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超聲檢測的一般介紹
閱讀：2019 發(fā)布時間：2017-2-22超聲檢測儀器在工業(yè)領(lǐng)域中的使用已經(jīng)有60多年了。從二十世紀四十年代起，支配高頻聲波在固體物質(zhì)中傳播的物理定律不僅已經(jīng)用于探測金屬、復合材料、塑料、陶瓷中的隱藏裂縫、空隙、多孔性和其它內(nèi)部的不連續(xù)性，而且還可測量材料的厚度，分析材料的屬性。*無損、安全的超聲檢測方法，在很多基礎(chǔ)制造業(yè)、加工處理業(yè)及服務業(yè)中，已經(jīng)發(fā)展成為一種非常成熟的檢測方法，特別是在涉及焊縫和結(jié)構(gòu)金屬的應用中。
在很大程度上，超聲檢測的進步與電子學的發(fā)展同步進行，后來又得益于計算機的發(fā)展而突飛猛進。二十世紀三十年代，歐洲和美國的早期研究成果表明高頻聲波能以可預見的方式從隱藏的缺陷或材料的邊界處反射回來，并生成可以顯示在示波器屏幕上的*的回波圖案。第二次世界大戰(zhàn)中聲波定位儀的發(fā)展進一步推動了在超聲學方面的研究。在1945年，美國科研人員Floyd Firestone獲得了被其稱為超聲反射鏡的儀器的權(quán)，這臺儀器一般被看作是*臺使用脈沖/回波技術(shù)的實用商業(yè)超聲探傷儀。脈沖/回波技術(shù)在今天也仍然普遍使用。隨后的幾年中，許多商業(yè)儀器紛紛問世。二十世紀六十年代和七十年代在超聲探傷儀、測厚儀及探頭的發(fā)展方面的公司，如：Panametrics、 Staveley和Harisonic，如今已經(jīng)成為奧林巴斯奧林巴斯公司的成員。
在二十世紀四十年代后期，日本的研究人員zui先在醫(yī)學診斷領(lǐng)域使用了超聲檢測技術(shù)。他們使用早期的B掃描設(shè)備獲得人體細胞組織層的兩維圖像。到了二十世紀六十年代，早期的醫(yī)學掃描儀被用于探測并顯示腫瘤、膽結(jié)石和類似異常情況的輪廓。在二十世紀七十年代，測厚儀的出現(xiàn)將超聲檢測技術(shù)帶入到各種制造工業(yè)環(huán)境中，如：在只能接觸工件一側(cè)的情況下需要測量工件的厚度。腐蝕測厚儀在測量金屬管道和箱罐的剩余壁厚應用中得到了廣泛的使用。
超聲儀器的發(fā)展一直是基于數(shù)字信號處理技術(shù)和自80年代以來就可以便宜的價格獲得的微處理器。這也促成了用于缺陷探傷、厚度測量和聲學成像的小型化、可靠性能*的新一代便攜式儀器和在線檢測系統(tǒng)的問世。
什么是超聲？
存在于我們周圍的聲波，是一種穿行在某個媒介中的組織簡單的機械振動，媒介可以是固體、液體或氣體。這個聲波定義既包含我們?nèi)粘Ｂ牭降穆曇簦舶糜谌毕萏綔y的超聲波。聲波在某個特定介質(zhì)中以特定速度或聲速，在一個可預見的方向上傳播，當遇到另一個不同介質(zhì)的界面時，聲波會根據(jù)某些簡單的規(guī)則反射回來或繼續(xù)傳播。這個物理原理是超聲缺陷探測的基礎(chǔ)。簡言之，超聲波會在被測樣件中的裂縫處或其它不連續(xù)性缺陷出現(xiàn)的位置，發(fā)生反射，因此受過培訓的操作人員通過監(jiān)控工件中產(chǎn)生的回波圖形，就可以辨別和定位材料中隱藏的內(nèi)部缺陷。
所有聲波都會以一個特定的頻率（每秒鐘振動的次數(shù)或周期）振動，即我們可以感受到的可聽聲波范圍內(nèi)的音高。人類可聽到的zui大聲波頻率大約為每秒鐘20,000周期（20 KHz），而大多數(shù)超聲探傷應用所使用聲波的頻率范圍為500,000周期/秒到10,000,000周期/秒（500 KHz ～ 10 MHz）。處于千兆赫頻率范圍的聲能不能在空氣或其它氣體中有效傳播，但是卻能在大多數(shù)液體和普通工程材料，如：大多數(shù)金屬、塑料、陶瓷及復合材料中自由傳播。超聲范圍內(nèi)的聲波比可以聽到聲波的方向性強得多，而且因其較短的波長，它們還對傳播路徑上的小反射體更為敏感。
聲波的速度會根據(jù)它們所處介質(zhì)的不同而發(fā)生變化，因為聲速會受到介質(zhì)的密度和彈性等屬性的影響。不同類型的聲波會以不同的聲速傳播。（文章來自奧林巴斯，侵刪）