超聲檢測

超聲檢測 (UT) 是一系列基于超聲波在被測物體或材料中傳播的無損檢測技術。 在大多數常見的 UT 應用中，中心頻率范圍為 0.1-15 MHz，偶爾高達 50 MHz 的非常短的超聲波脈沖波被傳輸到材料中以檢測內部缺陷或表征材料。 一個常見的例子是超聲波測厚，它測試被測對象的厚度，例如，用于監測管道腐蝕。

超聲檢測通常在鋼和其他金屬和合金上進行，盡管它也可以用于混凝土、木材和復合材料，盡管分辨率較低。 它用于許多行業，包括鋼鐵和鋁建筑、冶金、制造、航空航天、汽車和其他交通部門。

這種全新的無損檢測方法專利前兩段的摘錄簡要地描述了這種超聲波檢測的基礎知識。 我的發明涉及一種用于檢測材料中是否存在密度或彈性不均勻性的裝置。 例如，如果鑄件內部有孔或裂紋，我的設備可以檢測到缺陷的存在并定位其位置，即使缺陷完全位于鑄件內并且沒有任何部分延伸到表面。 ...我的設備的一般原理包括將高頻振動發送到要檢查的部件，并確定直接振動和反射振動到達部件表面一個或多個站點的時間間隔。

基本上超聲波測試是通過向壓電晶體換能器施加超聲波頻率的周期性電脈沖來執行的。 晶體以超聲波頻率振動，并機械耦合到待測樣品的表面。 這種耦合可以通過將換能器和樣本浸入液體中或通過液體薄膜（如油）的實際接觸來實現。 超聲波振動穿過試樣并被可能遇到的任何不連續性反射。 被反射的回波脈沖被相同或不同的傳感器接收，并被轉換成指示缺陷存在的電信號。” 為了表征疲勞或蠕變損傷早期的微觀結構特征，應該采用更先進的非線性超聲試驗。 這些非線性方法基于這樣一個事實，即強超聲波在面對材料的微損傷時會發生變形。 失真的強度與損壞程度相關。 該強度可以通過聲學非線性參數 (β) 進行量化。 β 與一次和二次諧波振幅有關。 這些振幅可以通過快速傅立葉變換或小波變換對超聲波信號進行諧波分解來測量。

在超聲波檢測中，連接到診斷機器的超聲波換能器通過被檢查的物體。 在浸入式測試中，傳感器通常通過凝膠、油或水等耦合劑與測試對象隔開。 但是，當使用電磁聲學換能器 (EMAT) 進行超聲波測試時，不需要使用耦合劑。

接收超聲波的方法有兩種：反射和衰減。 在反射（或脈沖回波）模式下，當聲音被反射回設備時，換能器執行脈沖波的發送和接收。 反射的超聲波來自界面，例如物體的后壁或物體內部的缺陷。 診斷機以信號的形式顯示這些結果，其振幅表示反射強度和距離，表示反射到達時間。 在衰減（或透射）模式下，發射器通過一個表面發送超聲波，一個單獨的接收器檢測穿過 m 后到達另一個表面的量。