超声检测

超声检测 (UT) 是一系列基于超声波在被测物体或材料中传播的无损检测技术。 在大多数常见的 UT 应用中，中心频率范围为 0.1-15 MHz，偶尔高达 50 MHz 的非常短的超声波脉冲波被传输到材料中以检测内部缺陷或表征材料。 一个常见的例子是超声波测厚，它测试被测对象的厚度，例如，用于监测管道腐蚀。

超声检测通常在钢和其他金属和合金上进行，尽管它也可以用于混凝土、木材和复合材料，尽管分辨率较低。 它用于许多行业，包括钢铁和铝建筑、冶金、制造、航空航天、汽车和其他交通部门。

这种全新的无损检测方法专利前两段的摘录简要地描述了这种超声波检测的基础知识。 我的发明涉及一种用于检测材料中是否存在密度或弹性不均匀性的装置。 例如，如果铸件内部有孔或裂纹，我的设备可以检测到缺陷的存在并定位其位置，即使缺陷完全位于铸件内并且没有任何部分延伸到表面。 ...我的设备的一般原理包括将高频振动发送到要检查的部件，并确定直接振动和反射振动到达部件表面一个或多个站点的时间间隔。

基本上超声波测试是通过向压电晶体换能器施加超声波频率的周期性电脉冲来执行的。 晶体以超声波频率振动，并机械耦合到待测样品的表面。 这种耦合可以通过将换能器和样本浸入液体中或通过液体薄膜（如油）的实际接触来实现。 超声波振动穿过试样并被可能遇到的任何不连续性反射。 被反射的回波脉冲被相同或不同的传感器接收，并被转换成指示缺陷存在的电信号。” 为了表征疲劳或蠕变损伤早期的微观结构特征，应该采用更先进的非线性超声试验。 这些非线性方法基于这样一个事实，即强超声波在面对材料的微损伤时会发生变形。 失真的强度与损坏程度相关。 该强度可以通过声学非线性参数 (β) 进行量化。 β 与一次和二次谐波振幅有关。 这些振幅可以通过快速傅立叶变换或小波变换对超声波信号进行谐波分解来测量。

在超声波检测中，连接到诊断机器的超声波换能器通过被检查的物体。 在浸入式测试中，传感器通常通过凝胶、油或水等耦合剂与测试对象隔开。 但是，当使用电磁声学换能器 (EMAT) 进行超声波测试时，不需要使用耦合剂。

接收超声波的方法有两种：反射和衰减。 在反射（或脉冲回波）模式下，当声音被反射回设备时，换能器执行脉冲波的发送和接收。 反射的超声波来自界面，例如物体的后壁或物体内部的缺陷。 诊断机以信号的形式显示这些结果，其振幅表示反射强度和距离，表示反射到达时间。 在衰减（或透射）模式下，发射器通过一个表面发送超声波，一个单独的接收器检测穿过 m 后到达另一个表面的量。