文档介绍：第卷第期科技通报..
年月
超声表面波检测的局部频域特征分析方法初探
蒋志峰,吴瑞明
.浙江省计量科学研究院,杭州;.浙江科技学院机械与汽车工程学院,杭州
摘要:在自行构建的超声频谱分析系统上,研究表面缺陷对声波调制的声学机理,提出一种基于单
缺陷回波的局部频谱分析而对表面缺陷类型进行检测的方法,给出了用超声频域分析法对工件表面缺
陷特征分析的实例,并用计算机检测系统得出了相应的试验结果,从而提高了检测可靠性。此检测方法
可成为计算机辅助对缺陷进行分析的依据。
关键词:无损检测;超声频谱;超声表面渡探伤
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:———

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视,它为超声检测技术注入了活力,一定程度上
超声表面波时域检测方法的确是对材料或起到了变革作用。特别是近年来随着电子技术和
工件的表面或近表面缺陷进行检测的一种有效信号处理技术的飞速发展,人们将数字信号处理
方法,但是,这种方法除了具有一般超声波时域应用于超声检测。超声频域特征受耦合状态等
检测方法的局限性外,并特别地由于表面波波速的影响较小,经过系统修正后,能够做到频域特
较低、波长较短在相同发射频率的情况下而对征仅与缺陷有关,通过对超声反射频域函数图谱
细节较敏感,其时域波形受试件表面状况。如粗的识别和分析,可以获得更多的有用信息和规
糙度及清洁情况等影响很大,因此影响到这种检律,以指导工程实际。总的来讲,世界无损检测技
测方法的缺陷分辨能力和检测的可靠性⋯。术发展趋势是广泛采用计算机和信号处理技术
为了避免传统超声时域检测法固有的局限来提高无损检测技术的可靠性,而超声检测仪器
收稿日期:—~
基金项目:浙江省科技计划科研项目
作者简介:蒋志峰一,男,嘉兴人,高级工程师,工学硕士,主要从事为计量测试、无损检测、光机电一体化的研究。
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第卷
则向自动化、智能化和系统化方向发展。播特性图为换能器所发射的超声波指向特性
本文提出一种超声波频谱分析方法,该方法示意图,图中不同缺陷表示不同/比值时的指
通过提取缺陷回波局部信号的频率响应,这种特向性。其中为换能器的半径,为发射超声波的
性可成为计算机辅助对材料或工件的表面缺陷波长。从图中可以看出,当比值/变大时,指向
进行定性及大小分析的依据。以表面竖孑、线状性由宽变窄,即波束在传播过程中,高频成分扩
刻痕为典型检测对象的试验表明了这种方法的散角小。低频成分扩散角大。
实用可行性。
表面波的产生和近表面缺陷检测
机理分析
表面波是超声波在介质中传播的一种形式,
它只在厚度远大于波长的固体表层内传播。产生
表面波的方法较多,最常见的是通过波形转换,
图超声换能器对应于不同/ 时的指向性图
将晶片产生的纵波经固体楔块第一介质以一定. /
的角度入射到工件第二介质表面,声波将在第
一介质和第二介质的界面产生折射,并发生波形另一方面。超声波遇到挡声或异物时会发生
转换,从而产生纵波、横波或表面波。散射,包括衍射。这种散射效应随着超声波频率
根据折射定