第一篇：概述超聲波

概述

超聲進(jìn)入醫(yī)學(xué)臨床的半個(gè)多世紀(jì)中，初始在治療研究中緩慢起步，隨后在診斷探索中迅猛發(fā)展。40年代以前，歐洲許多科學(xué)家埋首于實(shí)驗(yàn)室，一些論著的主題多局限于實(shí)驗(yàn)研究，直至1949年第一屆國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上，才有接觸實(shí)踐的臨床治療經(jīng)驗(yàn)交流。隨后陸續(xù)召開的幾次國(guó)際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上，交流的論文達(dá)到一定的深度與廣度，初步奠定了超聲治療基礎(chǔ)，推動(dòng)了超聲治療學(xué)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域起步較晚，直至50年代初期，始有少數(shù)醫(yī)院開展超聲治療，公開報(bào)道的文獻(xiàn)初見于1957年。40年來(lái)，已積累了一定數(shù)量的自己的第一手資料和比較豐富的具有中國(guó)特色的臨床經(jīng)驗(yàn)。90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)相繼召開了三次全國(guó)超聲治療學(xué)術(shù)會(huì)議，論文內(nèi)容較為廣泛，學(xué)術(shù)水準(zhǔn)逐屆提高。今秋即將召開第四屆超聲治療學(xué)術(shù)會(huì)議，預(yù)期將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)超聲治療在國(guó)內(nèi)更廣泛深入地開展。

目前應(yīng)用于臨床治療的除一般超聲療法外，已較為廣泛開展的尚有超聲藥物透入療法、超聲霧化吸入療法、超聲穴位療法（聲針療法），以及與其他理療協(xié)同應(yīng)用的超聲-電療法等等。近年來(lái)，超聲治療在某些方面取得了突破性進(jìn)展，其中除現(xiàn)已廣泛實(shí)踐中日益發(fā)揮重要作用，目前已成功地用于抑制癌瘤生長(zhǎng)和外科、婦科的各種手術(shù)治療；眼科治療青光眼已形成一套成熟技術(shù)和取得一系列成功經(jīng)驗(yàn)，使聚焦超聲均可起到有效破壞作用，被認(rèn)為是繼手術(shù)、化療、放療之后的第四種治癌方法。

超聲不僅能改善心肌收縮、消除心律率亂，且能減少缺氧征象，從而使恢復(fù)過(guò)程的障礙得以排解。國(guó)外近期文獻(xiàn)介紹心臟超聲進(jìn)展、新用途有：①超聲瓣膜成形術(shù)；②超聲血管成形和血栓溶解術(shù)；③超聲起搏和除顫；④超聲控釋藥物以及心臟旁路和聲學(xué)過(guò)濾等。

上述若干重要新進(jìn)展在有關(guān)章節(jié)中將逐項(xiàng)予以扼要敘述。

超 聲 療 法

大于20kHz、正常人不能感知的機(jī)械振動(dòng)波為超聲。應(yīng)用從低至數(shù)10kHz至高達(dá)數(shù)MHz的超聲，通過(guò)各種方式作用于人體以治療疾病的方法，統(tǒng)稱為超聲療法。

超聲波的基本特性

頻率在2kHz以上的聲波稱之為超聲波，由于頻率f升高，波長(zhǎng)λ變短使得超聲波比普通聲波具有特殊性，即近似于光的某些特征。如束射性，由一種媒質(zhì)進(jìn)人另一種媒質(zhì)發(fā)生折射、反射等。同時(shí)有很強(qiáng)的被吸收性與衰減性，帶有很強(qiáng)的能量。本節(jié)簡(jiǎn)要介紹超聲波的幾個(gè)主要特征。

【超聲波的束射性】

人耳可感受的聲音是無(wú)指向性的球面波，即以聲源為中心呈球面向四周擴(kuò)散周圍均能聽到聲音。由于超聲波頻率很高，所以方向性就相對(duì)要強(qiáng)，方向性即柬射性。當(dāng)超聲波發(fā)生體壓電晶體的直徑尺寸遠(yuǎn)大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則晶體所產(chǎn)生的超聲波就類似于光的特性，如圖1一1一1所示。

緊靠晶體輻射板的一段叫近場(chǎng)區(qū)，接近于圓柱狀；離晶本輻射較遠(yuǎn)的部分，超聲波以一定的角度擴(kuò)散，叫遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。若壓晶體圓片的直徑為D,超聲波在該介中的波長(zhǎng)為λ，則近區(qū)的長(zhǎng)度為：

D2－λ2D2

N= ————≈——（D》λ）

4λ4λ

由上式看出，壓電晶體片直徑愈大或頻率越高，即波長(zhǎng)λ愈短，則近場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，此超聲波場(chǎng)的束射性就愈好。

聲學(xué)工作者用光衍射法，對(duì)醫(yī)用超聲波換能器的聲場(chǎng)顯示做了深入、生動(dòng)的研究。

就是這個(gè)研究成果的一組照片，它對(duì)我們深入而又形象地理解超聲波的束射性，超聲波的聚焦性，都有很大的幫助。圖1-2是這種是這種光衍射法的實(shí)驗(yàn)光路圖。圖中的He——Ne激光器的波長(zhǎng)為6328A（埃），O為一組組合透鏡，它將光束鏡發(fā)出的擴(kuò)散光束變?yōu)槠叫泄馐?。最后在相屏上得到的是一個(gè)超聲波聲束的倒立的實(shí)相。圖1-3圖1-6的一組照片，就是從這個(gè)相屏上拍攝而成的。整個(gè)實(shí)驗(yàn)均在暗室中進(jìn)行。圖1-5所示的這張未聚焦的單片換能器的全景超聲波束照片，是我們超聲波治療機(jī)所發(fā)出的超聲波聲束的生動(dòng)、形象的顯示，是值得我們深入研究和理解的。

理解了超聲波的束射性，對(duì)超聲波治療有重要的意義。由于超聲波具有很強(qiáng)的束射性，在超聲波治療時(shí)，要注意使用聲頭輻面垂直，對(duì)準(zhǔn)治療部位。以由于超聲波聲頭輻射出的超聲波場(chǎng)中心處最強(qiáng)，愈向外側(cè)愈弱，所以，在超聲波治療操作時(shí)，一般都要以一定的速度，在治療部位做小圓周或其它形式的移動(dòng)，以使治療部位得到的超聲波劑量基本均勻，從而保證治療效果的良好。

【超聲波的透射、反射、折射與聚集】

由于超聲波的頻率較高，所以超聲波在定向傳播時(shí)，在兩種不同媒質(zhì)的分界面上，會(huì)出現(xiàn)類似于光線一樣的透射、反射和折射現(xiàn)象。

光線的透射、反射與折射現(xiàn)象是常見的。例如，我們?cè)谝粋€(gè)黑暗的環(huán)境里將一束光線投身到一個(gè)盛滿水的透明玻璃燒杯里，我們將十分清楚地看到光線在水面上產(chǎn)生的透射、反射與折射現(xiàn)象。我們采用圖1一2所示的光衍射法，也可以清楚地看到超聲波聲束的反射、透射與折射現(xiàn)象。見圖1一7。

光的聚集現(xiàn)象是常見的。如果我們手邊在一個(gè)放大鏡，在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下，太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)放大鏡的聚集到一點(diǎn)，就會(huì)將這一點(diǎn)上的紙或者香煙等物點(diǎn)燃。許多人都親身做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

超聲波的聚集現(xiàn)象和光線的聚集現(xiàn)象是一樣的。利用超聲波聚集裝置可以將超聲波束會(huì)聚到一點(diǎn)，從而將超聲波的聲強(qiáng)提高幾倍甚至幾千倍，利用這樣巨大的聲強(qiáng)可以做許多很有意義的工作。例如:超聲波切割、超聲波鉆孔、超聲波打磨等。

【超聲波的吸收與衰減】

聲波在各種媒質(zhì)中傳播時(shí)，由于媒質(zhì)要吸收掉它的一部分能量，所以，隨著傳播路程的增加，聲波的強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱。

在一個(gè)廣場(chǎng)上，一個(gè)民族弦樂正在為廣大群眾作街頭演出，許多人聞?dòng)嵡叭ビ^看和欣賞那動(dòng)聽的音樂。當(dāng)你從遠(yuǎn)處走近這個(gè)樂隊(duì)時(shí)，首先聽到的是那音調(diào)低沉的鼓聲，隨著你慢慢走近樂隊(duì)，你就逐漸聽到了鎖吶聲、笛聲、二胡聲等;當(dāng)你最后走到樂隊(duì)周圍時(shí)，你才聽到了那音調(diào)很高的清脆的鈴聲。

這個(gè)例子，很生動(dòng)地說(shuō)明了各種不同頻率的聲波，在空氣中傳播時(shí)被吸收的程度是不同的。頻率越高的聲波，空氣對(duì)它的吸收越強(qiáng)，所以它傳播的距離較短。例如上述樂隊(duì)中音調(diào)很高的鈴聲;因其頻率很高，空氣對(duì)它的吸收作用很強(qiáng)，所以傳不遠(yuǎn)。反之，對(duì)頻率越低的聲波，空氣對(duì)它的吸收較少，因此，它傳播的距離較長(zhǎng)。上述樂隊(duì)中音調(diào)低沉的大鼓聲音傳得很遠(yuǎn)，正是由于它的頻率很低的緣故。

聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，被吸收而衰減的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)于同一個(gè)聲波，當(dāng)它在圍體、液體或氣體，以及各種不同物質(zhì)中傳播時(shí)，它被吸收的程度也是不同的。對(duì)于一個(gè)頻率固定的聲波，在氣體中傳播時(shí)，它被吸收的最厲害;在液體中傳播時(shí)，它吸收的較少；而在固體中傳播時(shí)，則被吸收的最少。所以，聲波在空氣中傳播的最短，在水中則可傳播的遠(yuǎn)一些，而在金屬中則能傳播得很遠(yuǎn)。

以上關(guān)于聲波吸收的兩個(gè)特性，無(wú)論對(duì)可聽聲，或是對(duì)超聲波，都是適用的。對(duì)于超聲波來(lái)講，由于它的頻率很高，所發(fā)，它在空氣中傳播時(shí)，被吸特別厲害。據(jù)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)，頻率為100億Hz的超聲波，在它離開聲源的一剎那間，馬上會(huì)被空氣全部吸收掉。在超聲波治療的臨床應(yīng)用中，對(duì)于超聲波的吸收特性，必須予以足夠的重視。這一點(diǎn)，在下面的有關(guān)章節(jié)中，將要詳細(xì)談到。

【超聲波的巨大能量】

超聲波之所以在工業(yè)、國(guó)防和醫(yī)療等方面發(fā)揮著獨(dú)特而又巨大的作用，還有一個(gè)原因是由于超聲波比一般可聽聲有著強(qiáng)大的功率。根據(jù)聲學(xué)工作者的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，一般的講話聲音的能量是很小的。假設(shè)我們想用普通說(shuō)話的能量來(lái)燒開一壺水，那么，必須動(dòng)員700多萬(wàn)人，連續(xù)大聲喊叫12個(gè)小時(shí)才行。超聲波具有的能量，要比一般可聽聲大的多。根據(jù)有關(guān)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，頻率為100萬(wàn)赫茲的超聲波的能量，要比同幅度的頻率為1000赫茲的可聽聲能量大100萬(wàn)倍。所以說(shuō)，擁有巨大的能量，是超聲波的一個(gè)重要特點(diǎn)。超聲波的許多應(yīng)用，也都是利用它的這一特點(diǎn)進(jìn)行工作的。為什么超聲波擁有這么強(qiáng)大的功率呢？這是由于聲波到達(dá)某一物質(zhì)中時(shí)，由于聲波的振動(dòng)作用，使物質(zhì)中的分子隨便之一起振動(dòng)，兩者振動(dòng)的頻率是一致的。物質(zhì)分子振動(dòng)的頻率，決定了該物質(zhì)分子振動(dòng)的速度，頻率越高，速度越大。我們知道，一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體所具有的動(dòng)能E與其質(zhì)量M和運(yùn)動(dòng)速度有下列關(guān)系:

E=Mv2

即，運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與其質(zhì)量成正比，與其速度的平方也成正比。

由于超聲波的頻率很高，它使所進(jìn)入的物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度，也隨之變的很高。根據(jù)上式可知，這樣高的運(yùn)動(dòng)速度，使該物質(zhì)分子具有很大的動(dòng)能，這就是超聲波擁有巨大能量的緣故。

【超聲波的聲壓特性】

所謂“聲壓”指的是由于聲波的振動(dòng)而使聲場(chǎng)中的物體受到附加壓力的強(qiáng)度，單位為公斤/

平方厘米，一般可聽聲的聲壓非常微小，其數(shù)值約為0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。這公微小的聲壓，一般是不引起人們的注意的。但是，超聲波的聲壓，一般是很大的。例如，在水中通過(guò)一般強(qiáng)度的超聲波時(shí)，因超聲波而產(chǎn)生的附加壓力，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓。超聲波之所以能夠產(chǎn)生這樣強(qiáng)的聲壓，可以達(dá)到好幾個(gè)大氣壓，其根本原

因仍然是由于超聲波的頻率很高，所以振動(dòng)時(shí)，使高密度分子間的伸拉很快以致使其間形成瞬時(shí)的真空與壓縮高密度區(qū)，產(chǎn)生巨大的壓力差。當(dāng)它的振幅達(dá)到一定程度時(shí)，超聲波擁有的能量十分巨大。

當(dāng)超聲波束通過(guò)液體時(shí)，由于巨大的超聲波聲壓作用，可以在液體中出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。這種現(xiàn)象所產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力，可以高達(dá)幾千個(gè)，甚至上萬(wàn)個(gè)大氣壓!這么巨大的瞬時(shí)壓力，使超聲波的應(yīng)用，在許多方面顯示出它獨(dú)特的巨大作用?，F(xiàn)在已被普遍應(yīng)用的超聲波清洗，超聲波乳化等，都是超聲波空化現(xiàn)象的具體運(yùn)用。

超聲波的空化現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢?讓我們通過(guò)觀察一個(gè)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)了解空化現(xiàn)象產(chǎn)生的奧妙。

如圖1一8所示，在一個(gè)盛滿水的玻璃容器中，放大一個(gè)超聲波發(fā)生器的聲頭。

在超聲波機(jī)末工作之前，該容器中的液體分子受到的只是大氣壓的壓力，液體的分子都很穩(wěn)定，沒有什么變化。當(dāng)超聲波機(jī)開始工作后，一般強(qiáng)大的超聲波束穿過(guò)了整個(gè)液體內(nèi)部。我們知道，當(dāng)聲波通往某種物質(zhì)時(shí)，由于聲振動(dòng)現(xiàn)象，這種壓縮和稀疏相互交替的作用，使該物質(zhì)分子受到的壓力產(chǎn)生了變化。例如當(dāng)超聲波振動(dòng)使水分子壓縮時(shí)，水分子所受到壓力將是大氣壓加上水分子被壓縮時(shí)受到的壓力，這個(gè)變化的壓力就是前面我們所談到的“聲壓”。當(dāng)這個(gè)巨大的聲壓使水分子團(tuán)壓縮時(shí)，好象水分子團(tuán)受到了來(lái)自四面八方的巨大壓力(參看圖1一8A)當(dāng)超聲波振動(dòng)使水分子稀疏時(shí)，水分子又受到了向四面八方散開的拉力(參看圖1一8B)。對(duì)于一般的液體，它能經(jīng)受得住聲壓的巨大壓力作用，所以在受到壓縮力時(shí)，水分子團(tuán)不會(huì)發(fā)生反常的現(xiàn)象。但是當(dāng)水分子團(tuán)受到稀疏作用而受到四面八方的拉力時(shí)，它們就支持不住了。在拉力集中的地分，水分子團(tuán)就會(huì)斷裂開來(lái)，這種斷裂作用，最容易發(fā)生在存有雜質(zhì)和氣泡的地方，因?yàn)檫@些地方水的強(qiáng)度特別低，根本經(jīng)不住幾倍于大氣壓力的巨大的拉力作用而發(fā)生斷裂。這種斷裂的結(jié)果，使水中會(huì)產(chǎn)生許多氣泡狀的小空腔，這種空腔存在的時(shí)間很短，一瞬間，就會(huì)閉合起來(lái)。小空腔閉合的時(shí)侯，會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)壓力，一般的可高達(dá)幾千個(gè)，甚至上萬(wàn)個(gè)大氣壓。這種巨大的瞬時(shí)壓力，可以使懸浮在水中的固體表面受到急劇的破壞，超聲波的絕妙的清洗作用、乳化作用以及超聲波治療中利用超聲波來(lái)?yè)羲?腦血栓和膽結(jié)石塊等，都是運(yùn)用了超聲波的這種巨大的瞬時(shí)壓力。這種由于超聲波在液體中的聲壓，而使液體分子團(tuán)破裂而產(chǎn)生無(wú)數(shù)氣體小空腔，由于這些小空腔閉合而產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力的現(xiàn)象，稱之為超聲波的空化現(xiàn)象。超聲波的空化現(xiàn)象，也是超聲波的重要特性之一。

第二篇：超聲波作業(yè)指導(dǎo)書

橋梁支座超聲波探傷作業(yè)指導(dǎo)書

本指導(dǎo)書僅適用厚度≥30mm的碳鋼鑄件的超聲波探傷，及根據(jù)探傷結(jié)果對(duì)鑄件進(jìn)行評(píng)級(jí)。所用的方法僅限于A型顯示脈沖反射法。本指導(dǎo)書依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為《鐵路橋梁球型支座》及GB/T 7233.1-2009 鑄鋼件 超聲波檢測(cè)第1部分：一般用途鑄鋼件。

1、設(shè)備材料

1.1儀器：超聲波探傷儀。1.2探頭：縱波直探頭。

1.3試塊：選擇與橋梁支座材質(zhì)相同的鑄鋼件對(duì)比試塊。1.4剛直尺或盒尺。

2、探傷過(guò)程

2.1工件名稱編號(hào)、規(guī)格；熱處理狀態(tài)：正火；表面粗糙度基本符合探傷要求（機(jī)加工后表面Ra≤12.5μm）；耦合劑：機(jī)油與黃甘油混合劑、水或漿糊；探傷方法：縱波法；探測(cè)面：上支座板、下支座板凹半球球面及底面大平面；定量標(biāo)準(zhǔn)≤φ4當(dāng)量平底孔，評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)缺陷面積進(jìn)行判定，具體內(nèi)容見GB/T7233.1-2009鑄鋼件 超聲波檢測(cè)第1部分：一般用途鑄鋼件，鑄鋼的超聲波探傷質(zhì)量等級(jí)不低于II級(jí)。2.2探傷準(zhǔn)備

2.2.1校準(zhǔn)探傷機(jī)試塊頻次：每天校準(zhǔn)一次。

2.2.2清理工件探測(cè)面的油污，測(cè)量總體尺寸，選擇試塊，記錄工件編號(hào)。2.2.3根據(jù)鑄件缺陷的大致分布情況及性質(zhì)選用探頭。2.2.4儀器的測(cè)距校正到縱波聲程100mm。注意：不能使用始波與第一次底面回波調(diào)整測(cè)距。

2.2.5儀器的“信號(hào)抑制”置“關(guān)”或“0”，探傷靈敏度校正如工件厚度小于3N（3N=127mm），用各聲程對(duì)比試塊校正靈敏度。校正后記錄衰減器讀數(shù)N，校正后不得使用“發(fā)射”、“增益”旋鈕，但可使用衰減器。校正時(shí)選用鑄鋼對(duì)比試塊，并填寫相應(yīng)記錄。如工件厚度大于3N（3N=127mm），用大平底校正，計(jì)算靈敏度公式如下： △N=40lg（d1/d2）+40lg（a2/a1）=10lg（30/100）≈-21dB 其中d：平底孔直徑 a：聲程 △N=20lg[（πd2/(2λa)]=-22dB 其中λ=c/f c:縱波聲速 f:探頭頻率

下支座板盆環(huán)探測(cè)面時(shí)靈敏度和固定支座相同。2.3探傷操作 2.3.1粗探及缺陷形狀的判定

在下支座板凹半球球面及底面大平面作全面掃查，掃查探傷人員要選擇有規(guī)律的掃查路徑進(jìn)行探傷相鄰兩次掃查應(yīng)相互重疊覆蓋范圍應(yīng)大于探頭晶片尺寸的15%，探頭的移動(dòng)速度不得大于150mm/s。探頭在最高缺陷波附近沿直線左右掃查，當(dāng)波峰下降速度很快時(shí)，此時(shí)即可判定此缺陷為點(diǎn)狀，當(dāng)波峰下降緩慢時(shí)，即可認(rèn)定此缺陷為條狀；當(dāng)?shù)撞ㄏr(shí)，缺陷波很強(qiáng)，可以認(rèn)為是大面積缺陷，如：夾層、裂紋；當(dāng)缺陷波和底波都很低或者兩者都消失，可認(rèn)為是大而傾斜缺陷或疏松；當(dāng)缺陷波互相彼連，高低不同，底波明顯下降時(shí)，可認(rèn)為是密集缺陷。2.3.2精探

逐個(gè)測(cè)量每個(gè)缺陷的位置，即與工件側(cè)面的距離（用鋼板尺測(cè)量）和缺陷的埋藏深度hx。缺陷的大小即波高Nx（衰減器讀數(shù)），點(diǎn)狀：在波高為基準(zhǔn)波高H-80%時(shí)，記錄hx和Nx，計(jì)算其當(dāng)量直徑dx。Dx=d（hx/h）10Nx-N/40 條狀缺陷用相對(duì)6dB法測(cè)長(zhǎng)Lx。

注意：一個(gè)缺陷測(cè)量后，必須恢復(fù)到起始靈敏度。

2.4探傷完畢，整理好設(shè)備，根據(jù)探傷結(jié)果，填寫記錄并對(duì)鑄件進(jìn)行判定，符合質(zhì)量等級(jí)不低于II級(jí)的鑄件判為合格，否則為不合格，鑄件內(nèi)部有裂紋報(bào)廢。

3、由操作者填寫相關(guān)記錄。

第三篇：超聲波檢測(cè)

超聲波無(wú)損檢測(cè)

NDT（Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱

無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。我國(guó)在1978年11月成立了全國(guó)性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)組織——中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)。此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業(yè)還成立了各自的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；部分省、自治區(qū)、直轄市和地級(jí)市成立了?。ㄊ校┘?jí)、地市級(jí)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；東北、華東、西南等區(qū)域還各自成立了區(qū)域性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)。我國(guó)目前開設(shè)無(wú)損檢測(cè)專業(yè)課程的高校有大連理工大學(xué)、西安工程大學(xué)、南昌航空工業(yè)學(xué)院等院校。在無(wú)損檢測(cè)的基礎(chǔ)理論研究和儀器設(shè)備開發(fā)方面，我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發(fā)射等高新技術(shù)檢測(cè)設(shè)備方面更是如此。

無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)

a.無(wú)損檢測(cè)的最大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。但是，并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有自身的局限性。某些試驗(yàn)只能采用破壞性試驗(yàn)，因此，在目前無(wú)損檢測(cè)還不能代替破壞性檢測(cè)。也就是說(shuō)，對(duì)一個(gè)工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評(píng)價(jià)，必須把無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果與破壞性試驗(yàn)的結(jié)果互相對(duì)比和配合，才能作出準(zhǔn)確的評(píng)定。

b.正確選用實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī)：在無(wú)損檢測(cè)時(shí)，必須根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的目的，正確選擇無(wú)損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)機(jī)。

c.正確選用最適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法：由于各種檢測(cè)方法都具有一定的特點(diǎn)，為提高檢測(cè)結(jié)果可靠性，應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向，選擇合適的無(wú)損檢測(cè)方法。

d.綜合應(yīng)用各種無(wú)損檢測(cè)方法：任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都不是萬(wàn)能的，每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，以保障承壓設(shè)備安全運(yùn)行。此外在無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用中，還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，檢測(cè)的目的不是片面追求過(guò)高要求的“高質(zhì)量”，而是應(yīng)在充分保證安全性和合適風(fēng)險(xiǎn)率的前提下，著重考慮其經(jīng)濟(jì)性。只有這樣，無(wú)損檢測(cè)在承壓設(shè)備的應(yīng)用才能達(dá)到預(yù)期目的

二、超聲波檢測(cè)（UT）

1、超聲波檢測(cè)的定義：通過(guò)超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。

2、超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。a.聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；c.改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；d.根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè)；b.穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件；c.缺陷定位較準(zhǔn)確；d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；e.靈敏度高，可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；f.檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。

4、超聲波檢測(cè)的局限性a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究；b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難；c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響；d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響；e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀，且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見證記錄。

5、超聲檢測(cè)的適用范圍a.從檢測(cè)對(duì)象的材料來(lái)說(shuō)，可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料；b.從檢測(cè)對(duì)象的制造工藝來(lái)說(shuō)，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等；c.從檢測(cè)對(duì)象的形狀來(lái)說(shuō)，可用于板材、棒材、管材等；d.從檢測(cè)對(duì)象的尺寸來(lái)說(shuō)，厚度可小至1mm，也可大至幾米；e.從缺陷部位來(lái)說(shuō)，既可以是表面缺陷，也可以是內(nèi)部缺陷。

超聲波無(wú)損檢測(cè)在無(wú)損檢測(cè)焊接質(zhì)量驗(yàn)收中非常重要

來(lái)自：soundrey 2007年1月22日10:45

化工企業(yè)在廠房建設(shè)及設(shè)備安裝中大量使用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量十分重要，無(wú)損檢測(cè)是保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要方法。

無(wú)損檢測(cè)的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測(cè)。肉眼宏觀檢測(cè)可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來(lái)檢查工件內(nèi)部缺陷，而射線照相等方法則可以通過(guò)各種各樣的儀器或設(shè)備來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。至于用什么方法來(lái)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，這需根據(jù)工件的情況和檢測(cè)的目的來(lái)確定。

那么什么又叫超聲波呢？聲波頻率超過(guò)人耳聽覺，頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波，頻率為0.4-25兆赫茲，其中用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來(lái)檢測(cè)物體的好壞，這種方法早已被人們所采用。例如，用手拍拍西瓜聽聽是否熟了；醫(yī)生敲敲病人的胸部，檢驗(yàn)內(nèi)臟是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來(lái)判斷聲響的檢測(cè)法，比聲響法要客觀和準(zhǔn)確，而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測(cè)距離大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)探傷，檢測(cè)速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測(cè)費(fèi)用較低等特點(diǎn)，目前建筑業(yè)市場(chǎng)主要采用此種方法進(jìn)行檢測(cè)。下面介紹一下超聲波探傷在實(shí)際工作中的應(yīng)用。

接到探傷任務(wù)后，首先要了解圖紙對(duì)焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。目前鋼結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB50205-95《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》來(lái)執(zhí)行的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)時(shí)不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查。

在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫，其探傷比例按每條焊縫長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，并且不小于200mm。對(duì)于局部探傷的焊縫如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長(zhǎng)度，增加長(zhǎng)度不應(yīng)小于該焊縫長(zhǎng)度的10%且不應(yīng)小于200mm，當(dāng)仍有不允許的缺陷時(shí)，應(yīng)對(duì)該焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查，其次應(yīng)該清楚探傷時(shí)機(jī)，碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后、低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24小時(shí)以后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測(cè)工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實(shí)際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數(shù)焊縫都是中板對(duì)接焊縫的接頭型式，所以我下面主要就對(duì)焊縫探傷的操作做針對(duì)性的總結(jié)。一般地母材厚度在8-16 mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進(jìn)行探傷前的準(zhǔn)備工作。

在每次探傷操作前都必須利用標(biāo)準(zhǔn)試塊（CSK-I A、CSK-ⅢA）校準(zhǔn)儀器的綜合性能，校準(zhǔn)面板曲線，以保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1、探測(cè)面的修整：應(yīng)清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm，（K:探頭K值，T：工件厚度）。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如：待測(cè)工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm。

2、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力、對(duì)工件表面無(wú)腐蝕、易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3、由于母材厚度較薄因此探測(cè)方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來(lái)調(diào)節(jié)儀器的掃描速度。

5、在探傷操作過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布狀態(tài)、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì)。

6、對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的規(guī)定，來(lái)評(píng)判該焊否合格。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，向車間下達(dá)整改通知書，令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格。

一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對(duì)缺陷進(jìn)行綜合估判。對(duì)于內(nèi)部缺陷的性質(zhì)的估判以及缺陷的產(chǎn)生的原因和防止措施大體總結(jié)了以下幾點(diǎn)：

1、氣孔：?jiǎn)蝹€(gè)氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè)，反射波大體相同，但稍一動(dòng)探頭就消失，密集氣孔會(huì)出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時(shí)電流過(guò)大，電弧過(guò)長(zhǎng)；埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)太大；氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機(jī)械性能，特別是存鏈狀氣孔時(shí)，對(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)有比較明顯降低。防止這類缺陷產(chǎn)生的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應(yīng)按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側(cè)清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。

2、夾渣：點(diǎn)狀?yuàn)A渣回波信號(hào)與點(diǎn)狀氣孔相似，條狀?yuàn)A渣回波信號(hào)多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動(dòng)，從各個(gè)方向探測(cè)時(shí)反射波幅不相同。這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過(guò)小，速度過(guò)快，熔渣來(lái)不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當(dāng)，含硫、磷較多等。防止措施有：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈，多層焊時(shí)必須層層清除焊渣；并合理選擇運(yùn)條角度焊接速度等。

3、未焊透：反射率高，波幅也較高，探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)性缺陷。其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小，焊接電流太小或運(yùn)條速度過(guò)快，坡口角度小，運(yùn)條角度不對(duì)以及電弧偏吹等。防止措施有：合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4、未熔合：探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能從一側(cè)探到。其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過(guò)小或過(guò)大，焊條角度不對(duì)，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。

5、裂紋：回波高度較大，波幅寬，會(huì)出現(xiàn)多峰，探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動(dòng)，探頭轉(zhuǎn)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。裂紋是一種危險(xiǎn)性最大的缺陷，它除降低焊接接頭的強(qiáng)度外，還因裂紋的末端呈尖銷的缺口，焊件承載后，引起應(yīng)力集中，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。熱裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接時(shí)熔池的冷卻速度很快，造成偏析；焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應(yīng)力。防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，主要限制硫含量，提高錳含量；提高焊條或焊劑的堿度，以降低雜質(zhì)含量，改善偏析程度；改進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)形式，采用合理的焊接順序，提高焊縫收縮時(shí)的自由度。

冷裂紋產(chǎn)生的原因：被焊材料淬透性較大在冷卻過(guò)程中受到人的焊接拉力作用時(shí)易裂開；焊接時(shí)冷卻速度很快氫來(lái)不及逸出而殘留在焊縫中，氫原子結(jié)合成氫分子，以氣體狀態(tài)進(jìn)到金屬的細(xì)微孔隙中，并造成很大的壓力，使局部金屬產(chǎn)生很大的壓力而形成冷裂紋；焊接應(yīng)力拉應(yīng)力并與氫的析集中和淬火脆化同時(shí)發(fā)生時(shí)易形成冷裂紋。防止措施：焊前預(yù)熱，焊后緩慢冷卻，使熱影響區(qū)的奧氏體分解能在足夠的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，避免淬硬組織的產(chǎn)生，同時(shí)有減少焊接應(yīng)力的作用；焊接后及時(shí)進(jìn)行低溫退火，去氫處理，消除焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，并使氫及時(shí)擴(kuò)散到外界去；選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲等，焊材按規(guī)定烘干，并嚴(yán)格清理坡口；加強(qiáng)焊接時(shí)的保護(hù)和被焊處表面的清理，避免氫的侵入；選用合理的焊接規(guī)范，采用合理的裝焊順序，以改善焊件的應(yīng)力狀態(tài)。

以上所總結(jié)的幾個(gè)方面還不夠全面，有待于在實(shí)際工作中不斷地總結(jié)和完善，為化工企業(yè)生產(chǎn)把好質(zhì)量關(guān)。

第四篇：超聲波檢測(cè)教案

1、何謂超聲波？它有哪些重要特性？

答：頻率高于20000Hz的機(jī)械波稱為超聲波。重要特性：①超聲波可定向發(fā)射，在介質(zhì)中沿直線傳播且具有良好的指向性。②超聲波的能量高。③超聲波在界面上能產(chǎn)生反射，折射和波型轉(zhuǎn)換。④超聲波穿透能力強(qiáng)。

2、產(chǎn)生超聲波的必要條件是什么？

答：①要有作超聲振動(dòng)的波源（如探頭中的晶片）。②要有能傳播超聲振動(dòng)的彈性介質(zhì)

什么是波長(zhǎng)?什么是頻率? 答:相鄰兩波峰(或波谷)的距離稱為波長(zhǎng),每秒鐘發(fā)生的波峰數(shù)稱為頻率 15.超聲波檢測(cè)利用超聲波的哪些特性？ P4 答：①超聲波有良好的指向性。②超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射、折射、波型轉(zhuǎn)換。③超聲波在固體中容易傳播

超聲波的傳播速度 P7-8 超聲波垂直入射到界面時(shí)的反射和透射 P 15 超聲波傾斜入射到界面時(shí)的反射和透射 P 21

1．何謂超聲波聲場(chǎng)？超聲波聲場(chǎng)的特征量有哪些？

答：充滿超聲波的空間或超聲振動(dòng)所波及的部分介質(zhì)，稱為超聲波聲場(chǎng)。描述超聲波聲場(chǎng)的物理量即特征量有聲壓、聲強(qiáng)和聲阻抗。聲壓：超聲波聲場(chǎng)中某一點(diǎn)在某一瞬時(shí)所具有的壓強(qiáng)P與沒有超聲波存在時(shí)同一點(diǎn)的靜壓強(qiáng)P之差，稱為該點(diǎn)的聲壓。聲強(qiáng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)與超聲波傳播方向垂直的單位面積的聲能，稱為聲強(qiáng)。常用I表示。聲阻抗：介質(zhì)中某一點(diǎn)的聲壓P與該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度V之比，稱為聲阻抗，常用Z表示，聲阻抗在數(shù)值上等于介質(zhì)的密度與介質(zhì)中聲速C的乘積。

12．什么是波型轉(zhuǎn)換？波型轉(zhuǎn)換的發(fā)生與哪些因素有關(guān)？

答：①超聲波入射到異質(zhì)界面時(shí)，除產(chǎn)生入射波同類型的反射和折射波外，還會(huì)產(chǎn)生與入射波不同類型的反射或折射波，這種現(xiàn)象稱為波型轉(zhuǎn)換。②波型轉(zhuǎn)換只發(fā)生在傾斜入射的場(chǎng)合，且與界面兩側(cè)介質(zhì)的狀態(tài)（液、固、氣態(tài)）有關(guān)。

超聲波的衰減

13．什么是超聲波的衰減？引起超聲衰減的主要原因有哪些？

答：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，超聲波的能量逐漸減弱的現(xiàn)象稱為超聲波的衰減。衰減的主要原因：

①擴(kuò)散衰減：由于聲束的擴(kuò)散，隨著傳播距離的增加，波束截面愈來(lái)愈大，從而使單位面積上的能量逐漸減少。這種衰減叫擴(kuò)散衰減。擴(kuò)散衰減主要取決于波陣面的幾何形狀，與傳播介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。

②散射衰減：超聲波在傳播過(guò)程中，遇到由不同聲阻抗介質(zhì)組成的界面時(shí)，發(fā)生散射（反射、折射或波型轉(zhuǎn)換），使聲波原傳播方向上的能量減少。這種衰減稱為散射衰減。材料中晶粒粗大（和波長(zhǎng)相比）是引起散射衰減的主要因素。

③吸收衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)磨擦（粘滯性）和熱傳導(dǎo)等因素，使聲能轉(zhuǎn)換成其他能量（熱量）。這種衰減稱為吸收衰減，又稱粘滯衰減。散射衰減，吸收衰減與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，因此統(tǒng)稱為材質(zhì)衰減。

21.超聲波檢測(cè)利用超聲波的哪些特性？

答：①超聲波有良好的指向性，在超聲波檢測(cè)中，聲源的尺寸一般都大于波長(zhǎng)數(shù)倍以上，聲束能集中在特定方向上，因此可按幾何光學(xué)的原理判定缺陷位置。②超聲波在異質(zhì)介面上將產(chǎn)生反射、折射、波型轉(zhuǎn)換、利用這些特性，可以獲得從缺陷等異質(zhì)界面反射回來(lái)的反射波及不同波型，從而達(dá)到探傷的目的。③超聲波檢測(cè)中，由于頻率較高，固體中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是難以察覺的。因?yàn)槁晱?qiáng)與頻率的平方成正比，所以超聲波的能量比聲波的能量大得多。④超聲波在固體中容易傳播。在固體中超聲波的散射程度取決于晶粒度與波長(zhǎng)之比，當(dāng)晶粒小于波長(zhǎng)時(shí)，幾乎沒有散射。在固體中，超聲波傳輸損失小，探測(cè)深度大。33．什么叫探傷靈敏度？常用的調(diào)節(jié)探傷靈敏度的方法有幾種？

答：探傷靈敏度是指在確定的探測(cè)范圍的最大聲程處發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力。有時(shí)也稱為起始靈敏度或評(píng)定靈敏度。通常以標(biāo)準(zhǔn)反射體的當(dāng)量尺寸表示。實(shí)際探傷中，常常將靈敏度適當(dāng)提高，后者則稱為掃查靈敏度或探測(cè)靈敏度。調(diào)節(jié)探傷靈敏度常用的方法有試塊調(diào)節(jié)法和工件底波調(diào)節(jié)法。試塊調(diào)節(jié)法包括以試塊上人工標(biāo)準(zhǔn)反射體調(diào)節(jié)和水試塊底波調(diào)節(jié)兩種方式。工件底波調(diào)節(jié)法包括計(jì)算法，AVG曲線法，底面回波高度法等多種方式。

34．焊縫斜角探傷中，定位參數(shù)包括哪些主要內(nèi)容？

答：缺陷位置的記錄應(yīng)包括下列各項(xiàng)：①缺陷位置的縱坐標(biāo)：沿焊縫方向缺陷位置到焊縫探傷原點(diǎn)或檢驗(yàn)分段標(biāo)記點(diǎn)的距離。記錄時(shí)應(yīng)規(guī)定出正方向。②缺陷深度：缺陷到探測(cè)面的垂直距離。③缺陷水平距離：缺陷在探測(cè)面上的投影點(diǎn)到探頭入射點(diǎn)的距離，也稱作探頭缺陷距離。有時(shí)以簡(jiǎn)化水平距離代之，即缺陷在探測(cè)面上投影點(diǎn)到探頭前沿的距離，亦稱缺陷前沿距離。④探頭焊縫距離：探頭入射點(diǎn)到焊縫中心線的距離。⑤缺陷位置的橫坐標(biāo)：缺陷在探測(cè)面上投影點(diǎn)到焊縫中心線的距離，記錄時(shí)應(yīng)規(guī)定的正方向。其數(shù)值可以從③、④兩參數(shù)之差求得。實(shí)際探傷中，由于焊縫結(jié)構(gòu)形式不同，缺陷定位時(shí)，可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或檢驗(yàn)規(guī)程的要求，記錄以上全部或部分參數(shù)。

35．何謂缺陷定量？簡(jiǎn)述缺陷定量方法有幾種？

答：超聲波探傷中，確定工件中缺陷的大小和數(shù)量，稱為缺陷定量。缺陷的大小包括缺陷的面積和長(zhǎng)度。缺陷的定量方法很多，常用的有當(dāng)量法，底波高度法和測(cè)長(zhǎng)法。36．什么是當(dāng)量尺寸？缺陷的當(dāng)量定量法有幾種？

答：將工件中自然缺陷的回波與同聲程的某種標(biāo)準(zhǔn)反射體的回波進(jìn)行比較，兩者的回波等高時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)反射體的尺寸就是該自然缺陷的當(dāng)量尺寸。當(dāng)量?jī)H表示對(duì)聲波的反射能力相當(dāng)，并非尺寸相等。當(dāng)量法包括：①試塊比較法：將缺陷回波與試塊上人工缺陷回波作比較對(duì)缺陷定量的方法。②計(jì)算法：利用規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定缺陷當(dāng)量尺寸的宣方法。③AVG曲線法：利用通用AVG曲線或?qū)嵱肁VG曲線確定缺陷當(dāng)量尺寸的方法。

37．什么是缺陷的指示長(zhǎng)度？測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度的方法分為哪兩大類？

答：按規(guī)定的靈敏度基準(zhǔn)。根據(jù)探頭移動(dòng)距離測(cè)定的缺陷長(zhǎng)度稱為缺陷的指示長(zhǎng)度。測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度的方法分為相對(duì)靈敏度法和絕對(duì)靈敏度法兩大類。①相對(duì)靈敏度法：是以缺陷最高回波為相對(duì)基準(zhǔn)。沿缺陷長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，以缺陷波輻降低一定的dB值的探頭位置作為缺陷邊界來(lái)測(cè)定缺陷長(zhǎng)度的方法。②絕對(duì)靈敏度法：是沿缺陷長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，以缺陷波幅降到規(guī)定的測(cè)長(zhǎng)靈敏度的探頭位置作為缺陷邊界來(lái)測(cè)定長(zhǎng)度的方法。

38．什么是缺陷定量的底波高度法？常用的方法有幾種？

答：底波高度法是利用缺陷波與底波之比來(lái)衡量缺陷相對(duì)大小的方法，也稱作底波百分比法。底波高度法常用兩種方法表示缺陷相對(duì)大小：F/B法和F/BG法：①F/B法：是在一定靈敏度條件下，以缺陷波高F與缺陷處底波高B之比來(lái)衡量缺陷的相對(duì)大小的方法。②F/BG法：是在一定靈敏度條件下，以缺陷波高F與無(wú)缺陷處底波高BG之比來(lái)衡量缺陷相對(duì)大小的方法。底波高度法只能比較缺陷的相對(duì)大小，不能給出缺陷的當(dāng)量尺寸。

99.名詞解釋：靈敏度

答：超聲探傷系統(tǒng)所具有的探測(cè)最小缺陷的能力 100.名詞解釋：吸收

答：由于部分超聲能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鸬乃p 101.名詞解釋：遠(yuǎn)場(chǎng)

答：近場(chǎng)以遠(yuǎn)的聲場(chǎng)，在遠(yuǎn)場(chǎng)中，聲波以一定的指向角傳播，而且聲壓隨距離的增大而單調(diào)地衰減 102.名詞解釋：重復(fù)頻率

答：?jiǎn)挝粫r(shí)間（秒）內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)射脈沖的次數(shù) 103.名詞解釋：頻率常數(shù)

答：晶片共振頻率與其厚度的乘積 104.名詞解釋：聲場(chǎng)的指向性

答：波源發(fā)出的超聲波集中在一定區(qū)域內(nèi)，并且以束狀向前傳播的現(xiàn)象 105.名詞解釋：半波高度法

答：把最大反射波高降低一半（-6dB）用以測(cè)量缺陷指示長(zhǎng)度的方法 106.名詞解釋：臨界角

答：超聲束的某個(gè)入射角，超過(guò)此角時(shí)某種特定的折射波型就不再產(chǎn)生 107.名詞解釋：阻尼

答：用電的或機(jī)械的方法來(lái)減少探頭的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間

108.名詞解釋：距離幅度校準(zhǔn)（距離幅度補(bǔ)償、深度補(bǔ)償）

答：用電子學(xué)方法改變放大量，使位于不同深度的相同反射體能夠產(chǎn)生同樣回波幅度的方法 109.名詞解釋：遲到回波

答：來(lái)自同一來(lái)源的回波，因所經(jīng)的路徑不同或在中途發(fā)生波型變換以致延遲到達(dá)的回波 110.名詞解釋：界面波

答：由聲阻抗不同的兩種介質(zhì)的交界面產(chǎn)生的回波

111.什么叫超聲場(chǎng)？反映超聲場(chǎng)特征的主要參數(shù)是什么？

答：充滿超聲波能量的空間叫做超聲場(chǎng)，反映超聲場(chǎng)特征的重要物理量有聲強(qiáng)、聲壓、聲阻抗、聲束擴(kuò)散角、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)

112.超聲探傷儀最重要的性能指標(biāo)是什么？

答：超聲探傷儀最重要的性能指標(biāo)有：①分辨力；②動(dòng)態(tài)范圍；③水平線性；④垂直線性；⑤靈敏度；⑥信噪比

113.超聲波探傷試塊的作用是什么？

答：試塊的作用是：①檢驗(yàn)儀器和探頭的組合性能；②確定靈敏度；③標(biāo)定探測(cè)距離；④確定缺陷位置，評(píng)價(jià)缺陷大小

114.用CSK-1A試塊可測(cè)定儀器和探頭的哪些組合性能指標(biāo)？

答：可測(cè)定的組合性能指標(biāo)包括：①水平線性；②垂直線性；③靈敏度；④分辨力；⑤盲區(qū)；⑥聲程；⑦入射點(diǎn)；⑧折射角

115.焊縫探傷時(shí)，用某K值探頭的二次波發(fā)現(xiàn)一缺陷，當(dāng)用水平距離1:1調(diào)節(jié)儀器的掃描時(shí)，怎樣確定缺陷的埋藏深度？

答：采用下式確定缺陷的埋藏深度：h=2T-(水平距離/K)，式中：h-缺陷的埋藏深度；T-工件厚度；K-斜探頭折射角的正切值

6.波長(zhǎng)λ、聲速C、頻率f之間的關(guān)系是

λ=c/f

16.在平板對(duì)接焊縫的超聲波檢測(cè)中，為什么要用斜探頭在焊縫兩側(cè)的母材表面上進(jìn)行？

答：在焊縫母材兩側(cè)表面進(jìn)行探測(cè)便于檢出焊縫中各個(gè)方向的缺陷；便于使用一次、二次聲程掃查整個(gè)焊縫截面，不會(huì)漏檢；有些缺陷在一側(cè)面發(fā)現(xiàn)后，可在另一側(cè)面進(jìn)行驗(yàn)證；一般母材表面光潔度比焊縫高，易于探頭移動(dòng)掃查，也可省去焊縫打磨的工作量

23．超聲波探傷中常用的方法有幾種？

答：常用兩種方法表示缺陷相對(duì)大?。篎/B法和F/BG法。（F表示缺陷波高、B表示缺陷處底波高、BG表示無(wú)缺陷處底波高）。

24．超聲波焊縫檢驗(yàn)中，“一次波法”與“直射法”是否為同一概念？

答：是同一概念。“一次波法”是指在斜角探傷中，超聲束不經(jīng)工件底面反射而直接對(duì)準(zhǔn)缺陷的探測(cè)方法，亦稱為直射法。11．探頭保護(hù)膜的作用是什么？

答：保護(hù)膜加于探頭壓電晶片的前面，作用是保護(hù)壓電晶片和電極，防止其磨損和碰壞。

12.對(duì)探頭保護(hù)膜有哪些要求（至少3條）？

答：耐磨性好，強(qiáng)度高，材質(zhì)衰減小，透聲性好，厚度合適。13．簡(jiǎn)述聚焦探頭的聚焦方法？

答：聚焦方法：凹曲面晶片直接聚焦 采用聲透鏡片聚焦。14．簡(jiǎn)述聚焦探頭聚焦形式？ 答：聚焦形式：點(diǎn)聚焦和線聚焦。16.什么叫AVG曲線？

答：根據(jù)反射體的反射面積大小，離聲源的距離，反射信號(hào)的幅度三者之間的關(guān)系繪制的曲線，叫做AVG曲線

第五篇：超聲波測(cè)距總結(jié)

超聲波測(cè)距

超聲波傳感器用于超聲控制元件，它分為發(fā)射器和接收器。發(fā)射器將電磁振蕩轉(zhuǎn)換為超聲波向空氣發(fā)射，接收器將接受的超聲波進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娒}沖信號(hào)。實(shí)質(zhì)上是一種可逆的換能器，即將電振蕩的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械振蕩，形成超聲波；或者有超聲波能量轉(zhuǎn)換為電振蕩。常用的傳感器有T40-XX和R40-XX系列，UCM-40T和UCM-40R系列等；其中T代表發(fā)射傳感器，R代表接收傳感器，40為中心頻率40KHZ。

超聲波的傳播速度

縱波、橫波及表面波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)以及介質(zhì)的密度。

1.液體中的縱波聲速：

C1=

k/?

2.氣體中的縱波聲速：

C2=

P·?/?

式中：K——體積彈性模量

?——熱熔比

P——靜態(tài)壓力

?——密度

注：氣體中聲速主要受溫度影響，液體中聲速主要受密度影響，固體中聲速主要受彈性模量影響；一般超聲波在固體中傳播速度最快，液體次之，氣體中傳播速度最慢。超聲波測(cè)距原理

通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播時(shí)碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為v ,而根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差△t ,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離S ,即: S = v·△t /2

這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法 或：

由于超聲波也是一種聲波, 其聲速C與溫度有關(guān),表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí),如果溫度變化不大, 則可認(rèn)為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334 米/秒,但其傳播速度V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響,其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1 ℃, 聲速增加約0.6 米/ 秒。如果測(cè)距精度要求很高, 則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕū鞠到y(tǒng)正是采用了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?。已知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度T 時(shí), 超聲波傳播速度V 的計(jì)算公式為：

V = 331.45 + 0.607T

聲速確定后, 只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間,即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀的機(jī)理。

超聲波發(fā)生器可以分為兩類：

1、使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；

2、用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型，磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各有不同，因而用途也各有不同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，其又可分為兩類：（1）順壓電效應(yīng)：某些電介物質(zhì)，在沿一定方向上受到外力作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉后，又從新回到不帶電的狀態(tài)，這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象稱順壓電效應(yīng)（超聲波接收器的工作原理）。（2）逆壓電效應(yīng)：在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象稱逆壓電效應(yīng)（超聲波發(fā)射器的工作原理）。

系統(tǒng)框圖

超聲波發(fā)射電路 方案一

利用555定時(shí)器構(gòu)成多謝振蕩器產(chǎn)生40KHz的超聲波。如下圖為555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器，復(fù)位端4由單片機(jī)的P0.4口控制，當(dāng)單片機(jī)給低電平時(shí)，電路停振；當(dāng)單片機(jī)給高電平時(shí)電路起振。接通電源后，電容C2來(lái)不及充電，6腳電壓Uc=0，則U1=1,555芯片內(nèi)部的三極管VT處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)Vcc經(jīng)過(guò)R3和R2向C2充電，當(dāng)充至Uc=2/3Vcc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)U1=0，VT導(dǎo)通；這時(shí)電容C2經(jīng)R2和VT放電，當(dāng)降至Uc=1/3Vcc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)U1=1.C2放電終止、又從新開始充電，周而復(fù)始，形成振蕩。其振蕩周期t1和放電時(shí)間t2有關(guān)，振蕩周期為:

T=t1+t2?0.7(R3+2R2)C2

f=1/T=1/(t1+t2)?1.43/(R3+2R2)C2=40KHz 有上面公式可知，555多諧振蕩器的振蕩頻率由R2，R3，C2來(lái)確定。所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)，先確定C2,R2的取值，即C2=3300pf,R2=2.7K?。再將R2和C2的值代入上式中可得：

R3=1.43/C2·f-2R2 為了方面在實(shí)驗(yàn)中使用555芯片的3腳輸出40KHz的方波，在這里將其用10K的電位器代替。

為了增大U1的輸出功率，將555芯片的8腳接+12v的電壓，同時(shí)將其復(fù)位端4腳接高電平，使用示波器觀察555芯片3腳的輸出波形，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R3的阻值，使其輸出波形的頻率為40KHz。

方案二

該超聲波發(fā)射電路，由F1至F3三門振蕩器在F3的輸出為40KHz方波，工作頻率主要由C1、R1和RP決定，用RP可調(diào)電阻來(lái)調(diào)節(jié)頻率。F3的輸出激勵(lì)換能器T40-16的一端和反相器F4輸出激勵(lì)換能器T40-16（反饋耦合元件）的另一端，因此，加入F4使激勵(lì)電壓提高了一倍。電容C2、C3平衡F3和F4的輸出使波形穩(wěn)定。電路中的反相器用CC4069六反相器中的四個(gè)反相器剩余兩個(gè)不用（輸入端應(yīng)接地）。電源用9V疊層電池；測(cè)量F3輸出頻率應(yīng)為40KHz,否則應(yīng)調(diào)節(jié)RP，發(fā)射波信號(hào)大于8m。

方案三

該超聲波發(fā)射電路由VT1、VT2組成正反饋振蕩器。電路的振蕩頻率決定于反饋元件的T40-16，其諧振頻率為40KHz；頻率穩(wěn)定性好，不需做任何調(diào)整，并由T40-16作為換能器發(fā)出40KHz的超聲波信號(hào)；電感L1與電容C2調(diào)諧在40KHz起作諧振作用。本電路電壓較寬（3v至12v），且頻率不變。電感采用固定式，電感量5.1mH，整工作電流約25mA，發(fā)射超聲波信號(hào)大于8m。

方案四

該發(fā)射電路主要有四與非門電路CC4011完成諧振及驅(qū)動(dòng)電路功能，通過(guò)超聲波換能器T40-16輻射出超聲波去控制接收器。其中門YF1和門YF2組成可控振蕩器，當(dāng)S按下時(shí)，振蕩器起振，調(diào)整RP改變振蕩器頻率為40KHz；振蕩信號(hào)分別控制由YF3、YF4組成的差相驅(qū)動(dòng)器工作，當(dāng)YF3輸出高電平時(shí)，YF4輸出低電平，當(dāng)YF3輸出低電時(shí)，YF4輸出高電平。此電平控制T40-16換能器發(fā)出40KHz超聲波。電路中YF1至YF4采用高速CMOS電路74HCOO四與門電路，該電路特點(diǎn)是輸出驅(qū)動(dòng)電流大（大于15mA），效率高等；電路工作電壓9V，工作電流大于35mA，發(fā)射超聲信號(hào)大于10m。

方案五

本電路采用LM386對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，LM386多用于音頻放大，而在本電路中用于超聲波發(fā)射。如圖所示，LM386第1腳和第8腳之間串接的E1和R1，使電路獲得較大的增益；TO為單片機(jī)輸入口的脈沖信號(hào)，經(jīng)功率放大后由5腳輸出，驅(qū)動(dòng)探頭發(fā)射超聲波。

超聲波接收器模塊 方案一

超聲波接收傳感器通過(guò)壓電轉(zhuǎn)換的原理，將由障礙物返回的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于該信號(hào)幅度較?。◣椎綆资练虼隧氂械驮肼暦糯?、40kHz帶通濾波電路將回波信號(hào)放大到一定幅度，使得干擾成分較小，其電路如下所示。在此電路中，為了防止在超聲波接收器上始終加有一直流信號(hào)讓其工作導(dǎo)致傳感器的壽命縮短，從而加上一隔直電容C4,從而C4和R5構(gòu)成濾波電路。

在電路中，放大部分采用的是高速型運(yùn)放TL084。綜合考慮了反相放大器、同相放大器和測(cè)量放大器的優(yōu)缺點(diǎn)后，最終選擇了同相放大電路。因?yàn)橥喾糯笃鞯睦硐胼斎胱杩篂闊o(wú)窮大，理想輸出阻抗為零，其帶負(fù)載能力較強(qiáng)等因素。在此電路中，根據(jù)同相放大器的閉環(huán)增益公式：Af=1+Rf/Rr 由于接收到的信號(hào)幅度為幾到幾十毫伏，所以需要將其放大400多倍使得其接收到的40KHz信號(hào)不會(huì)被干擾信號(hào)給掩蓋。為了防止引起運(yùn)算放大器的自激振蕩，在第一級(jí)的放大電路中，R7取值為470 K?,R8取值為10K?，其增益放大： Af1=1+R7/R8=48 在第二級(jí)放大電路中，R11的取值為100K?，R12的取值為10K?，其放大增益： Af2=1+R11/R12=11 兩級(jí)增益為：Af=Af1·Af2=528 同相放大器的平衡電阻R6和R10的取值均為10K?。平衡電阻公式為：

Rp=Rf/(Rf+Rr)C5和R9構(gòu)成了一階濾波電路。

方案二

該電路主要有集成電路CX20106A和超聲波換能器TCT40-10SI構(gòu)成。利用CX20106A做接收電路載波頻率為38KHz；通過(guò)適當(dāng)?shù)母淖僀7的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。

工作原理：當(dāng)超聲波接收探頭接收到超聲波信號(hào)時(shí)，壓迫壓電晶體做振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，由紅外線檢波接收集成芯片CX20106A接收到電信號(hào)后，對(duì)所接信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，若頻率在38KHz至40KHz左右，則輸出為低電平，否則輸出為高電平。

方案三

雙穩(wěn)式超聲波接收電路

電路中，由VT5、VT6及相關(guān)輔助元件構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)VT4每導(dǎo)通一次（發(fā)射機(jī)工作一次），觸發(fā)信號(hào)C7、C8向雙穩(wěn)電路送進(jìn)一個(gè)觸發(fā)脈沖，VT5、VT6狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，當(dāng)VT6從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，VT5截止，VT7導(dǎo)通，繼電器K吸合???調(diào)試時(shí)，在a點(diǎn)與+6V（電源）之間用導(dǎo)快速短路一下后松開，繼電器應(yīng)吸合(或釋放)，再短路一下松開，繼電器應(yīng)釋放（或吸合），如果繼電器無(wú)反應(yīng)，請(qǐng)檢查雙穩(wěn)電路元件焊接質(zhì)量和元件 參數(shù)。

方案四

單穩(wěn)式超聲波接收電路

本電路超聲波換能器R40-16諧振頻率為40kHZ，經(jīng)R40-16選頻后，將40kHZ的有用信號(hào)（發(fā)射機(jī)信號(hào)）送入VT1至VT3組成的高通放大器放大，經(jīng)C5、VD1檢出直流分量，控制VT4和VT5組成的電子開關(guān)帶動(dòng)繼電器K工作。由于該電路僅作單路信號(hào)放大，當(dāng)發(fā)射機(jī)每發(fā)射一次超聲波信號(hào)時(shí)接收機(jī)的繼電器吸合一次（吸合時(shí)間同發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)時(shí)間相同），無(wú)記憶保持功能?？捎米鳠o(wú)線遙控?cái)z像機(jī)快門控制、兒童玩具控制、窗簾控制等。電路中VT1β≥200，VT2≥150，其他元件自定。本電路不需要調(diào)試即可工作。如果靈敏度和抗干擾不夠，可檢查三極管的β值與電容C4的容量是否偏差太大。經(jīng)檢測(cè)，配合相應(yīng)的發(fā)射機(jī)，遙控距離可達(dá)8m以上，在室內(nèi)因墻壁反射，故沒有方向性。電路工作電壓3V，靜態(tài)電流小于10mA。

方案五

在本接收電路中，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)VT1構(gòu)成高速入阻抗放大器，能夠很快地與超聲波接收器件B相匹配，可獲得較高接收靈敏度及選頻特性。VT1采用自給偏壓方式，改變R3的阻值即可改變VT1的工作點(diǎn)，超聲波接收器件B將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)VT1和VT2兩極放大后，再經(jīng)VD1和VD2進(jìn)行半波整流為直流信號(hào)，由C3積分后作用于VT3的基極，使VT3由截止變?yōu)閷?dǎo)通，其集電極輸出負(fù)脈沖，觸發(fā)器JK觸發(fā)D，使其翻轉(zhuǎn)。JK觸發(fā)器Q端的電平直接驅(qū)動(dòng)繼電器K，使K吸合或釋放；由繼電器K的觸點(diǎn)控制電路的開關(guān)。

盲區(qū)形成的原因及處理

1、探頭的余震及方向角。發(fā)射頭工作完后還會(huì)繼續(xù)震一會(huì)，這是物理效應(yīng)，也就是余震。余震波會(huì)通過(guò)殼體和周圍的空氣，直接到達(dá)接收頭、干擾了檢測(cè)；通常的測(cè)距設(shè)計(jì)里，發(fā)射頭和接收頭的距離很近，在這么短的距離里超聲波的檢測(cè)角度是很大的，可達(dá)180度。

2、殼體的余震。就像敲鐘一樣，能量仍來(lái)自發(fā)射頭。發(fā)射結(jié)束后，殼體的余震會(huì)直接傳導(dǎo)到接收頭，這個(gè)時(shí)間很短，但已形成了干擾。（注：不同的環(huán)境、溫度對(duì)殼體的硬度和外形會(huì)有所變化，導(dǎo)致余震時(shí)間會(huì)略有改變）

3、電路串?dāng)_。超聲波發(fā)射時(shí)的瞬間電流很大，瞬間這么大的電流會(huì)對(duì)電源有一定影響，并干擾接收電路。通常這三種情況情況在每次超聲波發(fā)射時(shí)都會(huì)出現(xiàn)，即超聲波在發(fā)射的時(shí)候,是一個(gè)高壓脈沖,并且脈沖結(jié)束后,換能器會(huì)有一個(gè)比較長(zhǎng)時(shí)間的余震,這些信號(hào)根據(jù)不同的換能器時(shí)間會(huì)有不同,從幾百個(gè)uS到幾個(gè)mS都有可能,因此在這個(gè)時(shí)間段內(nèi),聲波的回波信號(hào)是沒有辦法跟發(fā)射信號(hào)區(qū)分的.因此,被測(cè)物體在這個(gè)范圍內(nèi),回波和發(fā)射波區(qū)分不開,也就無(wú)法測(cè)距,從而形成了盲區(qū).。

在硬件方面通常將超聲波轉(zhuǎn)換器之間的距離適當(dāng)增大來(lái)減少盲區(qū)的范圍；如果發(fā)射探頭和接收探頭分開，收發(fā)不互相影響，必須要求發(fā)射電路和接收電路的地線隔離很好，發(fā)射信號(hào)不會(huì)通過(guò)地線串?dāng)_過(guò)去，否則也是不能減小盲區(qū)的。

在軟件中的處理方法就是，當(dāng)發(fā)射頭發(fā)出脈沖后，記時(shí)器同時(shí)開始記時(shí)。我們?cè)谟洉r(shí)器開始記時(shí)一段時(shí)間后再開啟檢測(cè)回波信號(hào)，以避免余波信號(hào)的干擾。等待的時(shí)間可以為1ms左右。更精確的等待時(shí)間可以減小最小測(cè)量盲區(qū)。（注：超聲波探頭方向角越小、發(fā)射頭和接收頭位置越遠(yuǎn)，盲區(qū)就越小，測(cè)量距離也就越?。?/p>