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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