文档介绍：超声波检测实验
一、实验目标
1)了解超声波探伤仪的原理并学会使用CTS-22型超声波探伤仪
2)掌握现场测试超声仪器性能的基本方法,包括:垂直线性、水平线性、探伤仪与仪器的组合性能。
3)初步学会超声波探伤
二、实验仪器设备
CTS-22型超声波探伤仪 1台
1只
平面锻件(工件) 1块
ⅡW试块(荷兰试块) 1块
平底孔试块(CS-1试块) 1块
三、实验原理
1. 超声传感器结构及原理
超声波传感器又称超声波探头或超声波换能器,是利用压电效应将电能转换为超声振动能,或将超声振动能转为电能的实验装置。在实际应用中,我们利用压电效应的可逆性,也可将换能器作为“发射”或“接收”兼用。亦即将交流电压加在压电元件上,使其向介质发射超声波,同时又利于它接收从介质反射回来的超声波,并将反射转换成电信号。
图4-1是超声波纵波换能器的结构图,压电晶片是换能器的主要元件。压电晶体的厚度与超声波的频率成反比,如铁钛酸铅的频率厚度常数为
1890KHz/mm,压电片的厚度为1mm时,。压电片的两面敷有银层,作为导电的极板,压电片的地面接地线,上面接导线引致电路中。
2. 超声检测的基本原理
超声检测是一种利用超声波在介质中传播的性质来判断工件和材料是否异
常的检验和测量方法。在超声检测中,所使用的电声、声电换能器,主要是利用
压电效应制作的,直探头可发射和接受纵波,主要由压电晶片和保护膜组成。超声波是由发射电路即高频脉冲电路产生的高频电压,加在发射探头上。发射探头将电波变成超声波,传入工件中。超声在缺陷或介面上反射后回到接收探头,转变为电波后输入给接收电路进行放大、检波,最后加到示波管上显示出来。通过缺陷在荧光屏上横坐标的位置,可以对缺陷定位;根据缺陷波的高度可确定缺陷的大小。
四、实验数据整理与分析

绘制衰减测量曲线:
垂直线性误差:
?d=[d(+)+d(-)]=%≤8%
满足ZBY-84 标准规定

?=
?max
?100%=%≤2%
符合规定的水平误差范围。

X分辨力为
38dB
4. 纵波直探头回波频率的测定
实验测得:T3=
回波频率:fe=
3
= T3

五、实验总结分析
(1)仪器与探头的综合性能不仅与仪器有关,而且与探头有关,主要综合性能有哪些?
答:检测仪器与探头的主要综合性能包括灵敏度与灵敏度余量、分辨力、信噪比。灵敏度是指仪器与探头发现最小缺陷的能力。灵敏度余量是指电噪声与回波的比值大小,主要反映灵敏度的范围。分辨力是指能够将一定大小的两个相邻反射体提供可分离指示时两者的最小宽度。信噪比是指最小缺陷回波与最大噪声幅度之比。
(2) 仪器的分辨力主要指的是什么,与那些因素有关。
答:仪器的分辨力是指超声波在传递的声路上对两个相邻缺陷的反射波在显示屏上分辨出来的