第一篇 超声波探伤技术 11
第一章 超声波探伤的物理基础 11
第一节 超声波及其波型 11
一、波与声波 11
二、超声波 12
三、超声波的波型 12
第二节 声波的传播速度 13
一、气体和液体中的声速 13
二、固体中的声速 14
三、兰姆波的声速 15
第三节 声场 16
一、扩散角 16
二、近场区及远场区 19
第四节 声波在界面上的反射和折射 21
一、声波的反射和折射 21
二、波型转换 24
三、入射角度与反射波及折射波能量的关系 27
四、缺陷反射率 27
二、表面波的产生 31
第五节 声波的产生 31
一、纵波与横波的产生 31
三、兰姆波的产生 32
第六节 声波的衰减 35
一、衰减因素 35
二、分贝(dB) 36
三、衰减系数 37
四、晶粒度的测定 40
五、衰减与探伤的关系 42
第二节 接触法与液浸法 43
一、接触法 43
第二章 超声波探伤法 43
第一节 超声波探伤法的分类 43
二、液浸法 44
三、液浸法与接触法的特点 45
第三节 反射法 47
一、脉冲反射法 47
二、连续波(共振)法 51
一、连续波穿透法 52
三、调频波法 52
第四节 穿透法 52
二、脉冲波穿透法 54
第五节 探测条件的选择 54
一、耦合剂的选择 54
二、对工件表面光洁度的要求 55
三、频率的选择 55
五、探伤方法的选择 56
六、灵敏度的调节 56
四、探头的选择 56
七、探测面的选择 57
八、探头的移动速度与压力 57
第三章 探伤波形 58
第一节 波形名称 58
一、基本波形名称 58
二、导出波形 58
第二节 影响探伤波形高度的因素 59
一、接触条件的影响 60
二、工件的影响 60
三、缺陷的影响 62
四、仪器的影响 63
五、探头的影响 63
第三节 波形的辨别 64
第四章 缺陷的定位、定量、定性 65
第一节 缺陷的定位 65
一、纵波探伤的定位 65
二、横波探伤的定位 66
第二节 缺陷的定量 73
一、当量法 74
二、以底波强度为基础的定量法 79
三、以波束指向性为基础的定量法 80
四、DGS曲线定量法 82
作图法 86
第三节 缺陷的定性 87
一、常见的缺陷及其形成原因 87
二、缺陷性质的估计 88
三、各种缺陷的波形特征 91
二、探测条件 93
一、探伤次序 93
第一节 锻件探伤 93
第五章 锻铸件的探伤 93
三、大型锻件探伤 94
四、小型锻件探伤 97
五、锻件中的典型缺陷与波形 98
第二节 铸件探伤 99
一、铸件探伤的特点 99
二、铸件探伤的方法 99
四、铸铁件探伤 100
三、铸钢件探伤 100
五、铸件中的典型缺陷与波形 101
第六章 焊缝探伤 103
第一节 对接焊缝探伤 103
一、探伤前的准备工作 103
二、薄板对接焊缝探伤 104
三、中板对接焊缝探伤 106
四、厚板对接焊缝探伤 108
五、假讯号辨别 108
六、焊缝中的典型缺陷与波形 110
一、T型焊缝探伤 111
第二节 角焊、点焊探伤 111
二、搭接焊缝探伤 112
三、接管焊缝探伤 112
四、点焊焊缝探伤 112
第七章 板材、复合材料探伤 113
第一节 板材探伤 113
一、中、厚板探伤 113
二、薄板探伤 117
三、板材中的典型缺陷与波形 120
一、复合板的探伤 121
第二节 复合材料探伤 121
二、轴瓦的探伤 122
三、复合材料的典型缺陷与波形 124
第八章 钢管、型材及铆接件探伤 125
第一节 钢管探伤 125
一、纵向缺陷的探测 125
二、横向缺陷的探测 129
三、钢管自动探测 129
四、钢管中的典型缺陷与波形 131
一、钢轨探伤 132
第二节 型材探伤 132
二、棒材探伤 134
三、方型钢材、线材探伤 135
四、型材中的典型缺陷及波形 136
第三节 铆接件探伤 138
一、铆钉探伤 138
二、铆钉孔探伤 138
第九章 非金属材料探伤 139
第一节 塑料探伤 139
一、塑料的声学特性 139
三、粘接强度的测量 140
二、塑料中缺陷的探测 140
第二节 陶瓷——高压瓷瓶的探伤 141
一、纵向裂纹的探测 141
二、横向裂纹的探测 141
三、气孔率测定 142
第三节 橡胶探伤 142
一、定量(定位)用参考试块 143
第二节 常用的参考试块 143
三、确定缺陷的大小 143
一、可测定仪器及探头的性能 143
第一节 参考试块的用途 143
第十章 参考试块 143
二、调整和控制探伤灵敏度 143
二、校验用参考试块 147
三、其他试块 148
第一节 概述 151
一、超声检测(控制)设备 151
第二节 超声波设备的分类 151
第一章 超声波探伤仪的类型 151
第二篇 探伤仪 151
二、超声处理(加工)设备 152
第三节 超声波探伤仪的分类 152
一、以声源的能动性来分(广义的分类) 152
二、以声波的连续性来分 152
三、以缺陷的显示方式来分 153
四、以声波的通道来分 153
第四节 脉冲超声波探伤仪 154
一、A型显示探伤仪 154
二、B型显示探伤仪 159
四、脉冲超声波探伤仪主要参数 160
三、C型显示探伤仪 160
第五节 连续超声波探伤仪 161
一、基本原理和特点 161
二、超声显象 162
第六节 调频超声波探伤仪 163
一、基本原理和特点 163
二、调频方法 164
一、共振式超声波测厚仪 165
第七节 超声波测厚仪 165
二、脉冲式超声波测厚仪 168
三、兰姆波测厚仪 170
第八节 多通道超声波探伤仪 170
一、基本原理 170
二、脉冲切换电路 172
第九节 自动化探伤设备 173
四、RC电路暂态分析 176
三、时间常数 176
二、稳态与暂态 176
第一节 微分电路与积分电路 176
第二章 超声波探伤仪的基本电路 176
一、用途及种类 176
五、时间常数与波形的关系 178
六、微分电路 178
七、积分电路 179
第二节 触发波电路(同步电路) 179
一、用途及种类 179
二、矩形波变换电路 179
五、讨论 180
三、正弦波变换电路 180
四、双基权二极管电路 180
第三节 发射电路 181
一、用途及种类 181
二、谐振式发射电路 181
三、非谐振式发射电路 182
四、讨论 182
第四节 放大电路 183
一、用途及种类 183
二、放大倍数与频带宽度 183
三、调谐放大器 185
四、单调谐放大器 187
五、二级参差调谐放大器 189
六、三级参差调谐放大器 190
七、讨论 191
第五节 矩形波电路 191
一、用途及种类 191
二、基本原理 192
三、非稳态电路 192
四、单稳态电路 195
五、双稳态电路 198
六、讨论 199
第六节 锯齿波电路 199
一、用途及种类 199
二、基本原理 200
三、正反馈锯齿波电路(自举电路) 201
四、负反馈锯齿波电路(密勒电路) 203
五、扫描线(时间基线) 205
第七节 标距波电路 206
一、用途及种类 206
六、讨论 206
二、摇铃标距电路 207
三、间歇振荡标距电路 209
四、活动标距波电路 210
五、精密标距电路 210
六、讨论 211
一、用途及种类 213
三、压电效应 213
二、压电晶体 213
第一节 电声换能器 213
第三章 电声换能器与探头 213
四、压电体的动态特性 214
五、压电晶体的几个参数 215
六、几种压电体性能的比较 217
第二节 探头 218
一、用途及种类 218
二、直探头 218
三、斜探头 220
七、双探头 221
六、可变角探头 221
五、兰姆波探头 221
四、表面波探头 221
八、水浸探头 222
九、聚焦探头 222
十、其他探头 224
十一、探头的几个重要因素 224
第四章 超声波探伤仪线路分析 226
第一节 江南I型C超声波探伤仪 226
一、技术参数 226
二、线路分析 226
三、电路原理 228
第二节 CTS-6型超声波探伤仪 233
一、技术参数 233
二、线路分析 233
三、电路原理 239
第三节 JTS-3型超声波探伤仪 240
一、技术参数 240
三、电路原理 242
第四节 JGT-2型钢轨探伤仪 255
一、技术参数 255
二、线路分析 256
三、电路原理 260
第五节 CTS-10型非金属超声波检测仪 264
一、技术参数 264
二、线路分析 265
三、电路原理 268
第六节 CCH-5型超声波测厚仪 270
一、技术参数 270
二、线路分析 271
三、电路原理 273
二、电子仪器的故障 278
三、电子仪器的维护 278
第五章 超声波探伤仪的维护修理与调整 278
一、电子仪器的可靠性 278
第一节 维护 278
第二节 修理概述 279
第三节 故障的检查程序和方法 279
一、“由表及里” 279
五、仪表测量法 280
四、“眼看、手摸、鼻闻、耳听” 280
三、“先易后难” 280
二、“从后往前” 280
六、元件置换法 281
第四节 故障检修 281
例一、没有发射波(有扫描线) 281
例二、灵敏度低 282
例三、没有扫描线 285
例四、扫描线太短 285
例八、报警电路的故障 286
例七、无标距波(有扫描线) 286
例六、扫描线后半根光淡 286
例五、扫描线跳动 286
例九、阳极射线示波管的故障 287
例十、电源的故障 289
例十一、JTS-3型故障检修示例 290
第五节 调整 292
一、发射频率的调整 292
二、发射波脉冲宽度的调整 294
三、放大器的调整 294
六、固定距离标志的调整 295
四、灵敏度的调整 295
五、盲区的调整 295
第六节 用参考试块测定超声波探伤仪 296
一、参考试块的用途 296
二、时间基线(扫描线)线性的测定 296
三、放大器线性的测定 296
四、灵敏度的测定 296
五、盲区的测定 297
六、分辨力的测定 297
九、斜探头真零点的校正 298
七、斜探头波束零点线的校正 298
八、折射角的测定 298
附图1 江南I型C超声波探伤仪电路 299
附图2 CTS-6型超声波探伤仪电路 300
附图3 JTS-3型超声波探伤仪电路 301
附图4 JGT-2型钢轨探伤仪方块 302
附图5 JGT-2型钢轨探伤仪电路 303
附图6 CTS-10型非金属超声波检测仪电路 304