超声波检测

超音波检测 航二甲 20号 朱邦巡 实验目的： 1. 熟悉超音波检测仪之操作。(Menu及校正设定) 2. 根据检测需要，选择适当的规块。 3. 能根据检测物材质特性、形状、大小、制造方式、面状况及缺陷型式选择适合种类、大小及频率的探头。 4. 实际检测材料内部缺陷、测厚(本次实验主要目的)及建立品管控制之距离振幅曲线或面积振幅曲线。 5. 熟悉检测结果评估及缺陷判读的技巧。 实验设备与材料： 1. 超音波检测仪：以高频脉冲产生器产生电压脉动，经由同轴电缆线传输至换能器中，换能器将电的脉波震荡变成机械震荡之超音波而传送入检测物内，并接受来自表面、缺陷及底面等的机械震荡回波，在转换成脉动的电压讯号，经放大电路增幅并藉由扫描电路时序控制而将此讯号回波显示于示波器屏幕上。 2. 校准规块：STB-A3(斜束校正)规块。 3. 探头：直束探头及斜束探头，超音波以垂直入射面进入检测物之探头，称直束探头。若超音波已偏斜入射面进入检测物，称斜束探头。 4. 高频缆线及接头：连接超音波检测仪及探头所用之检测缆线即为高频缆线，也称同轴缆线。 5. 耦合剂：在检测时于探头与检测物表面添加水、油或浆糊等物质，藉以赶走空气，避免音波能量损失而以较佳的传送效率进入检测物内部。 实验试件： 由压克力制成的教学用试件，试件做成阶梯状，并编有1、2、3、4、5、6不同之厚度，供同学们测其厚度。 实验原理： 人类能够听见的音波频率约在16Hz~20KHz之间，若音波的频率超出这个范围，则人类无法听见这就叫做超音波。在非破坏检测应用上，超音波的频率约在0.5~25MHz之间，而其中1~5MHz最常用。 超音波产生的原理有很多，最普遍的是用压电材料，用压电材料制成的晶体薄片，当外加一正负交变的电压讯号时，经以薄片会形成厚薄变化而产生压缩震荡的现象，于是就形成了超音波。当超音波传送进入检测物内部时，若碰到界面而被反射回来，此时超音波脉正负交变的波形会使的压晶体管薄片承受正负交变的压缩力。压缩力愈大则晶体薄片两面所产生的电压愈大，此电压讯号经检测仪电路增幅放大后而呈现在显示器上，这就是超音波检测大致上运用的原理。 实验步骤： 斜束探头： 斜束探伤Menu 设定： 1. General Angle Beam Method（斜束探头） 2. Date （日期）： 02-05-09 3. Memory （记忆模式）： 1 4. Thinkness （试件厚度）= 15 mm W 1.0S （声波一倍路径）= 87.7mm（自动计算） Y 1.0S （声波一倍距离）= 82.4mm（自动计算） 5. Gate range （闸门距离）= W 0.5S mm→W 1.0S mm 6. Alarm lev. （警告距离）= 30 %(依GAIN值大小而定) 7. Rejection （噪声消除高度）= 0 % 8. Velocity （声波波速）= 3236 m/sec(调整后自动加载) 9. Offset （原点补正）= 10.5 μs(调整后自动加载) 10. Ref. Sens. （基准感度设定）= 85db(调整后自动加载) 11. Probe （单元件选择）： single 12. Frequency （探头频率）= 2.25MHz 13. Probe Size （探头直径）= 10.0 x 18.0 mm 14. Refra. Ang. （探头角度）= 70.0deg 15. DAC use （DAC曲线）： no 16. Commen （批注）： 17. Units （单位）： metric 18. Read out （读出资料）： on 19. Print out （打印数据）： off 20. Band rate (计算机输出值)： 4800BPS 斜束探伤声速设定： 1. 按下VEL键 2. 使探头接触STB-A3规块，找出回波最高位置（最大回波时，探头上之标示位置） 3. 移动屏幕之指示至第一底面回波（利用CURS旋转扭移动指标，如指标宽度不够或太大，可按CURS键，并利用 〈 或 〉 键调整） 4. 输入50mm（利用数字键输入） 5. 按SET键 6. 再按SET键 7. 移动指标至第二底面回波（可调整GATE扭，使显现出第二底面回波） 8. 再按SET键，即完成设定，屏幕即显示正确之声速（m/s） 基准感度设定校正输入： 1. 按下REF建 2. 移动指标至第一底面回波（回波大小用GAIN旋转扭调整至约80％） 3. 按SET键即完成，屏幕即显示出基准感度值（db） 原点补正校正输入： 1. 按ZERO键 2. 移动指标至第一底面回波 3. 按SET键 4. 输入正确尺寸50mm 5. 按SET键，即补正完成，屏幕上之回波及显示正确位置（mm） 清除试件表面会妨碍探头扫描的任何杂物，并于试件表面涂上耦合剂，开始扫描并纪录之。 直束探头： 直束探伤Menu 设定： 1. General Normal Beam Method（直束探头） 2. Date （日期）： 02-05-09 3. Memory （记忆模式）： 1 4. Gate range （闸门距离）= 1→19mm(试片厚度20mm) 5. Alarm lev. （警告距离）= 30 %(依GAIN值大小而定) 6. Rejection （噪声消除高度）= 0 % 7. Velocity （声波波速）= 2676 m/sec(调整后自动加载) 8. Offset （原点补正）= 0.9 μs(调整后自动加载) 9. Ref. Sens.（基准感度设定）= 56.7db(调整后自动加载) 10. Probe （单元件选择）： single 11. Frequency （探头频率）= 2.25MHz 12. Probe Size （探头直径）= 12.7 mm Near Field（1.6倍近场距离） 54.3 mm(自动计算) Diver Ang （指向角） 6.6 deg（自动计算） 13. DAC use （DAC曲线）： no 14. Comment （批注）： 15. Units （单位）： metric 16. Read out （读出资料）： on 17. Print out （打印数据）： off 18. Band rate (计算机输出值)： 4800BPS 直束探伤声速设定： 1. 按下VEL键 2. 使探头接触20mm厚之工件表面 3. 移动屏幕之指示至第一底面回波（利用CURS旋转扭移动指标，如指标宽度不够或太大，可按CURS键，并利用 〈 或 〉 键调整） 4. 输入20mm（利用数字键输入） 5. 按SET键 6. 再按SET键 7. 移动指标至第二底面回波 8. 再按SET键，即完成设定，屏幕即显示正确之声速（m/s） 基准感度设定校正输入： 1. 按下REF建 2. 移动指标至第一底面回波（回波大小用GAIN旋转扭调整至约80％） 3. 按SET键即完成，屏幕即显示出基准感度值（db） 原点补正校正输入： 1. 按ZERO键 2. 移动指标至第一底面回波 3. 按SET键 4. 输入正确尺寸20mm 5. 按SET键，即补正完成，屏幕上之回波及显示正确位置（mm） 清除试件表面会妨碍探头扫描的任何杂物，并于试件表面涂上耦合剂，开始扫描并纪录之。 超音波检测纪录表 试件名称 检测日期 试件材质 检测规范 表面状况 检测时机 检 测 条 件 检测装备 检测方法 □直束□斜束□双晶□浸液 名 称 厂牌 扫描方式 直束 □点状□线状□全面 斜束 □前后□左右□旋转□摆动 超音波检测仪 校 准 规 块 探头 □直束 频率： 尺寸： □斜束 频率： 尺寸： 折射角： 耦 合 剂 结果记录及叙述： 结果判定： 班别 日 期 教 师 评 阅 组别 组长 组 员 心得： 这个实验让我认识了什么是超音波，以及用超音波检测的各种方法，还有它的便利，不但能够检测出对象的缺陷，还可以测量他的厚度等等，而且超音波检测的快速省去了很多不必要的手续，和花费时间等待检测结果。如液渗检测，其渗透液渗透试件的时间，和显像剂显像所等待的时间，就会使实验时间整个拉长，相较之下超音波则比较省时。在示波器上判断讯号是否是噪声还是缺陷，是超音波检测的另一个重点，如何精准的判定是否为缺陷，将会决定检测结果。这又让我多学到了一种非破坏性检测的方法，而超音波的原理则比较复杂，需要了解的知识较多，在许多公式的计算上要花较多的时间去理解，这也是一个值得我们学习的地方。