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第三節 超聲檢測方法及技術
超聲波檢測方法雖然很多，各種方法的操作也不盡相同，但它們在探測條件、耦合與補償、儀器的調節、缺陷的定位、定量、定性等方面卻存在一些通用的技術問題。掌握這些通用技術對于發現缺陷并正確評價是很重要的。
一、超聲波檢測方法概述
"按原理分類超聲波檢測方法按原理分類，可分為脈沖反射法、穿透法和共振法。 "）脈沖反射法超聲波探頭發射脈沖波到被檢試件內，根據反射波的情況來檢測試件缺陷的方
法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。（"）缺陷回波法。根據儀器示波屏上顯示的缺陷波形進行判斷的方法，稱為缺陷回波法。該方法是反射法的基本方法。缺陷回波法的基本原理，當試件完好時，超聲波可順利傳播到達底面，檢測圖形中只有表示發射脈沖廠及底面回波 的兩個信號。若試件中存在缺陷，在檢測圖形中，底面回波前有表示缺陷的回波 %。（&）底波高度法。當試件的材質和厚度不變時，底面回波高度應是基本不變的。
如果試件內存在缺陷，底面回波高度會下降甚至消失。這種依據底面回波的高度變化判斷試件缺陷情況的檢測方法，稱為底波高度法。底波高度法的特點在于同樣投影大小的缺陷可以得到同樣的指示，而且不出現
盲區，但是要求被探試件的探測面與底面平行，耦合條件一致。由于該方法檢出缺陷定位定量不便，靈敏度較低，因此，實用中很少作為一種獨立的檢測方法，而經常作為一種輔助手段，配合缺陷回波法發現某些傾斜的和小而密集的缺陷。
（’）多次底波法。當透入試件的超聲波能量較大，而試件厚度較小時，超聲波可在探測面與底面之間往復傳播多次，示波屏上出現多次底波 "、&、’.。如果試件存在缺陷，則由于缺陷的反射以及散射而增加了聲能的損耗，底面回波次數減少，同時也打亂了各次底面回波高度依次衰減的規律，并顯示出缺陷回波。這種依據底面回波次數，而判斷試件有無缺陷的方法，即為多次底波法。
多次底波法主要用于厚度不大、形狀簡單、探測面與底面平行的試件檢測，缺陷
檢出的靈敏度低于缺陷回波法。 &）穿透法穿透法是依據脈沖波或連續波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種
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方法，如圖 " "所示。穿透法常采用兩個探頭，一個用做發射，一個用做接收，分別放置在試件兩側進行探測，圖 " "（%）為無缺陷時的波形，圖 " "（&）為有缺陷時的波形。
圖 " "’穿透法
(）共振法
若聲波（頻率可調的連續波）在被檢工件內傳播，當試件的厚度為超聲波的半波長的整數倍時，將引起共振，儀器顯示出共振頻率，用相鄰的兩個共振頻率之差，由以下公式算出試件厚度：
)* " ) *,+ ) *（,",+ "）（ " "((）
式中 ,為工件的固有頻率； ,-、,-"為相鄰兩共振頻率； +為被檢試件的聲速； "為波長； 為試件厚度。
當試件內存在缺陷或工件厚度發生變化時，將改變試件的共振頻率。依據試件的共振特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱為共振法。共振法常用于試件測厚。
*.按波型分類根據檢測采用的波型，可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法等。 ）縱波法使用直探頭發射縱波，進行檢測的方法，稱為縱波法。此法波束垂直入射至試件
探測面，以不變的波型和方向透入試件，所以又稱為垂直入射法，簡稱垂直法，如圖 " "所示。圖 " "垂直法垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。常 •0/(•
圖 " "垂直法
用的是單晶探頭反射法。
垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的檢測，該法對與探測面平行的缺陷檢出效果最佳。由于盲區和分辨力的限制，其中反射法只能發現試件內部離探測面一定距離以外的缺陷。
在同一介質中傳播時，縱波速度大于其他波型的速度，穿透能力強，晶界反射或散射的敏感性較差，所以可探測工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的檢測。
由于垂直法檢測時，波型和傳播方向不變，所以缺陷定位比較方便。
%）橫波法
將縱波通過楔塊、水等介質傾斜入射至試件探測面，利用波型轉換得到橫波進行檢測的方法，稱為橫波法。由于透人試件的橫波波束與探測面成銳角，所以又稱為斜射法。
此方法主要用于管材、焊縫的檢測。其他試件檢測時，則作為一種有效的輔助手段，用以發現垂直檢測法不易發現的缺陷。
&）表面波法
使用表面波進行檢測的方法，稱為表面波法。這種方法主要用于表面光滑的試件。
表面波波長比橫波波長還短，因此衰減也大于橫波。同時，它僅沿表面傳播，對于表面上的復層、油污、不光潔等，反應敏感，并被大量地衰減。利用此特點可以通過手沾油在聲束傳播方向上進行觸摸并觀察缺陷回波高度的變化，對缺陷定位。
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