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超聲波探傷是如何取得超聲波的

超聲波探傷是無損檢驗方法之一。 超聲波探傷技術主要用于在不破壞金屬材料的情況下 采用物理、 化學等手段和方法來探測所檢對象內部和表面的各種潛在缺陷。 近年來超聲波廣泛用來檢驗金屬材料的質量并逐步成為金屬材料預檢或正式檢驗的手段。超聲波探傷是如何取得超聲波的呢?


超聲波是一種超出人的聽覺范圍的高頻率彈性波,目 前已被廣泛應用于科研、 工程和醫學中許多領域。 人耳能聽到的聲音頻率為 16HZ-20kHZ而超聲檢驗裝置所發出和接收的頻率要比20kHZ 高得多 一般為0.5-25MHZ常用 頻率范圍為0.5-10MHZ。

超聲波可以分為縱波、橫波、表面波和板波等多種類型。 當介質中質點的位移與波傳播方向一致時為縱波; 質點的位移方向與波傳播方向相垂直時為橫波; 表面波(或稱瑞利波)只能在物體的表面傳播不能顯著地深入到物體的內部;當板狀彈性介質受到交替變化的表面張力作用而且板厚與波長相當時介質質點產生相應的縱向和橫向振動聲波遍布整個板厚,這種波稱為板波也稱蘭姆波。 在固體中各類超聲波都可以傳播但橫波的傳播速度比縱波小。 在液體和氣體中 只有縱波才能傳播。

超聲波和其它波一樣可以反射、折射、繞射、疊加和干涉。獲得超聲波的方法有許多如磁致伸縮發生器某些晶體的壓電效應等。 已有許多人工制成的材料如鈦酸鋇等都有壓電效應。 在超聲波探傷中獲得超聲波的主要方法是某些晶體的壓電效應。

當在晶片的表面加上交替變更電荷時晶片的尺寸就會交替增大或減小即發生振動這種振動以聲的彈性振動形式傳播到周圍介質中。 如果電荷(例如來自 電子管發生器的電荷)以高于 20kHZ 的頻率(即超聲頻率)加在晶片上 那么晶片的振動也以同樣的頻率傳播到周圍介質中 這就是超聲波獲得的方法。

我們用石英片也可以成功地得到 50MHZ的基頻超聲波。如果由壓電晶片傳來的超聲振動穿過某種介質落在另一壓電晶片上 則后者將產生機械振動。 當壓電晶片施以機械振動時 晶片表面上產生壓電電荷。 該電荷可以被電極移走在電子管放大器中放大并用某種指示器再現。壓電材料近年來發展很快品種繁多目前在超聲波探傷中用得最廣泛的是鋯鈦酸鉛,它具有靈敏度高成本低和工藝簡單等優點其次是石英和鈦酸鋇。

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