术的发展，对无损检测技术的要求越来越高，同时，多种学科的*新成就，又为该项技术的发展不断地提供着新的支持。根据国际上近年来的发展状况，大致可以看出如下趋势：

1.3.1发展趋势

1.3.1.1由定性检测向定量检测和评价过渡和发展。现在已由“探伤”技术发展为“测伤”技术，即不但要求探测出缺陷的有无与位置，而且要求测出缺陷的尺寸、形状、取向和性质，并应用断裂力学理论作出寿命预测。

1.3.1.2开展复合材料、工程陶瓷材料、特殊高分子材料、粗晶材料、异形工件特殊部位的检测方法和技术的研究。

1.3.1.3发展自动检测系统。自动检测系统可以提供更多的信息，更好的重复性和检测结果的一致性，使检测程序更加完善，减少随机误差，实行自动标定，因而具有许多人工检测不可比拟的优点。

1.3.1.4由单纯的检测和评价向与生产工艺和产品设计相结合的方向发展，这就是使检测的目的不仅仅在于挑出废品，更在于提高产品的成品率。

1.3.1.5开展检测与评价的技术经济研究，即研究在各个生产环节上如何更合理地配置检测人员和设备，实现产品质量的*佳保障，以*少的投资来获得*大的直接经济效益。

1.3.2超声检测技术的难题

1.3.2.1准确“三定”问题

准确确定缺陷的尺寸、方位和性质，一直是超声检测的难题。

1.3.2.2提高检测结果的可靠性

由于缺陷不能成像，加之手工操作涉及人的主观性，超声检测结果的可靠性相对较差。

1.3.2.3解决途径

上述两个问题的解决，必须依赖于成像技术，如能实现显示缺陷的三维立体图像，并给出三维方向上的准确尺寸，这个问题就能得到较好的解决。

三维或准三维成像技术距大范围的实用已为期不远了，这类仪器设备在一些先进工业国家已开始商品化了。我国在实现成像的TOF技术和相控阵技术方面取得了相当的成就。

当然。要从根本上攻克上述难题，还必须寻求在声传播理论、换能器结构和材料以及检测技术方面有新的突破。