1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5.9千米/秒 钢 1.33千米/秒 空气 1.46千米/秒 水
图1-11
将上图中小球设想为空气、水和钢的内部结构。 一排小球的撞击运动可以比作一个超声波脉冲。
下图示出了声波在不同材料中具有不同速度的一个实际例子。
换能器
水 钢件
图1-12
声波穿过水比穿过钢花去的时间更多些。钢中的声速比水中的声速大约快四倍。
波长是两个相邻位移之间的距离。
换能器
A A A B A
图1-13
波长也可以定义为完成一次循环，声波所传播的距离。
换能器 速度 ? V λ 4 3 λ 2 λ 1
图1-14
用符号“”表示波长，称为“拉姆达”。
下面示图中有一个换能器，它以固定的频率(f)振动，并将声波传入工件中。
9
速度 ? V 换能器 λ 声波 ?
图1-15
这些声波以恒定的速度穿过试样。
如果换能器的频率发生变化，波长也会变化。
v速度?? 波长?
f频率例子：你可以通过增加频率来减少波长
波长是一个常量（速度）除以一个可变量（频率）的比值。 在实际中，人们能够发现的最小缺陷大约为λ/2。
所以要发现更小的缺陷，就需要使用能产生更高频率的换能器。
例子：使用频率为3MHz的换能器，在声速为6km/sec的钢件中所能发现的最小缺陷是多大。
6?106mm/sec?2mm 解：??63?10Hz如果可以检出的最小缺陷是λ/2，那么答案是1mm。
图1-16
10
课后总结：
A、两位移之间的距离称为波长，它是一个质点完成一个完整循环时波所前进的距离。
B、通常用符号“”表示波长，λ称为Lamda。
C、波长等于一个常量（速度）和一个变量（频率）的比值。
v速度?? 波长?
f频率D、在下面的习题中，假定使用脉冲回波法可检出的最小缺陷是波长的一半。 1、用2MHz的探头检测声速为6.0×105cm/s的钢件，可探测出的最小缺陷是多大。
2、如果将探头的频率增至5MHz，可探出的最小缺陷是多大？ 3、如果检测声速为5.9×105cm/s的钢件，下述哪个探头可以探测出钢件中的最小缺陷？每种探头可探测出的最小缺陷各是多大？
2.5MHz 5.0MHz 10.0MHz
4、如果其它条件相同，水中和钢中的声波哪个波长更长？
11
课后练习：
1、就超声检测而言，空气是一种良导体。由于这个原因，超声波在空气中可以传播较远距离。
2、材料中传播中声速与材料质点的密点有直接联系。 3、用来表示波长的符号称为“Shepda”
5、为了理解超声波的定义，认为钢球比铅球的弹性更好。 6、人可以听到频率高达5000000Hz的声音。 7、振动以一系列质点位移的形式通过固体材料。 8、钢中的声速比水中低。
9、在一定时间内完成的循环次数称为频率。
（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）
4、在其他条件相同的情况下，声在水中的波长比在钢中的波长短。 （ ）
10、 在本课程中，认为使用超声波可以检出的最小缺陷是半波长。 （ ） 11、 如果铝中的纵波速度为6.5×105cm/s，并且使用的是2.5MHz的探头，请问
能够检出的最小缺陷是多大？
12、 换能器将机械能转换成电能、并将电能转换成机械能是由于它的
效应。
13、 质点进行一次完整循环所对应的超声脉冲的传播距离称为： 。 课堂测验
1、超声检测用来检测的材料的 。
2、 被归功于超声检测早期的研究和开发。 3、早期的超声研究发生在 。 a、20世纪20年代 c、20世纪30年代
b、20世纪40年代 d、20世纪50年代
4、 和超声波具有相似的特性。 5、超声波的一个特点是高 。 6、超声波是一种 能量的形式。 7、超声检测适用于塑料材料。 8、超声法可以检测材料的厚度。
9、材料的 性能与材料的机械性能相对应。 10、 超声检测的可靠性与 有关。
（ ） （ ）
12
第三课 超声检测设备
专业术语
声学零点 A-扫描 带宽 分贝（dB） 偏转板 电学零点 始脉冲 仪器电路 时钟 接收器 扫描发生器 发射电路 仪器控制
衰减（脉冲宽度） 延迟 距离振幅修正 聚焦 增益（dB） 强度
脉冲重复频率 量程（深度、距离） 线性
超声传入被检工件的精确的时间点
信号显示方式的一种，能给出振幅与时间距离的信息，需要与阴极射线管（CRT）一起使用。
接收或发射的频率范围，有宽带和窄带之分 声强和声压的度量单位
CRT中的部件，为电子流提供方向，与CRT显示的水平位置和垂直位置有关
换能器开始发射脉冲的精确的时间点。与CRT上显示的始脉冲有关。
CRT最左端上的显示的指示，与电学零点相关联。不能用于校准。
为所有其它电路提供时间基准 接收回波信号
为CRT提供一个输入信号 为换能器提供电脉冲信号
控制换能器的振铃效应 改变CRT上指示的水平位置 对衰减进行补偿
使CRT上的指示鲜明 校准时改变指示信号的幅度 控制CRT指示的亮度
单位时间内换能器发射脉冲的次数 为材料的声速和厚度提供补偿 指示的水平和垂直部分之间呈线性的常量关系
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