超声技术讲座-大学物理实验-北京邮电大学.ppt

超声波测试原理及应用 北京邮电大学 物理实验中心 一、实验原理 1、超声波的特性 声波是一种弹性波，超声波是频率在2?104Hz?1012Hz的声波 超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接收、探头体积小等特点 2、超声波的应用 无损检测：海洋中的探测、材料的无损检测、医学诊断、地质勘探 改变材料性质：超声手术、超声清洗、超声焊接 制造表面波电子器件：振荡器、延迟器、滤波器等 3.超声波波型 超声波在弹性介质中传播 可以有多种振动模式，包括横 波、纵波、表面波等。 超声波传输通过不同 材料界面时可能会改变其 振动模式。 4. 如何产生超声波 超声波换能器：声能和其他形式能量相互转换； 常用的超声换能器：压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器和电磁换能器等. 压电换能器的原理图: 5.超声波发射接收： 6.本实验的任务 影响超声波传播的因素：介质的密度、弹性系数、温度等。 超声波实验中的主要测量物理量：横波纵波声速、发散角等 （1）测量超声波的发散角 （2）测量超声波的声速：横波和纵波声速 （3）超声探伤 二、实验仪器介绍 实验内容 1． 探头声束扩散角的测量 2． 利用直探头探测缺陷深度 （1）??? 绝对探测法；（2）??? 相对探测法 3．斜探头探测缺陷深度和水平距离 实验要求：（1）必须点滴耦合剂后，才能移动探头；（2）将发射端接探头，不能直接连接到示波器（3）实验中要求测量的横波、纵波声速，以及缺陷深度的误差 . * * 直探头 斜探头 发射 接受 试块 探头 一次回波 二次回波 1． 探头声束扩散角的测量 JDUT-2型超声波实验仪 注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴） A B 2． 利用直探头探测缺陷深度 直接探测法： 记录t1，t2 ，tc t0=2t1-t2 间接探测法： 记录 t2 - t1=， t1-tc= 3．斜探头探测缺陷深度和水平距离 （1）测量延迟时间t0、声速c和入射点L’ 3)测量CF3孔的深度Hc和水平距离 2)测量折射角b H