超声检测技术论文篇1

一、激光超声波研究进展

激光超声技术在材料无损检测研究方向的研究热点。首先，激光是一种定向的电磁波，它具有高亮度，而且在信息的获得和传播上具有良好的运用；同时，激光广泛用于医学诊断、工业发展及军事技术等领域。超声波的传播介质可以是固体、液体和气体，通过它们之间的联系和运用， 然后对传播中的超声波进行信息提取，进而准确测量物体的密度、硬度、强度、浓度、弹性等性质，并检测出物体的表面缺陷，客观地评价材料的物理性质。

激光超声技术与传统的超声技术相比之下具有更大的优势，因为激光超声技术不需要接触、分辨率很高、频带较宽，能对纳米材料的力学性能进行有效评价，同时能够检测出精确到微、纳米级的缺陷，因此激光超声技术在检测材料力学性能和表面缺陷的方面具有可行性。

1963年，White最早提出使用激光激发超声技术的观点，因为激光可以在固体中传播，所以他尝试利用脉冲激光在固体中进行超声激发，发现固体会吸收激光、微波、电子束等辐射而产生弹性波。随后，在越来越多的研究应用中，激光除了被用于固体中激发超声，也被应用于液体和气体中。Askaryan提出在液体中激发超声， 用红宝石激光射入液体激发超声。随着科技发展，许多学者围绕着激光超声展开大量的实验和研究。Dewhurst等首次利用脉冲激光激发兰姆波，测量2%精度的薄膜厚度；Wu等通过实验检测到兰姆波的波形，并根据波形的传播特征和色散关系，计算薄膜的弹性、厚度等相关的力学参数。学者们发现，在一定条件下超声波可以在材料无损的情况下被激发出来，于是激光超声开启一种新的用于材料结构性能的无损检测。

激光超声技术结合激光和超声波的特点，具有极大的发展潜力，在工程研究和应用中具有重大科学意义和学术价值。

二、激光超声检测技术的研究进展

近年来，国内外科学家为了更好地发展和应用激光超声检测技术，做了基础大量的研究工作， 主要利用激光超声技术进行材料性能无损检测的相关研究。Domarkas等利用声表面波在表面缺陷可以来判定缺陷的力学特征。Portz等理论研究超声波在平板上的反射、透射中能量比例与频率的关系。Fortunko利用激光超声技术探测到两维缺陷的形状特征， 很为工程项目中探测焊接材料内部损伤提供帮助。Rokhlin等提出一种基于非线性的频率调制的超声技术， 探索层状材料中间层的物理性质。随着越来越多的学者进行理论和实践的研究， 激光超声无损检测将被广泛应用在各个领域。

三、超声无损检测数值研究的进展

在进行超声无损检测的实验研究过程中，衍生许多有效而便于分析的数值研究方法。主要的数值计算方法有：有限元法、有限差分方法、边界元方法等。

通过长期的实验与研究，学者们有效的运用了这三种计算方法。Hirao等利用有限差分的数值法分析瑞利波中各种频率成分反射和透射系数与表面缺陷深度的关系。Liu等将有限元方法与边界积分法很好地结合在一起，对超声波在遇到表面缺陷时产生的散射声场进行分析，并准确的描述通过数值模拟弹性波在缺陷附近的模式转换过程。除此之外，边界元方法也具有很大优势，它使用资源节省，而且能处理大模型的有关问题，广泛运用于分析超声波与表面缺陷的关系。Rose使用混合边界元方法模拟不同频率和模态的Lamb波在经过不同曲表面缺陷发生的散射场，为超声检测表面缺陷的结构特征提供充分的理论参考依据。这三种数值计算方法各有优点和不足，有限差分法虽然计算速度快，但求解过程不稳定。边界元方法在离散过程中无法分析超声波在材料内部的传播特性。有限元方法是要利用严密的数学思想处理复杂的几何构形、物理问题并且高效地实现计算机功能。有限元方法不仅能够灵活处理各种复杂结构材料中的传播问题，还能通过建立有限元模型分析各种参数随环境变化的影响， 如： 热扩散过程、光学穿透的过程等，并可以获取全场数值解。

有限元方法在研究激光超声技术领域是一种新兴数值计算方法。它不仅能模拟复杂材料和结构的声场分布，而且能准确描述场中某点的位置和波形。有限元具有高精度的特点，同时能预测各种情况的可能性，因而被广泛运用于工程技术。因此，在本文的研究中，通过对有限元方法的应用来研究激光激发超声的技术，分析材料的力学特征与各类参数之间的关系，进而为激光超声的无损检测奠定理论基础。

四、激光超声信号的研究进展

应用激光超声技术对材料进行无损检测和力学性能的评价的同时需要严密分析材料结构性质和力学参数的关系。在超声无损检测的过程中，检测和分析超声信号是整个过程的关键。对于各种材料的非稳态超声信号处理时，待测信号的表现形式主要由信号的频率、幅度、相位这三种组成，但是考虑到实际材料的结构力学特征较复杂，可能会影响超声信号的平稳性。而对于稳态信号的检测，学者们大多使用Fourier变换进行分析，但仍然具有不足，比如信噪比的限制，和测量参数的假频现象。在这里介绍一种典型双线性时频分析方法，它基于光滑的Wigner-Ville时频分析，主要是是通过集中瞬时频率信号的能量来实现分析，最终的分析结果非常明显，具有高效性。

超声检测技术论文篇2

随着混凝土结构的广泛使用，其质量检测和性能评估是目前土木工程界迫切需要解决的问题。由于结构混凝土无损检测技术能反映结构物中混凝土的强度、均匀性、连续性等各项质量指标，对保证新建工程质量，以及对已建工程的安全性评价等方面具有无可替代的重要作用，因而越来越受到人们的重视。

1 超声检测技术概述

超声法是一种广泛用于混凝土缺陷探测的方法，混凝土的物理力学性能与超声波在其中的传播速度及其他声学参数有很好的相关性。超声波的探测精度能满足缺陷探测要求，但以目前的超声仪及换能器，当超声波换能器正对测试时，在混凝土中的最大穿透距离只能达到10m左右，而当换能器错开一定距离时，穿透距离仅能达到2、3m。显然超声波换能器无法满足长距离探测的要求。采用稀土超磁致伸缩材料制作的超磁致换能器，具有发射功率大、发射频率高、穿透距离远、接收信号频带宽、重复性好、余振短等优点，能够同时兼顾到传播距离及检测分辨率，是一种理想的长距离探测震源。超磁致换能器发射中心频率为10-50kHz，处于可闻声波及超声波频段。将超磁致换能器和超声波换能器发射产生的应力波统称为声波。

目前，超声探伤常用的缺陷分析判断方法有经验法、数理统计法、数值判据法和模糊判别法。经验法，即依据超声探伤的基本原理判别缺陷。其结果依赖于检测人员的实践经验，漏判和误判严重。数理统计法简单易行，但是只能对单个声学参数进行统计意义上的判断，且物理意义不明确。数值判据法须根据测试值建立合理的物理模型，经适当的数学处理后，找出一个可能存在缺陷的临界值作为判断的依据。模糊判别法是计算各声学参数相对于正常获异常的隶属度，然后将各个声学参数加权平均得到综合的相对于正常或异常的隶属度。由于测试分析方法本身的局限性，以上方法仍处于定性或半定量水平，都只对缺陷的定位具有一定精度，而对缺陷的大小、形状及性质难以给出定量的结果，从而给最终准确评价带来困难。超声波的频率范围为20kHz至15MHz，超声发生器则是由产生超声频振荡的电子线路和换能器(传感器)组成。超声层析的应用范围很广，早在世界二次大战期间，超声层析在军事监测方向就获得了比较满意的效果，以后更广泛地应用于医学之中；此外，超声层析在工业无损探伤方面用途也很广。

2 超声无损检测技术在工程中的运用分析

超声无损检测属于弹性波法。在各种无损检测方法中，超声无损检测是当前无损检测工作中研究最活跃、发展最快的检测方法。目前，超声脉冲检测技术已成为检测工程结构质量的重要手段之一。其主要优点是有效探测距离长，测试精度高，设备简单且无污染。

将超声技术技术应用于混凝土质量检测中，其理论依据是混凝土的质量与声速有较好的相关性，首先在被测混凝土结构物某断面上，将测区划分成网格，发射换能器在一侧某点发射，接收换能器在另一侧所有点上接收，使每个网格都有2条以上的测线通过，利用声时通过反演技术获得测区各部分的波速分布图，从而确定缺陷区的位置、尺寸以及缺陷本身的波速，推断缺陷的类型、强度等。

2.1 超声无损检测的基本原理

根据弹性波的运动学和动力学特征，弹性波层析成像方法可以分为两大类：一是以运动特征为基础的射线层析成像；二是以动力学特征为基础的波动方程层析成像。

作为反演声波穿透的射线层析成象，其基本思想是根据声波的射线几何运动学原理，将声波从发射点到接收点的旅行时间表达成探测区域介质速度参数的线积分，然后通过沿线积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图像。

混凝土声波CT无损检测技术就是根据声波射线的几何运动学原理，利用最先进的声渡发射、接收系统，在被检测块体的一端发射，在另一端接收，用声波扫描被检测体，然后利用计算机反演成像技术，呈现被检测体各微小单元范围内的混凝土声波速度，进而对被检测体作出质量评价。

2.2 观测系统布置

根据混凝上结构物的形状特点，对结构物常用的测线布置方式为：白色点为接收点，黑色点为激发点。理论及实践都证明，三侧激发一侧接收，所得反演效果最好。射线密度达到要求。一般检测过程中测线都采用该方式布置，激发边和接收边道间距，1般在20-50cm范围。在结构物两端的部份，可适当加密激发点和接收点，以利于增加射线密度。根据结构物的临空面不同，可采用合适的测线布置。

2.3 观测系统完备性评价

观测系统完备是声波CT结果可靠性的基本保障。观测系统的完备性是通过单元的射线密度和射线正交性来衡量的。因此，射线密度和射线正交性就成了表征观测系统完备性的I爵个重要指标，它们是观测系统可靠性评价的有效方法。为保证声波CT结果的可靠性和分辨率，要求研究区内每个单元体内的射线超过40条，同时要求每个单元体内通过的射线其交角至少有一组大于60°，其交角的正弦值大于0.87。

2.4 后期成像

所用软件为TDSoft的《工程CT》，该软件有模块化设计、文件格式要求清晰、处理速度快等优点。软件共有数据输入、射线追踪、速度反演三个主模块和正交性分析一个辅助模块组成。最后通过网格化、成图、导出DXF格式等多个步骤的处理，最终得到混凝土声波CT波速反演图。

3 结语

无损检测技术是以无损检测手段探明被检测体内部缺陷的有无、大小、位置和性质的专门技术。在工程中，需要根据工程构件材料的性能和工程条件具体选择恰当的检测方法。其中，弹性波方法是工程中最为常用的方法之一，特别适合混凝土构件、岩土体等工程问题的无损检测工作。射线理论和射线方法是研究弹性波传播理论的重要方面之一，针对不同的工程材料和工程条件探索研究弹性波射线追踪方法，对于许多工程问题的分析研究具有重要的意义。

超声检测技术论文篇3

在各类建筑钢结构工程中，钢结构是由钢结构和构件根据规范进行框架构形式的铰接、焊接、拼组而成且达到一定刚度的空间体系。由于钢结构具有轻质、可塑性强、抗拉抗压性能强、耐用强实且可拆卸回收再利用、组装等优点，在我国的各类钢结构工程中得到了直接而迅速地升华和发展，特别是在工、民用建筑领域中，深切受到认可和广泛地使用。因此，建筑钢结构工程中钢结构的质量控制就极其重要，为了加强建筑钢结构工程质量检测，从钢结构工程焊缝质量检测方面，要深入、开拓、创新出焊缝质量检测和力学性能检测的管控技术，以提高当今建筑钢结构工程焊缝质量检测水平。

建筑钢结构质量控制工作手段、方式和方法主要依靠于科学合理的技术手段，最常见的是建筑钢结构焊缝超声波检测技术，即可以通过计算、评价等方式，同时结合测试能力来验证试验结果，可以得出有效缺陷和缺陷所评定、设置的情况。

如何做好建筑钢结构焊缝超声波探伤的管控工作，以下我们将针对两个要点进行分析：一. 钢结构焊缝超声波探伤测试所存在的问题，二. 钢结构焊缝超声波探伤测试的管控措施与应用对策。以下将对其进行了深一步分析。

一、 钢结构焊缝超声波探伤测试所存在的问题

（一）检验方法不对，未按照图纸和质量技术要求执行

通常检测技术人员接到钢结构焊缝超声波探伤的工作任务后，也不了解图纸和焊接质量等具体的技术要求，就贸然的根据自己的经验或根据《钢结构工程施工及验收规范》的来执行部分内容，导致出具了不具备价值或价值不高的检测结果。

（二）技术人员专业知识薄弱

检测技术人员过于依靠于宏观的检测方法，例如：用肉眼进行宏观检测，而不用任何设备和仪器，仅凭肉眼是不能穿透工件或无法检查到工件内部的缺陷。如果能结合各种各样的专业检测设备或仪器，会急剧提高检测结果的可靠性和准确性。

（三）缺乏技术应用管理和监督体制

一般检测人员的检测方法和检测技术无法完全掌握，那么所有的检测手段不正常和设备仪器使用的不正确，检测的结果是不客观、不准确或不精确的。因此，只有建立检测人员培训、设备定期检查、校验和监督执行的体制，才能保证检测的目的和结果。

二、 钢结构焊缝超声波探伤测试的管控措施与应用对策

（一） 建立规范管理制度和执行程序

建立检测的作业规范、管理和执行程序，如：接到钢结构焊缝超声波探伤的工作任务后，须依据《钢结构工程施工及验收规范》来执行，根据规定要求和图纸要求对焊缝焊接的质量等级进行分拣，再根据等级相对应的比例做超声波探伤和内部缺陷检查，对一些特殊要求的检测相关的一系列工艺要明确立文，按照规范进行执行。在日常检测工作中要严格按照作业规范，提前制作准备好相应K值探头的距离，即波幅曲线，在现场检测时能根据焊缝规格按照规范选用合适的探头进行探测、检测。

（二）结合检测项目的特征，加强评估、判定、控制

结合检测项目的特征，对于内部缺陷的性质，要定义出估判和缺陷产生的原因和防止措施，主要为分布在以下项目中，如：气孔、夹渣、未熔合、裂纹、未焊透等。其中未熔合的通常遇见的现象是由于探头平移时，波形状况较为平稳，两侧探测时，反射波的波幅不同，有时只能从其中一侧可以探测到。往往产生这类现象的原因是由于坡口未清洁，焊速较快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等引起的。一般是将坡口清洁干净、正确操作防止焊条焊偏，正确选用坡口和电流等。

（三）组织检测技术人员进行细节培训，增强检测技术人员的意识

组织检测技术人员进行细节培训，如：在能力检测、验证现场操作时，部分检测的探头移动区达不到直射法及一次反射法检测要求。在日常检测工作中要严格按照规范要求的一次反射法扫查区域进行现场操作，部分检测单位对“伪缺陷”的识别能力较差，对一次反射法识别缺陷的技能掌握不够，以致出现了缺陷误判情况。因此，检测技术人员应注意积累经验，检测技术部门的内部多进行检测技能的交流、研讨，增强检测技术人员的意识。对于检测工作进行认真分析和总结验证试验中好的做法及存在的问题和不足，在工程实践中严格按照相关图纸、规范和标准的要求开展技术性的检测工作，要不断积累经验，同时提高检测技术水平和检测技术服务能力。

三、 结语

在中国现阶段的钢结构工程中，钢结构的焊缝检测是尤为重要的环节，严格遵守各项要求进行检测，结合其他检测方法为辅助方法，作为综合判定达到准确判断的多渠道可靠性依据，加大了钢结构现场检验的管控力度，尤其是采用了规范技术检测的制度，对保障钢结构工程的耐久性及安全性有着至关重要的作用。（作者单位：常熟市东南工程质量检测有限责任公司）

参考文献：

[1]金元，朱惠芳.钢结构焊缝超声波检测浅谈[J].江苏建筑，2001（04）.

[2]于毅.钢结构焊缝超声波检测浅谈[J].城市建设理论研究，2013（22）.

[3]蔡宝迎.关于钢结构薄板焊缝超声波探伤的讨论 [J].城市建设理论研究，2011（11）.

[4]徐庆海.浅谈超声波探伤技术在钢结构焊接中的应用[J].城市建设理论研究，2012（06）.

[5]张敬源.浅论钢结构高层建筑的焊缝超声波探伤[J].无损探伤，2000（04）.

[6]齐艳新，孟令迎，王忠玮.钢结构典型焊缝的超声波检测[J].城市建设理论研究，2012（26）.

[7]桑治国.浅谈超声波探伤在多层建筑钢结构焊缝中的运用[J].中国科技信息，2005（10）.

超声检测技术论文篇4

0 前言

超声检测是指利用超声波对材料的质量检测和评估的技术。超声技术操作简便、灵敏度高、检测费用低、且没有辐射，被广泛应用于工业领域，其中包括核工业。压水堆核电站具有特殊的运行工况，要保障其安全运行，须对其材料和结构提出更高的要求。无损检测是检验和测试工程材料完整性、连续性和可靠性的重要手段，因此压水堆核电站的无损检测对于维系核电站的安全运行具有重要意义。超声技术是压水堆核电站常规的无损检测手段之一，核电材料和结构的质量保证与超声检测性能的稳定与提高密切相关。本文对压水堆核电站材料和结构的特点，压水堆核电站无损检测的基本要求以及超声检测技术的适应性发展进行了论述。

1 核电设备材料和结构的特点

由于特殊的工作环境（高温、高压、强烈腐蚀和辐射等），压水堆核电站对材料具有更高的安全要求。核电材料的选用不仅要考虑力学性能（强度、塑性、硬度和韧性等）和工艺性能（锻造、铸造、焊接等），还要充分考虑辐照引起的材料组织、结构和性能的变化。此外，材料与材料之间、材料与介质之间的相容性和材料的价格也是材料选用的依据。压水堆核电站常用的金属材料包括碳钢、不锈钢、低合金钢、锆合金、镍基合金和钛铝合金等。

压水堆核电站一回路系统主要包括反应堆及压力容器、蒸汽发生器、冷却剂主泵、稳压器和主管道等。根据部件的位置、功能和工况，选用适合的材料是压水堆核电站安全运行的前提和保障。表1为压水堆核电站一回路系统殊部件的材料使用情况。

表1 压水堆核电站一回路系统选用的材料举例

从表1可以看出，压水堆核电站一回路系统的结构和材料具有鲜明的特征：首先是大量采用了耐高温、高压，抗腐蚀性和抗辐射性强的材料。不同的材料之间组分的不同，其内部微观结构和组织差异明显。第二是材料易于加工并能满足某些特殊加工要求，尽量采用整体结构，减少中间的机械连接，这样可以降低部件的故障率，提高设备的寿命。第三是不同的结构和材料，加工工艺差距明显，在役检查过程中需要对无损检测的检测方法、要求和检测规程等进行不同的计划和实施。这些特征给无损检测工作带来了较大的困难和挑战。

2 压水堆核电站无损检测基本要求

无损检测作为一种工艺过程控制和产品质量控制的手段，被广泛应用于工业领域。压水堆核电站的无损检测，首选应该结合材料和部件各自的特征，采用恰当的无损检测方法；其次是制定正确的检测规程，选用适当的检测器材，以确保无损检测实施过程中不会对部件造成确定的或者潜在的伤害；第三是严格遵守压水堆核电站在役检查规范，并依据在役检查前编制的检查计划和检查大纲实施无损检测。

压水堆核电站一回路系统包容具有强烈放射性的物质，设备处在高剂量的辐照环境中。为了确保核电安全，核电运营的整个过程，包括设计、设备制造、安装、运行和退役都要进行无损检测。设计阶段的无损检测主要是编制适应性的技术规范和检测规程，以实现所选用无损检测方法的有效性。设备制造过程中需要对所有的原材料和零部件进行规定的检查，以证明生产的设备符合使用要求。安装过程中需要对安装现场的应用性材料、焊缝和其他零部件进行检测，确保其质量合格。核电运行期间和退役时的无损检测是在辐照环境下进行的，工作强度大并具有一定危险性，需要在尽可能短的工期内完成计划内的无损检测工作。

压水堆核电站一回路系统的无损检测具有非常严格的要求。核电设备所采用无损检测方法、仪器设备与检测工艺必须具有高度的可靠性和灵敏度，操作人员的技能必须达到在役检查规范的资质要求并具备丰富的现场施工经验。随着经验的沉淀和积累以及新型无损检测技术的发展，我国压水堆核电站的安全运行将获得更大的保障。

3 超声检测技术的应用与发展

超声检测是指利用超声波检测和表征材料的宏观缺陷、几何特性、组织结构和力学性能等，从而对材料的应用性能进行专业评估的技术。超声检测技术检测灵敏度高、检测费用低、易实现自动化操作，且没有辐射和化学污染的危害，因而获得了广泛的应用。压水堆核电站中，超声检测技术同样是一种常规的无损检测方法。它主要应用于压力容器对接焊缝、角接焊缝的体积检查，压力管道焊缝的表面检查，汽机部件的内部检查，锻件的内部检查，轴瓦等复合层结合面的检查，及其它金属部件的内部检查。超声检测在使用过程中同样具有一些缺点，比如测试过程对耦合剂的依赖性较大、探头较大而可达性降低，检测结果对检测人员的技能要求高等。为了弥补传统超声检测技术的不足，以适应核电站无损检测的技术要求，新型超声检测技术获得了迅速发展，包括超声相阵控技术、激光超声技术和电磁超声技术等。

3.1 超声相阵控技术

超声相阵控技术是一种新型的超声检测技术，通过对超声阵列换能器中各阵元进行相控阵控制，可使得阵元发射的超声波发生偏转聚焦，且相位和幅度同步，通过调节聚焦点可以实现对复杂工件的检测，并有效提高检测灵敏度。

自从诞生以来，超声相阵控技术迅速变成了研究的热点，包括测试系统的设计与改善、控制电路的生产与测试，以及研发成本的控制与节约等。起初，超声相控阵技术主要应用于医学领域，随着电子技术和计算技术的发展，超声相控阵技术成功应用于工业领域，包括航空航天[1]、造船[2]和核工业[3]等重要领域。超声相控阵技术在医学方面的应用包括医学超声诊断和医学超声治疗两个方面。科学家利用相控阵技术研发了一系列先进的医疗设备，比如全身数字化超技术、海扶超声聚焦刀等，这为疾病的诊断和治疗提供了极大的便利。超声相控阵技术作为一种先进的无损检测 手段，受到了广泛的研究，主要围绕检测结果成像，检测目标准确定位以及复杂结构的准确检测等方面。需要指出的是，超声相控阵技术在压水堆核电站的设备检测中发挥着重要作用，比如汽轮发电机的叶片具有特殊的工况和复杂的结构，采用超声相控阵技术不仅可以提高检测效率和精度，还可以避免对叶片进行拆卸而造成不必要的伤害。超声相控阵技术与数字信号处理、成像和声时衍射等技术的结合是今后发展的方向。

3.2 激光超声技术

高能量的激光脉冲与物质表面发生作用时会产生热特性区，热量急剧扩散而产生热应力作用，进而产生的超声波，通过检测超声波以达到对材料检测的目的，这便是激光超声技术.相比传统的超声检测技术，激光超声技术具有无需耦合剂、非接触性检测、检查速度快、检查精度高以及检查范围广等优点。

随着科技发展，激光超声技术已经突破理论研究的瓶颈，被广泛应用于材料的无损检测等工业领域。激光超声技术对于薄膜材料的检测具有较高精度。[4]激光超声技术用以复杂几何结构的检查也具有明显优势，比如楔状结构、曲面结构以及多层结构等。[5-7]此外，激光超声技术适用于高温、腐蚀和辐射等危险环境下对材料进行检测[8-9]，目前我国的压水堆核电站并没有引入激光检测技术，这主要考虑考虑激光超声技术定位的不稳定性以及核电站特殊的工况。今后，随着对激光超声技术在无损检测领域的研究，该技术的大规模应用将获得实现。如果对激光超声技术在核工业中的应用进行科学和充分的论证，激光超声技术将成为常规无损检测技术的补充。

3.3 电磁超声技术

利用洛仑兹力和磁致伸缩效应产生超声波，进而对金属导体进行检测的技术称为电磁超声技术。与传统的超声检测技术相比，电磁超声技术不需要与工件接触、检测速度快、检测过程无污染，因此适合生产线的快速检测和高温等环境下的检测。

由于具有明显的优势，电磁超声技术已经被广泛应用于机械加工[10]、石油管道[11]和压力容器[12]等领域，用以进行材料的缺陷检测和定位以及厚度的测量。作为一种新型的无损检测技术，电磁超声技术在焊缝和钢管管材检测中表现出了巨大的优势。然而，电磁超声技术同样存在不足，比如敏感度过高，容易受到环境的影响和转能效率低，接收信号低。这也促进了电磁检测技术的改进，目前围绕电磁超声技术的研究主要包括电磁激发装置的优化、回波信号的处理，电磁超声导波技术[13]和激光-电磁超声技术[14]便是在此基础上的发展和产生的新技术。电磁超声技术也没有被引入，作为核电设备的无损检测技术之一。其中主要原因是性能的不稳定性以及政策上缺乏论证和支持。随着对电磁超声技术的研究，电磁超声技术也许在不久的将来，也将成为常规无损检测技术的有力补充。

4 结语

（1）由于特殊的运行工况，压水堆核电站对材料要求较高。所选用的材料需具有优良的力学性能、工艺性能，对高温、高压，强烈腐蚀和辐射的环境也具有很高的适应性。其中碳钢、不锈钢、低合金钢、锆合金、镍基合金和钛铝合金等是核电站常用的金属材料。

（2）压水堆核电站无损检测工作涵盖设计、制造、安装、运行和退役整个运营过程。核电设备所采用的无损检测方法需要有高度的可靠性和灵敏度，操作人员需具备相当的资质和实施经验。在“质量第一、安全第一”的前提下，无损检测实施工期应尽量缩短。

（3）超声检测技术是压水堆核电站常规的检测方法之一，被用于焊缝的体积检查和部件的内部检查。而新型的超声技术的发展，可以弥补传统超声检测技术的不足，并拓宽其应用范围。其中，超声相控阵技术已经被成功应用于核电站重要设备的无损检测。而激光超声技术和电磁超声技术的引入则需要进一步科学和充分的论证。

【参考文献】

[1]陈友兴，王召巴，赵霞，金永.固体火箭发动机封头界面粘接相控阵超声检测技术可行性研究[J].固体火箭技术，2008（31）.

[2]单宝华，喻言，欧进萍.海洋平台结构超声相控阵检测成像技术的发展及应用[J].海洋工程，2005（123）.

[3]靳峰，汪毅，李世涛，张武能.汽轮机叶片叶身超声导波检测技术研究[J].汽轮机技术，2013（55）.

[4]沈中华，许伯强，倪晓武，陆建.单层和双层材料中的脉冲激光超声数值模拟[J].中国激光，2005（31）.

[5]王嘉宇.激光在金属楔形板中激发超声导波传播规律的研究[D].南京理工大学，2010.

[6]张旭辉.激光超声在复杂曲面零件无损检测中的应用研究[J].机械制造，2007（45）.

[7]周正干，孙广开，李征，陈秀成.复合材料层压板钻孔分层激光超声检测方法[J].机械工程学报，2013（49）.

[8]钟年丙，廖强，朱恂，王永忠，陈蓉.超声技术在石英光纤腐蚀中的运用[J].光学精密工程，2012（20）.

[9]刘智鹏，罗昊，朱瑞，王朋伟，马军，经光银.锆钛酸铅薄膜中裂纹形成机制及标度律[J].西北大学学报：自然科学版，2013（5）.

[10]康磊.用于铝板检测的电磁超声导波换能器优化设计技术研究[D].哈尔滨工业大学，2010.

[11]宋小春，黄松岭，赵伟.天然气长输管道裂纹的无损检测方法[J].天然气工业，2006（7）.

超声检测技术论文篇5

Bridge pile foundation inspection of CT technology application paper

JiaDaoFu

Guizhou bridge construction group co., LTD

Abstract: the bridge pile foundation inspection is related to the quality and safety of bridge foundation of the important link, the ultrasonic CT technology is emerging in recent years the development of testing technology. In this paper, through years of work practice, the bridge pile foundation inspection on CT technology in the application of the paper.

Keywords: bridge pile foundation, detection, CT technology

中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：

1超声波CT技术的检测方法超声波CT的检测主要是在桥梁桩基浇注的过程当中，检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管，这种声测管可以对于桥梁桩基内部的缺陷进行探测，探测的方法主要有两种，分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后，会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数，然后根据这些参数的统计与分析，就可以确定缺陷发生的大致范围，最后通过精确的定位得出发生缺陷的具置。当然这种测试方法有一定的局限性，测试结果只能确定缺陷的大致范围，对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小，分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此，在运用超声波CT技术的同时会适当的加入一些成像无损技术，这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小，分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果，同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。

2超声波成像技术应用桩基检测的原因超声波CT技术原用于医院的诊断当中，而正是因为在医学诊断当中的广泛引用，提高了超声波CT技术的重视。这种技术是以提高射线理论的旅行实践来延迟借助古典Radon的变化实现反演。而后来又发展出通过波动方程为基础的层析成像方法，这种方法主要应用于固体介质的检测，目前针对煤炭资源的开采，石油的发掘以及对于各地地质的勘探，并且得到了广泛的应用。由于这种方法能够清晰的识别缺陷，同时还具备较高的分辨率，因此对于桥梁桩基的检测也有较高的效用。对于桩基的检测主要有桩基结构的稳定以及承载能力，同时还可以检测出疏密程度，空洞，夹泥等现象。

3超声波CT技术的工作步骤超声波CT技术主要包括对于数据的采集，对于数据的处理以及结果的研究这三个阶段。在这三个阶段当中，最关键的就是对数据的处理，数据处理主要包括以下步骤，第一进行模型的建立以及参数化，第二对数据进行正演计算，第三部进行反演以及图像的重建，第四步对反演的结果进行分析。而在这些步骤当中正演的计算以及对于反演图像的分析是最重要的。下面主要介绍其中最重要的正演计算过程。根据弹性波波传播理论以及CT技术的不同，超声波技术可分为大致的两类，第一种就是波动方程层析，这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影，同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算，这种方式计算的过程较为简单，操作方便，但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征，是在射线路径上将桥梁的内部构造进行反投影，然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐，需要耗费大量的实践，但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种，例如打靶法，近似弯曲法以及弯曲法等等，这些方法也都在不断的探索当中，相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。

4对于成像结果的数据处理超声波CT技术对桩基检测之后，仪器会显示多种图像的数据，这些数据能够真实的反映出砼结构内部的实际情况，要解读这些数据，一般要采用一个超声波层析成像软件的系统，这种系统是利用VB语言开发的，它的系统核心主要完成对图像的正反演数据的处理。在对正反演数据进行处理的过程当中，主要有四种层析反演方法，分别是最小二乘共轭梯度，代数重建方法，奇异值分解方法以及LSQR方法。使用该系统可以根据使用者所选的反演算法进行层析图像的数据处理。而这些选择只需要在系统的主界面上就可以输入。

5超声波技术的发展前景由于超声波技术在桥梁桩基的检测中不仅对桩基没有损伤，而且检测效率较高，方法较为简便，能够直观的看到检测结果，因此超声波检测技术在以后的检测技术手段中必然占有很高的地位。首先超声波技术会逐步应用到三维层析成像。普通的层析成像是将立体的检测对象分解成为二维的薄片，然后对很多的二维薄片进行缺陷分析，这种方法不仅耗时耗力，同时检测结果容易出错。相反，三维层析成像不仅可以直观的反映出检测对象的缺陷分布，同时加入超声波技术，还可以极大的降低内存的消耗以及CPU的占用情况，同时三维层析成像加入超声技术，还可以降低正反演的计算过程，计算过程也降低了很多。因此，这种技术在以后的探测领域必将得到很好的发展前景。其次就是多参量层析成像方向。以往的声波层析技术知识根据单一的观测数据进行反演单一的物理量，同时各个物理量之间联系万千，如果想确定每个物理量的准确值，难度很大。而如果将多参数同步反演加入超声波的成像研究方法，就可以实现多种参数同时求解。而这种反演方法对于多参数的多分量的分析无疑是最佳的办法。最后就是基于波动方程的层析成像。基于射线理论，在桥梁桩基中的层析成像方法由于具有较高的信噪比，传播方式单一，具有一定的局限性，而如果波动方程的层析成像应用超声波技术，会克服以上的缺陷，同时超声波技术还可以提取桩基中的全部信息，这比仅仅利用射线跟踪层析成像更能直观的反映其中的结构内容，因此也必将成为未来层析成像的重点发展方向。

6结语综上所述，超声波CT技术应用于桥梁桩基的检测，具有较高的分辨率，反映情况真实准确，并且具有很好的灵敏度，特别是对于缺陷的定位具有其他方法不可比及的精度。然而这种方法也有它的缺点，成本高，一些小的工程很难想象应用这种检测方法，因此如何降低成本，更加完善超声波CT检测技术的系统功能成为我们需要开展的重要课题。

超声检测技术论文篇6

Abstract: Based on the special requirement of submarine pipeline testing, should develop a inspect technology of high effect and high rate of flaw inspecting. Thisarticle proposed AUT technology according to the particle production. Machined a test block, calibrated all channel, inspected the block by AUT and compared with the RT technique, Experimental and practical results showed that the improved inspection equipment had good performance in sensitivity, precision, stability and reliability.

Keywords: Phased array; Ultrasonic testing; Submarine pipeline; Inspection sensitivity

中图分类号：TU317+.8 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

AUT全自动超声波检测系统是基于相控阵技术来研制的，它的前身为多探头超声波检测系统。起初，只用于简单的环焊缝检测。随着相控阵技术和TOFD技术的发展，并且70年代使用了自动焊，提高了对检测的要求，为此，AUT系统在利用相控阵技术的多角度扫查，动态聚焦和TOFD技术检出率高等优势的基础上，增加了扫查装置和马达驱动单元，数据采集单元和工控机等重要装置整合成一台能够对管道环焊缝进行自动检测的系统。

1UT检测与RT检测对比试验实施方案

1.1根据南海深水天然气开发工程技术规格书要求准备AUT/RT对比试验试块，制定对比实施方案及计划，针对此项目31.8mm X70材质的管线V型坡口环焊缝完成此项对比工作。

1.2 实施方案说明

 在AUT校验试块完成后对AUT设备进行调试校准，完成AUT设备的准备工作。

 模拟加工对比试验焊件，模拟焊接缺陷，并分布于焊缝各部位用于校验射线及AUT检验结果的对比

 跟踪检验过程，并记录检验参数，对比结果的分析，完成对比试验并得出结论。

2全自动相控阵超声波检测系统（AUT）简介

2.1 相控阵超声波检测的基本原理

与传统超声波检测不同，相控阵超声波检测系统采用多声束扫描成像技术，超声波检测探头是由多个晶片组成的换能器阵列，阵列单元在激发电路激励下以可控的相位激发出超声波，并使超声波声束在确定的声场处聚焦。声场控制通过在发射脉冲和接收信号的过程中引入相位控制来实现。

2.2 相控阵探头

超声线性相控阵探头是超声检测中实现电声转换的器件，它由换能器、壳体、电缆和其它附件组成。换能器是探头的功能件，具有发射超声波和接收超声波信息的功能。

相控阵探头由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元，使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面。同样，在反射波的接收过程中，按一定规则的时序控制接收单元的接收并进行信号合成。

2.3 相控阵聚焦特性

使用超声线形相控阵探头时，声束的聚焦是通过向阵列中的内部晶片增加延时（ΔT）得到的。聚焦时，阵列中每个小晶片发射的能量累积叠加到某一点。

因此，利用一个探头即可得到聚焦在不同深度的声束，但聚焦只发生在近场区范围内。

3检验内容

3.1人工缺陷环焊缝加工

试管材质为APL X65，尺寸为外径30寸，壁厚31.8毫米,焊缝截面为双面V型坡口，试块分别加工了模拟根部缺陷（一个未熔合，一个未焊透），层间缺陷（5个未熔合）和表面开口缺陷（上游，下游，中部各一个未熔合）的共9个未熔合和1个未焊透。

3.2实验方法

本次实验采用的是OLYMPUS公司的PIPEWIZARD系统。在校准试块上离焊缝中心线170mm的位置安装上导轨，把机头固定在导轨上，校准好编码器，直到双门带状图上能发现校准试块的所有缺陷为止，此时校准过程结束。对焊缝进行全自动超声波检测，保存后对图像和数据进行分析。

3.3实验对比结果

将制作好10个人工缺陷的焊接件还进行了射线照相检验，以其获得试块的全自动相控阵检测和RT检测结果对比，以验证AUT检测结果的正确性。Φ2*8代表射线底片发现了2个Φ2的气孔，3/2代表一个长度为3，一个长度为2的缺陷。焊接件人工制作的10个人工缺陷AUT技术全部检出，另外还检出了试管焊接的时候产生的另外2个焊接缺陷。且AUT检出率为100%，而RT检测率仅为80%，可见AUT技术在检出率方面超过了RT方法。并与焊接前的人工缺陷实际长度和位置进行了比较，验证了AUT方法的高检出率和准确率。

超声检测技术论文篇7

Abstract: this paper based on the principle of guided wave, this paper introduces Isonic2006 portable try sound positioning Israel multi-function ultrasonic imaging detection system; According to an oil pipeline in service of internal corrosion inspection, realized the high precision quantitative and corrosion in positioning.

Keywords: ultrasonic wave guide; Isonic2006 system, inside corrosion

中图分类号： TE973 文献标识码：A文章编号：

1、引言

导波技术[1-2]对管道及焊缝的内部缺陷具有高检出率及准确定量性，相对常规检测方法，并且具有检测的高效率。超声导波技术已在国内各工业领域都逐渐被广泛运用，结合国内日益兴起的工业，在某些特殊在役环境中有取代RT 技术的趋势。

2、导波检测技术基本原理[3-4]

在无限均匀介质中传播的波称为体波，体波有两种：一种叫做纵波(或称疏密波、无旋波、拉压波、P波)；一种叫做横波(或称剪切波、S波)，它们以各自的速度传播而无波形混合。而在一弹性半空间表面处，或两个弹性半空间表面处，由于介质性质的不连续性，超声波经过一次反射或透射而发生波形转换。随后，各种类型的反射波和透射波及界面波均以各自恒定的速度传播，而传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关，不依赖于波动本身的特性。

当介质中有多于一个的界面存在时，就会形成一些具有一定厚度的“层”。位于层中的超声波将要经受多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉。若一个弹性半空间被平行于表面的另一个平面所截，从而使其厚度方向成为有界的，这就构成了一个无限延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在两个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方向行进，即平行的边界制导超声波在板内传播。这样的一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中传播的超声波即所谓的板波。板波是超声无损检测中最常用的一种导波形式，由20世纪初究无限大板中正弦波问题而得名。除此之外，圆柱壳、棒及层状的弹性体都是典型的波导。其共同特性是由两个或更多的平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸〔如壁厚、直径等)到问题中来。在波导中传播的超声波称为超声导波，在圆柱和圆柱壳中传播的导波称为柱面导波。

3、Isonic2006便携式声定位多功能超声成像检测系统简介

以色列 Sonotron NDT 公司出品的Isonic系列多功能便携式超声成像检测系统，是一种由计算机集成专业软件模式的新一代数字超声成像检测设备，该设备采用Windows 操作系统、一体化防水键盘（部分机型采用内置式电子键盘）、触摸式液晶彩屏、检测数据后处理自动生成报告直接打印或快速共享至网络设备进行处理等功能，具备了电脑的所有性能。主要特点：灵巧、可靠、快速、可实现一次性记录20米扫查距离，快速完成斜探头及直探头B扫描、导波及TOFD成像自动记录缺陷，适用于各种现场的手动及自动化检测，独有的声定位C 扫描设计，可对探头和检测件的相对位置，及探头移动间距与转向角度进行全空间无线式三维跟踪，扫查成像进程与检测跟踪记录同步完成，并自动记录缺陷，确保检测区域扫查覆盖率达到100%；系统见图2.

针对管道内腐蚀检测，本文主要介绍Isonic2006检测系统中的快速导波扫描功能、快速B扫描功能、声定位C扫描功。

4、 导波对在役输油管道检测运用

针对长距离的在役输油管线，现场先是通过Isonic2006 系统的导波功能，采用其中的快速导波扫描功能对管道母材腐蚀进行快速预检，结果发现距离检测点1米外的缺陷信号，在快速导波检测出有问题的区域进行表面打磨，在打磨区通过Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其进行内壁腐蚀定量，其扫描如图2所示，检测输入出来的数据图如图3所示。

图2 内壁腐蚀定量检测图 图3 内壁腐蚀定量检测图

根据色彩图，很容易看出内腐蚀区域的面积，从该面积图中，可以通过滤波从中精确的测量出内腐蚀的长度、宽度、深度及面积，得出的具体参数如下：

L-Coordinate = 57.28 mm （位置） Projection Length = 27.4 mm （宽度）

X-Coordinate = 47.47 mm （位置） Projection Width = 37.97 mm （长度）

Y-Coordinate - Depth = 4.01 mm （深度）Projection Height = 3.03 mm (减薄量)

有以上数据可以充分的说明Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其内腐蚀检测的精准的定位性及定量性。

5、结论

通过波导检测技术中的Isonic2006检测系统对在役输油管道的检测中，可以得出该技术对缺陷的检出率明显高于常规的检测技术,并且对内腐蚀的长度、宽度深度、面积具有检测速度快，检测精度准的特性。扫描图显示的缺陷较为直观，并可永久保存，综合成本低，对周边环境无影响，可在很大程度上为业主节省工期，更值得重视的是对人体无辐射危害，值得推广。

参考文献：

超声检测技术论文篇8

中图分类号：X924.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0365-01

0引言

螺栓是承压类特种设备中常见的紧固件之一，在我国现行的特种设备安全技术规范[1]中指出，M36以上的承压设备主螺栓属于设备本体中的主要受压元件，因此需要进行法定的检验检测。目前，对该元件的无损检测主要采用柱体内部缺陷超声直探头检测和螺纹根部裂纹的小K值超声斜探头检测[2]，该过程不仅需要频繁更换探头，而且容易受边缘效应而对检测结果产生影响，因此大大的降低了检测效率和检测结果的可靠性。

1 超声相控阵检测分析

M36以上主螺栓检测面窄，探头移动空间受限；柱体长度较大、直径小；螺纹分布密集，常规的超声检测技术容易产生漏检，而超声相控阵检测探头是由一组压电晶片按一定规则组成阵列，通过控制各晶片的激发延时，有效的控制声束的扫描角度和聚焦位置，大大提高声束的覆盖范围和指向性，如图1所示，

因此，超声相控阵用于M36以上主螺栓的无损检测具有可行性。然而，由于超声相控阵各晶片的相对独立性，其波束模式呈现主瓣旁瓣特征，如图2所示。

在图2中，位于0°角位置的波束为主波束或主瓣，其余为旁波束或旁瓣。由于M36主螺栓柱体长且窄的特征，侧壁的旁瓣的回波容易导致对主瓣回波的干扰，此外，主瓣宽度越大，扩散角越大，对柱体底部的指向性变差，影响检测结果，因此需要对超声相控阵检测参数进行优化。

超声相控阵波束响应的计算公式为[5]：

（1）

其中为波束响应，是给定加权矢量（列矢量）的转置，是阵列响应矢量（列矢量）。

对于均匀线性阵列（uniform linear array，ULA），其阵列响应矢量为：

（2）

其中M为晶片数，，为相邻晶片间距，为波长。

由公式（1）（2）可知，晶片数越多，波长越短，主瓣越高越窄，旁瓣越低，系统指向性和分辨率越高。因此在M36以上主螺栓的超声相控阵检测中，应尽量选择高频多阵元（晶片）探头。

2 仿真与试验研究

如图3所示，在CIVA仿真过程中采用64阵元5MHz探头，激发规则为两侧晶片首先激发，内侧晶片依次延时激发，实现对中心轴向的聚焦。

仿真对试件中设置的孔型和槽型缺陷产生了准确的相应，结果表明，采用5MHz，64阵元超声相控阵可以实现对M36以上主螺栓的有效检测。

为验证理论与仿真结果，本文对M36以上主螺栓进行了超声相控阵试验研究，试验采用OLYMPUS MX-2型便携式超声相控阵检测仪，探头为64阵元，5MHz，安装0°楔块，如图4所示。

检测中采用的扫描方式为A扫描和扇形扫描，扫描角度为-30°-30°，采样频率为100MHz，激发电压为80V，获得的图像如图5所示，在不移动探头的情况下，检测共发现不同角度缺陷7处，缺陷显示直观，信噪比较高。

3 结论

（1） 超声相控阵检测技术在M36以上主螺栓检测中能有效的代替传统超声直探头与斜探头的检测结合，并具有更高的检测效率与检测可靠性。

（2） 超声相控阵检测结果直观，便于检测人员对缺陷的分析。

（3） 高频多阵元的超声相控阵在细长杆结构的金属检测中具有有效的应用。

超声检测技术论文篇9

前言

在汽车故障检测的过程中，由于人工检测存在着很大的误差，不利于维修工作的顺利开展，因此，需要借助于一些检测技术，采用智能检测的方法进行检测，这样才能够确保检测的准确性。在如今的汽车维修行业中，超声波测距技术被广泛的应用于汽车故障检测中，超声波测距技术具有检测的准确性高，检测时间短等优势。在汽车检测实际应用的过程中，需要了解超声波测距技术的相关原理及其影响检测准确性的相关因素，才能够利用超声波测距技术做好汽车维修与检测工作，下面针对于超声波测距技术在汽车维修与检测中的应用进行了具体的探讨。

1 超声波测距技术原理

超声波测距技术主要是利用压电晶体的谐振进行工作的。主要就是通过测得的超声波的时间进行距离的测定，并且根据数学公式：速度×时间=距离。而在汽车维修检测中，也是通过运用超声波测距技术的原理进行故障的检测，进而运用速度，时间和距离的关系分析出汽车故障的位置及其原因[1]。

2 超声波测距技术在汽车维修与检测中的应用

2.1 在单元电路设计中的应用

在汽车维修和检测的过程中，会经常用到控制电路、超声波测距电路、显示电路、语音播报电路等，这些都属于单元电路，在本文中提到的超声波测距技术在这些单元电路中都有应用。例如，控制电路在设计上是通过一个系统板来控制电路发射出一连串的信号，再经过放大来接受反射回来的信号，通过信号的发射和反射，可以计算出相应的距离，然后再通过LCD显示模块将其显示出来，并进行语音模块将信息播报出来[2]。超声波测距电路与控制电路有些相似，开始也是要通过特点的传感器来发出信号，有所不同的是它要被动的接受信号，并不是通过反射来接受的，而，是通过超声波的发射到接受的时间差实现测量距离的；显示电路主要应用到LCD液晶显示器上，是通过传感器超声波发出到接受的过程来测定车辆与障碍物的距离，并通过LCD液晶显示器显示出来；语音播报电路与LCD显示器一样都是一种本身具有的表态形式，将超声波测量、检测的结果用语音的形式播报出来。可以通过这些单元电路来检测车辆的形式动态，另外还有很多设备中也应用到超声波测距技术，这些软件对车辆的维修和检测工作都起到了重大作用[3]。

2.2 在软件设计中的应用

超声波的发射和接受程序软件，在汽车维修和检测中经常用到，例如，计时器的开始计时和结束计时，是通过超声波的发射来启动计时程序，主要是采用超声波发射序列来实现定时的功能，再通过外界方波的序列终端计时程序，使计时结束；液晶显示程序软件，是与超声波有着密不可分的联系，尤其是显示器上的颜色指示灯，可以根据超声波的超差距离、实测距离、合格距离等综合判断来显示不同颜色的指示灯，明确的表示出汽车的检测状态。

2.3 超声波在汽车检测中的设计方案比较

超声波应用到汽车检测设计中，主要以三种检测方案进行的。（1）直接检测方式，是对两个不同的位置进行直接检测的方式，检测结果经过视频放大器可以设定多倍显示，但是，这个过程中需要使用变压器，不利于相关的调试工作；（2）一体式反射检测方式，需要做好发射和接受时电路的转换工作，该检测方案如果是在距离较近的情况下，会存在无法检测的盲区，而且，在试用中很容易产生震荡的现象，使汽车的检测工作不准确；分体反射检测方式，是一种串联方式的检测方案，在这种串联谐振频率下，超声波的发射器可以具有较高的灵敏度，而且，接收器还会在反谐振平率下也一样具有较高的灵敏度[4]。因此，使用分体式反射检测方式，不仅便于调试，而且，在检测的过程中就算距离近也不会产生盲区的现象，有效的提高汽车检测的效率，但是，在使用该方式时需要注意的是，由于使用的超声波接收器的电压高低之间大概有100倍的差距，因此，必须要采用高速型的运算放大器才能让这种检测方式发挥出更大的检测效果。

3 影响超声波测距技术的因素

3.1 温度

在应用超声波测距技术的过程中，需要充分的考虑温度对其的影响，如果汽车维修人员在采用该技术进行检测的过程中，忽略了温度，将会严重的影响到检测结果的准确性。主要是由于温度的变化会影响到超声波的传播速度，并且温度越高，超声波的传播速度会越快，进而影响到计算结果的准确性[5]。因此，在采用超声波测距进行检测的过程中，需要根据大气的温度，确定超声波的传播速度，再进行计算，这样才能够确保检测结果的准确性。

3.2 接收脉冲的变化

接收脉冲的变化也对超声波测距技术检测的准确性具有影响。由于超声波具有衰减的特征，而在实际的检测中，在接收脉冲的过程中，存在着一定的延时性，这样在具体的对超声波进行计算的时候，就会出现一定的误差，影响到计算结果的准确性。因此，在汽车维修检测的过程中，需要充分的考虑到接收脉冲的变化。

3.3 信号传递中的漫反射

由于在超声波传播的过程中，会受到物体的影响导致漫反射问题的出现，进而影响到检测的结果。因此，要想在实际的测量中避免这类问题的出现影响到检测的准确性，需要根据实际的检测地点，选好检测的角度，尽量的减少信号传递过程中的漫反射，有助于检测结果的准确，为汽车维修工作提供有效的数据依据[6]。

3.4 直达波的影响

在利用超声波测距技术进行检测的过程中，还会受到直达波的影响，由于一部分脉冲会被测物体传播并反射到接收头，而另一部分脉冲会直接传播到附近的接收头，进而导致测量误差的出现，如果在进行结果计算的过程中，采用该种结果进行计算，会严重的影响到检测结果的准确性，不利于检测工作的顺利开展。

4 结束语

本文主要针对于超声波测距技术在汽车维修与检测中的应用进行了具体的分析和研究，通过本文的探讨，我们了解到，在汽车维修行业应用超声波测距技术的时候，需要全面的了解其原理及其影响超声波测距技术的各种因素，进而根据汽车维修和检测的实际特点，在检测的过程中对于各种影响因素进行规避，能够有效的减少测量误差的出现，提高检测的准确性，使超声波测距技术更好的为汽车维修工作服务，促进汽车维修工作的顺利进行。

参考文献

[1]仇成群，胡天云.基于超声波的汽车防撞报警系统的设计[J].制造业自动化，2009（04）.

[2]魏泉.超声波测距技术在轨道吊防撞功能中的应用[J].港口科技，2009（07）.

[3]王祖麟，谢毓.超声波测距在汽车停车泊位中的应用[J].轻型汽车技术，2009（Z3）.

超声检测技术论文篇10

中图分类号 TH49 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0248-02

石化企业中拥有大量的压力容器，容器内的介质大多为易燃、易爆、有毒或者有严重的腐蚀性，长期工作在高温高压环境之下，具有很强的危险性。近年来，国内外石化企业压力容器爆炸的事件时有出现，严重危害了国家及人民的生命财产安全，因此，压力容器的监测及定期检验至关重要。本文主要就压力容器常见的无损检测技术的应用问题进行简单的探讨分析。

1 无损检测概述

焊缝无损检测技术就是在不损伤被检测对象的内部组织、使用性能的情况下，通过一定检测技术对待检测物质的表面及内部结构、状态、性质、缺陷等相关情况进行检查测试。无损检测是工业设备及材料质量检验过程中常见的技术手段，目前来说国内外常用的石化企业压力容器无损检测技术有超声检测、红外热检测、磁粉探伤、渗透探伤、射线探伤等5种，下文对这5种检测方法进行重点叙述。

2 石化企业压力容器常见的无损检测技术

2.1 红外热检测

红外热检测顾名思义就是利用红外线的热辐射特性检测设备。常温压力容器的高应力集中部位检测以及高温压力容器热传导在线检测中常常会使用这种检测手段。高温压力容器长时间使用后难免会出现内部结焦、堵塞、内衬损伤等问题，使用红外检测技术不需要直接接触压力容器，能够快速、实时对压力容器进行大面积远距离检测。近年来该技术在石化企业相关工业设备的检测中应用十分广泛，相关研究分析发现，与其他几种无损检测方法相比，红外热检测技术的速度更快，可以对压力容器进行震动分析，能够有效地预防设备故障，在制造装载核燃料的压力容器时使用这种方法进行检测，能够减少容器制造过程中的气泡及缺陷，目前来说我国已经有许多研究部门与石化企业就压力容器、压力管道等设备材料的断裂力学、热传导分析等等问题进行了研究讨论，成功的将红外热检测技术应用于反应器、液化石油气储罐等等设备的检测过程中。就检测仪器来说，我国已经成功研制开发出多种制冷红外热像仪以及非制冷红外热像仪，未来很长一段时间内，我国红外热检测技术的研究方向主要在两个方向，其一，在应用物理学、传热学专业知识基础上，使用计算机设计一个数学模型，建立一个长期监控系统，用于实时监控在线运行的压力容器；其二，建立完善的红外检测国家或行业标准，缩小与国外的差距。

2.2 超声检测

物体的内部结构不同，声学特征也会不同，它们会影响到超声波的传播，超声检测就是利用这一原理检测待测材料的缺陷及物理特征。超声检测是目前国内外相关企业中应用范围最广、使用做多的无损检测技术，超声检测能够检测出压力容器焊缝内表面的裂纹、接焊缝内部埋藏缺陷、焊缝外表面裂纹、焊缝内缺陷的高度等等缺陷，超声检测的效率较高、速度较快、检测的深度较大、对于检测人员不会造成伤害、现场检测比较方便，但实际的检测过程中容易受到材料表面粗糙度、检测人员技术经验、焊缝表面成型状况等等因素的影响，粗晶材料的精确度难以保证，且这种检测方法下缺陷表达也不够直观。下文主要对超声检测中的关键技术进行简单的讨论。

1）信号处理技术。超声信号是识别待检测对象中的缺陷及其位置的重要工具，但超声波检测信号可能会受到其他噪音的影响，导致超声波信号的传输及接收出现问题，因此许多研究人员就超声波信号的处理问题进行了深入的探讨分析，比如使用小波包对超声波检测信号进行降噪处理，可以有效地提高信噪比；比如在缺陷深度的智能识别中引入人工神经网络技术、小波分析等等相关技术，使得超生的定量识别更加便捷。超声波处理问题是超声检测的关键技术，必须不断地深入分析，才能够提高该种无损检测技术的效率。

2）超声换能器。超声转换器的主要作用是将输入的电功率转换为超声波传递出去，是超声波检测技术中的关键设备，常见的超声波转换器有电磁超声转换器、压电超声转换器等等几种，电磁超声转换器在实际应用中不需要直接接触待测物体，能够应用于高温高速及在线检测过程中。现阶段，压电超声波转换器正朝着高频、大功率、低压驱动、集成化等等方向发展，西班牙、法国等等国家已经取得了一定的研究成果。

2.3 磁粉探伤

铁磁性材料磁化会产生磁感应强度，会导致磁力线密度增大，当因焊缝缺陷、材质等原因造成材料存在不连续性时，磁力线发生畸变，溢出检测材料表面，产生漏磁场，物体缺陷周围的磁粉会出现堆积，这种检测方法的灵敏度较高，能够检测出铁磁材料近表面以及表面的缺陷，对于缺陷的位置、大小、形状等等相关内容都能够直观的显示出来，检测速度快且成本低，污染小，但这种方法只能用于铁磁性材料，奥氏体不锈钢材料、焊缝及一些非铁磁性材料的缺陷问题不能检测，材料内部的缺陷难以发现，检测时工件的磁化方向会影响到检测灵敏度，部分工件检测完成后还要进行退磁处理。

2.4 射线探伤

射线探伤中使用的射线主要有X射线及γ射线两种，实际的检测过程中，由于射线穿透待测物各部分结构时会产生不同强度的衰减，通过检测衰减的程度就能够检查出材料存在的缺陷。射线经过待测材料会被吸收，将吸收后的射线投射到胶片上，然后对胶片进行显影处理，可以发现物体厚度的变化即内部缺陷情况，通过这一信息能够判定焊缝缺陷的危害性及焊接质量等级。压力容器制造过程中常用射线探伤的方法检测其焊缝。这种检测方法比较直接明了，能够对焊缝进行定性、定量的检测，检测结果的准确度也较高，检出的结果能够长期保存，对于夹渣、气孔等等体积型缺陷的检出率相对较高，但是检测设备成本较高不便携带，且产生的射线可能会危害现场工作人员的人身健康。

2.5 渗透探伤

渗透探伤的检测原理主要是毛细作用，检测过程中将含有荧光染料或者着色染料的特制渗透液施涂在待检测工件的表面，一段时间之后，表面开口缺陷中会渗进渗透液，将材料表面的多余渗透液清除，将显像剂涂抹在零件表面，缺陷中残留的渗透液会再次回渗到显像剂中，紫外线或白光作用下，缺陷处会清晰的显示出渗透液的痕迹。压力容器制造过程中可以使用这种方法检测热影响区及焊缝的冷裂纹、延迟裂纹等表面开口缺陷。压力容器使用过程中可以使用这种方法检测基材、热影响区等等部位的晶间腐蚀、应力腐蚀等等表面开口缺陷。

这种方法适用于各种材料的工件及设备的无损检测，尤其是一些大型工件、形状不规则工件、设备的现场检修检测之中，检测方法比较便捷，不需要电源，缺陷显示十分直接，但是渗透探伤检测的精度及深度都不够，检测完成后还需要做好清洁工作。

3 结论

本文简单就超声检测、红外热检测、磁粉探伤、渗透探伤、射线探伤几种检测技术在压力容器无损检测中的应用进行了简单的讨论分析，实际工作过程中，还有声发射检测、金属刺激仪检测等无损检测技术，本文不再详细介绍。

超声检测技术论文篇11

砼是混凝土的简称，是建筑工程的重要原材料，与建筑工程质量密切相关。当前，随着我国建筑行业的繁荣发展，社会各界对建筑工程质量越发关注，如何运用相关技术做好砼检查工作，确保建筑工程质量，成为业内人士研究的重要课题。

一、砼检查方案的确定

建筑工程质量检测中，制定合理的检查方案，对提高检测效率具有积极的促进意义，因此，为确保检查质量，提高砼质量评估的准确性，及时发现砼存在的问题，对砼检查时应综合分析各方面要求，制定完善的检查方案，尤其应做好以下工作：首先，综合考虑建筑工程工艺对砼质量的要求，深入分析影响砼质量的相关因素，加强对砼配比各项参数的检查与分析，严格依据相关规范标准制定检查方案。其次，从技术可行性及经济角度对比不同检查方案及所用方法，将检查预算控制在允许范围内。同时，在检查方案中详细阐明砼检查工作的流程以及取样位置，确保取样的随机性，并具有代表性。最后，检查方案各环节操作是否得当，直接影响砼质量检查结果的准确性，因此，制定检查方案时尤其应要求技术人员认真、详细填写检查数据，保存检查报告，为砼质量评估工作的开展做好铺垫。

二、砼检查技术的分析

当前对砼质量及性能的检查应用的技术较多，其中钻芯检查、回弹检查以及超声波检测技术应用广泛，尤其对其进行深入探讨，可为其在砼检查工作中更好的应用提供参考。接下来逐一对其进行分析：1.钻芯检查技术钻芯检查技术是检查砼性能的常用方法方法之一，具有检查结果准确、可靠、直观等优点，但会给建筑工程结构造成一定损坏，为此，提倡进行小直径芯样检测。钻芯作业需要使用专门的器具，并注重以下内容，以更好的检查混凝土强度及内部存在的问题。首先，选择准确的取样位置。确定钻芯取样位置时应选择在构件或结构受力较小的位置。同时，确保取样具有具有代表性。另外，还应方便钻机安装及作业。实践表明，选择合理的取样位置不仅有助于提高对砼质量的评估准确性，而且还能减少意外的发生。其次，确定合适的取样数量。根据检测要求确定合理的钻芯数量，当推定单个构件混凝土强度时有效芯样至少应为3个，当构件较小时，有效芯样数量至少应为2个；同时，检测局部区域时应根据检测单位要求确定钻芯数量。另外，进行批量检测时应依据检测批的容量，确定芯样数量。最后，芯样的处理及强度计算。对芯样进行处理，以满足检测规范要求，并使用如下公式计算芯样强度。2.回弹检查技术回弹检查技术也是砼检查中的常用技术，为保证检查质量，采用该技术时应注重以下内容的落实：首先，做好充分的准备。使用回弹检查技术时应做好充分的准备，认真收集水泥品种、砂石种类、粒径、外加剂品种及产量等相关资料。同时，认真检查所用回弹仪性能，确保其处于最佳工作状态。另外，正式检测之前应认真分析相关规范内容，明确对测区布置位置及测区数量的要求。其次，把握检测的细节。保证检测结果准确度，开展检测工作时一方面，应将回弹仪的轴线和构件或结构的混凝土表面，缓慢的进行施压，确保读数的准确性。另一方面，保证测区范围内测点均匀分布，相邻测点的净距离至少应为20mm，并且保持测点和预埋件、外露钢筋距离至少应为30mm。另外，不应将测点布置在外露石子或气孔上，保证同一测点仅弹击一次。最后，计算并修正回弹值。计算回弹值时应从测区的16个回弹值中，分别将最大、最小的三个值剔除，而后使用下列公式，计算平均回弹值：其中Rm为测区的平均回弹值；Ri表示第i个测点的回弹值。同时，为还应依据相关规范要求对回弹值进行修正，以确保回弹值的准确性。1.超声波检测技术超声波检测砼质量技术是一种无损检测技术，通过分析超声波波形特点，判断砼内部是否存在缺陷，即，当砼内部正常时超声波各项参数在平均值附近波动，而一旦内部存在缺陷，则会与平均值产生较大偏离（如图1（甲）正常与（乙）异常混凝土波形）。运用超声技术对砼进行检测时，为保证超声波检测砼的质量，应认真落实以下内容，首先，注重超声仪的选择与校准。超声仪是超声检测技术的关键设备，其性能直接影响检测准确度，因此，使用超声波法检查砼时，一方面，使用性能优良的超声仪，另一方面，正式检查前对超声仪进行校准，确保检测精度满足相关规范要求。其次，选择合适的检测方法。为保证检测质量应根据现场条件、构件大小、构件外形等，使用对应的检测方法。如被测位置只有一个测试面时可使用平测法；当两个检测面相交时可使用斜侧法。最后，注重影响检测质量的因素。使用超声波检测方法时，混凝土钢筋、砼中的水分等会给检测结果造成不良影响。例如，当混凝土中含有较多水分时，内部的空隙被水分填充，影响超声波的传播速度，从而给检测结果造成较大干扰，因此，使用该方法进行检测时应选择合适的时机，以及恰当的检测位置。

三、结论

砼质量检查是建筑工程质量检测的重要内容之一，因此，为及时发现砼内部存在的缺陷，应注重砼检查技术应用的探讨。本文通过研究得出以下结论：（1）根据建筑工程实际及检测工作要求，确定合理的砼检查方案，尤其应从经济及技术角度论证检查方案的可行性，为更好的开展检测工作奠定基础。（2）当前砼质量检查技术较多，尤其钻芯检查技术、回弹检查技术以及超声波检查技术应用广泛，因此，应注重这些技术的研究，明确这些技术的优点以及相关要求，结合建筑工程具体实际加以灵活的应用，不断提高砼检查质量及水平。

参考文献

[1]黎进.建筑工程质量检测工作的技术关键点分析[J].建材与装饰,2016,17:83-84.

超声检测技术论文篇12

中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：

引言

无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。超声波无损检测在工业中的应用极为广泛，尤其是空气耦合式超声波无损检测技术因为其自身的特点，已经得到越来越多领域的认可。

1、超声波检测技术的发展

超声检测技术的应用依赖于具体检测工件的检测工艺和方法，同时，超声检测还存在检测的可靠性，缺陷的定量、定性、定位以及缺陷检出概率、漏检率、检测结果重复率等问题，这些对超声检测仪器的研制提出了更高要求。

为克服传统接触式超声检测的不足，人们开始探索非接触式超声检测技术，提出了激光超声、电磁超声、空气耦合超声等。其中空气耦合式超声波无损检测技术因其非接触、非侵入、完全无损的特点，特别是能够实现快速在线扫查，使该技术有着很好的应用前景。

为提高检测效率，发展了相控阵超声检测。随着机械扫描超声成像技术的成熟，超声成像检测也得到飞速发展。目前，超声检测仪器已明显向检测自动化、超声信号处理数字化、诊断智能化、多种成像技术的方向发展。

1.1 检测自动化

钢铁和机械行业已经广泛采用了自动超声检测设备和检测流水线，检测管材、线材或其他型材。此外，各种专业检测仪器也不断涌现，如用于探测窄空间管道的遥控自动爬车，用于检测变速齿轮焊缝的自动超声检测系统等。

1.2 超声信号处理数字化

目前，超声信号处理已经广泛采用现代数字信号处理技术（如自适应算法、谱分离处理、小波分析等），既能有效滤除超声回波中夹杂的噪声，又能对检测缺陷的特有属性进行分析，极大的提高了超声检测的准确性。

1.3 诊断智能化

借助模式识别和人工神经网技术，既能智能识别超声检测中的缺陷类别，又能对检测结果的进行智能化评定，在一定程度上降低了人为因素影响，提高了检测结果的准确性。

1.4 超声成像技术

超声成像技术是超声检测技术的又一个重要发展方向。超声成像技术可以提供大量的直观的信息，克服了传统超声检测技术的缺陷显示不直观、难以判断的缺点。

2、空气耦合式超声换能器的发展

空气耦合式超声波检测过程中，超声波的传播主要受三方面影响:超声波在空气中的衰减、气固表面超声波的大量反射、超声换能器的转换效率。前两者在空气耦合式超声波检测条件下为自然现象，无法改变。

这些因素使得超声波传播过程中插入损耗非常高。为了进行高质量信号处理和成像，必须获得高信噪比的信号。所以，高效率、高灵敏度的空气耦合式换能器的研究是此项技术的核心，解决的思路主要有两个方向。

2.1 压电陶瓷超声换能器

从传统的压电陶瓷超声换能器出发，在传感器外表面增加四分之一波长厚度阻抗匹配层，亦或改进传感器的结构等方法，制作适应以空气作介质的换能器。

匹配材料的研究方面，西班牙CSIC声学研究所经过对多种材料特性的研究，提出了两种比较理想的材料(聚醚砜和尼龙)；频率在2MHz以上时可采用混合纤维素脂和聚二氟乙烯，基本解决了匹配材料的选择问题，并首次研究了这些材料的衰减系数随频率变化的问题。

传感器结构研究方面，利用压电陶瓷与高分子聚合物组成的复合体材料形成厚度模式谐振器，采用1-3连接结构，其中压电陶瓷柱组成阵列，由聚合体材料填充，传感器两表面为薄金属膜电极。这种结构能减小传感器材料阻抗，且具有更高的效率和更好的耦合性能。

2.2 静电换能器

采用显微加工技术制作静电换能器(CMUT)。其工作原理是金属化处理后的薄膜附在导体基板上，当给基板和薄膜之间加直流偏压时，由于静电力的作用薄膜会发生变形，施加激励电压即会产生超声波，或者当薄膜接收到超声波振动信号后，由电容变化转换成电信号。其频响宽阻尼性能好特性声阻抗低。

目前应用最广泛的仍然是压电陶瓷类换能器，尤其是在商品化产品中占大多数。压电类换能器具有更大的声功率输出，另外静电换能器相对于压电陶瓷类换能器而言环境依赖性较强，故仍以实验室应用为主。

3、检测方法及其应用

3.1 空气耦合式超声波无损检测方法

(1)穿透式检测。测试件两边各有一个发射传感器和接收传感器。这种检测方式下，可以接收到多种信号。该方式也是空气耦合式超声波无损检测中应用最普遍的一种。

(2)脉冲回波检测。该检测方式多用于表面特性分析和成像。由于试件底面回波信号往往易被试件表面反射信号所淹没，所以较少用于对试件内特性检测。

(3)斜入射同/异侧检测方式。发射传感器和接收传感器在试件同侧或异侧。通过调整入射角度，该方式可在试件内产生纵波、横波、表面波、Lamb波等。

3.2 空气耦合超声波无损检测技术应用

随着换能器技术和相关检测技术的发展，空气耦合超声无损检测技术在各个领域的实际应用取得了较大进展。例如：

(1)立陶宛考纳斯科技大学采用斜入射同侧检测方式，研究了航空用复合材料垂直结构蜂窝板中A0模式Lamb波的板边回波特性，由于损伤区域有很强的能量泄漏，所以可用于检测脱粘和结构损伤等缺陷，并估计其大小；

(2)比利时KATHO集团采用700KHz的空气耦合式传感器，应用穿透式检测方法，研究了纺织品对超声信号的衰减作用，该技术可用于纺织品涂层的不规则性监测；

(3)日本长冈科技大学使用500KHz的静电换能器，研究了材料表面粗糙度特性与散射超声波的扩散特性之间的关系，并与基于基尔霍夫散射模型的理论计算进行了比较。

4、空气耦合式超声无损检测技术局限性

虽然空气耦合式超声波无损检测具有其他超声检测手段不具备的一些突出优点，但这种技术在无损检测和材料分析方面仍有一些局限性。一般来说，声阻抗超高的材料(重金属，高密度氧化物、碳化物、氮化物，金属和非金属硼化物)很难实现在线检测，对这些材料的检测必须采用特殊机制来改进；试件内脉冲回波检测目前难度较大；传感器方面，采用匹配层的方法在提高转换效率的同时也带来了匹配层材料不易获得、带宽较低和高频传感器需要超薄匹配层等缺点。另外，结构上的复杂性和工艺的高精度都使传感器可靠性降低、成本较高，所以应用领域限于特殊应用领域和传统超声无法解决的领域。

5、对我国空气耦合式超声波无损检测技术展望

空气耦合式超声波无损检测技术在复合材料检测、纺织品检测、食品及药品检测、表面特性分析和成像领域有着良好的应用前景，在欧美等发达国家发展迅速且已取得了一些很有实用价值的研究成果。然而，国内在该领域的研究较少，目前仅限少数单位进行了一些理论研究和传感器制造方面的研究，急需加快相关研究工作，才能减小与发达国家之间的差距。

结束语

综上所述，空气耦合式超声波无损检测技术是目前较为先进的一种检测技术，可应用在诸多的领域，但是在我国在该领域研究还存在着不足，因此需要不断地加强对该技术的研究，促进空气耦合式超声波无损检测技术在我国的应用。

参考文献