超声检测技术（Ⅱ级讲稿）
彭玉桥
北京华海恒辉科(kē)技有(yǒu)限公司无损检测技术培训中心
3 检测技术及它们的局限性
3.1 检测方法
3.1.1 穿透法
l 穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能(néng)量变化来判断缺陷情况的一种方法，如图所示。
l 穿透法常采用(yòng)两个探头，一个作发射用(yòng)，一个作接收用(yòng)，分(fēn)别放置在试件的两侧进行探测，图中显示三种情况：无缺陷时的波形；缺陷阻挡部分(fēn)声束时的波形；缺陷阻挡全部声束时的波形。
3.1.2 脉冲反射法
超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称為(wèi)脉冲反射法。
如图：深度100mm底面发射波; 左图显示一次反射回波，荧光屏100小(xiǎo)格代表100mm,此為(wèi)1：1；
右图显示二次反射回波，荧光屏100小(xiǎo)格代表200mm,此為(wèi)1：2；
1.斜探头缺陷回波探伤:
根据仪器示波屏上显示的缺陷波形进行判断的方法，称為(wèi)缺陷回波法。该方法是反射法的基本方法。图示是斜探头缺陷回波探伤法的基本原理(lǐ)，当试件完好时，超声波可(kě)顺利传播到达底面。若试件中存在缺陷，在探伤波形中，底面回波前有(yǒu)缺陷回波和底面回波两个信号。
2.直探头缺陷回波探伤:：当透入试件的超声波能(néng)量较大，而试件厚度较小(xiǎo)时，超声波可(kě)在探测面与底面之间往复传播多(duō)次，示波屏上出现多(duō)次底波B1、B2、B3······。如果试件存在缺陷，则由于缺陷的反射以及散射而增加了声能(néng)的损耗，底面回波次数减少，在底面回波之间出现缺陷回波F1、F2、F3······。如图 #
3.1.3 共振法
一、原理(lǐ)
若声波（频率可(kě)调的连续波）在被检工件内传播，当工件的厚度為(wèi)超声波的半波長(cháng)的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率，若工件内存在缺陷则共振频率发生变化，利用(yòng)共振频率之差，判断工件内部状态。
二、胶接件的声振动检测
航空航天器上常用(yòng)胶接结构，脱胶处常用(yòng)声振检测方法检测。 #
3.1.4 自动和半自动法
一、钢管自动检测線(xiàn)
原理(lǐ)、方法与应用(yòng)照片
二、相控阵技术
（1）原理(lǐ)：通过对阵列式换能(néng)器发射脉冲相位控制实现平面波斜入射、声波聚焦、聚焦斜入射等目的。
① 相控阵平面波发射示意图
② 相控阵声波聚焦示意图
③ 相控阵聚焦斜入射示意图
④ 相控阵声波发射和返回示意图
（2）应用(yòng)
三、焊缝多(duō)探头检测技术
（1）原理(lǐ)：每个探头检测固定的被检區(qū)域，全部探头检测全部被检區(qū)域；
（2）优点：缩短了检测时间、减少漏检几率。
3.2 探头
3.2.1 探头的基本知识
一、压電(diàn)效应与压電(diàn)材料
某些单晶體(tǐ)和多(duō)晶體(tǐ)陶瓷材料在应力（压缩力和拉伸力）作用(yòng)下产生异种電(diàn)荷向正反两面集中而在晶體(tǐ)内产生電(diàn)场，这种效应称為(wèi)正压電(diàn)效应。相反，当这些单晶體(tǐ)和多(duō)晶體(tǐ)陶瓷材料处于交变電(diàn)场中时，产生压缩或拉伸的应力和应变，这种效应称為(wèi)负压電(diàn)效应，如图所示。
负压電(diàn)效应产生超声波，正压電(diàn)效应接收超声波并转换成電(diàn)信号。
常用(yòng)的压電(diàn)单晶有(yǒu)石英又(yòu)称二氧化硅（SiO2）、硫酸锂（LiS04H20）、碘酸锂LiIO3）、铌酸锂（LiNbO3）等，除石英外，其余几种人工培养的单晶制造工艺复杂、成本高。 #
常用(yòng)的压電(diàn)陶瓷有(yǒu)钛酸钡（BaTi03）、锆钛酸铅（PZT）、钛酸铅（PbTiO3)、偏铌酸铅（PbNb2O4）等。
二、探头的编号方法
2.5 P 20 Z 5 Q 6×6 K3
| | | | | | | |
频率 材料 直径 直探头 频率 材料 矩形 K=3
材料： P-锆钛酸铅；B-钛酸钡；T-钛酸铅；L-铌酸锂；I-碘酸锂；N-其他(tā)
探头类型： Z-直探头； K-斜探头； SJ-水浸探头；
FG-分(fēn)隔探头；BM-表面探头；KB-可(kě)变角探头；
三、探头的基本结构
压電(diàn)超声探头的种类繁多(duō)，用(yòng)途各异，但它们的基本结构有(yǒu)共同之处，如图所示。它们一般均由晶片、阻尼块、保护膜（对斜探头来说是有(yǒu)机玻璃透声楔）组成。此外，还必须有(yǒu)与仪器相连接的高频電(diàn)缆插件、支架、外壳等。
3.2.2 直探头
一、直探头的保护膜
l 压電(diàn)陶瓷晶片通常均由保护膜来保护晶片不与工件直接接触以免磨损。常用(yòng)保护膜有(yǒu)硬性和软性两类。氧化铝（刚玉）、陶瓷片及某些金属都属于硬性保护膜，它们适用(yòng)于工件表面光洁度较高、且平整的情况。用(yòng)于粗糙表面时声能(néng)损耗达20～30dB。
l 软性保护膜有(yǒu)聚胺酯软性塑料等，用(yòng)于表面光洁度不高或有(yǒu)一定曲率的表面时，可(kě)改善声耦合，提高声能(néng)传递效率，且探伤结果的重复性较好，磨损后易于更换，它对声能(néng)的损耗达6～7dB。
l 保护膜材料应耐磨、衰减小(xiǎo)、厚度适当。為(wèi)有(yǒu)利于阻抗匹配，其声阻抗Zm应满足一定要求。
l 试验表明：所有(yǒu)固體(tǐ)保护膜对发射声波都会产生一定的畸变，使分(fēn)辨率变差、灵敏度降低，其中硬保护膜比软保护膜更為(wèi)严重。因此，应根据实际使用(yòng)需要选用(yòng)探头及其保护膜。与陶瓷晶片相比，石英晶片不易磨损，故所有(yǒu)石英晶片探头都不加保护膜。 #
二、直探头的吸收块
為(wèi)提高晶片发射效率，其厚度均应保证晶片在共振状态下工作，但共振周期过長(cháng)或晶片背面的振动干扰都会导致脉冲变宽、盲區(qū)增大。為(wèi)此，在晶片背面充填吸收这类噪声能(néng)量的阻尼材料，使干扰声能(néng)迅速耗散，降低探头本身的杂乱的信号。目前，常用(yòng)的阻尼材料為(wèi)环氧树脂和钨粉。 #
3.2.3 斜探头
一、结构与类型
二、透声楔
斜探头都习惯于用(yòng)有(yǒu)机玻璃作斜楔，以形成一个所需的声波入射角，并达到波型转换的目的。一发一收型分(fēn)割式双直探头和双斜探头也都以有(yǒu)机玻璃作為(wèi)透声楔，这是因為(wèi)有(yǒu)机玻璃声學(xué)性能(néng)良好、易加工成形，但它的声速随温度的变化有(yǒu)所改变又(yòu)易磨损，所以对探头的角度应经常测试和修正。水浸聚焦探头常以环氧树脂等材料作為(wèi)声透镜材料。
三、晶片的厚度
压電(diàn)晶片的振动频率f即探头的工作频率，它主要取决于晶片的厚度T和超声波在晶片材料中的声速。晶片的共振频率（即基频）是其厚度的函数。可(kě)以证明，晶片厚度T為(wèi)其传播波長(cháng)一半时即产生共振，此时，在晶片厚度方向的两个面得到*大振幅，晶片中心為(wèi)共振的驻点。 #
三、晶片的厚度
通常把晶片材料的频率f和厚度T的乘积称為(wèi)频率常数Nt，若T=λ/2，则
Nt = f T = C/2
式中：C為(wèi)晶片材料中的纵波声速。常用(yòng)晶片材料如PZT的Nt =1800～2000m/s，石英晶片的Nt＝285Om/s，钛酸钡晶片的Nt＝2520m/s，钛酸铅晶片的Nt=2120m/s。
由式（2.65）可(kě)知，频率越高，晶片越薄，制作越困难，且Nt小(xiǎo)的晶片材料不宜用(yòng)于制作高频探头。 #
3.2.4 特殊探头
一、水浸聚焦探头
二、可(kě)变角探头
三、充水探头
四、双晶探头
五、表面波探头
3.3 超声检测技术
3.3.1 串列技术
用(yòng)超声波检查板厚100mm以上的焊缝中垂直表面的裂纹，*有(yǒu)效的方法是采用(yòng)串列法。
3.3.2 聚焦探头技术
一、平面声波聚焦和发散的条件
l 平面声波聚焦和发散的原因是声波在介质分(fēn)界面的折射；
l 介质分(fēn)界面二边的声速决定了平面声波是聚焦还是发散；
l 聚焦的条件
声波进入凹面：入射介质内声速C1＜折射介质内声速C2
声波进入凸面：入射介质内声速C1＞折射介质内声速C2
l 发散的条件
声波进入凹面：入射介质内声速C1＞ 折射介质内声速C2
声波进入凸面：入射介质内声速C1＜折射介质内声速C2 #
二、声透镜
三、聚焦探头：直探头 + 声透镜 （楔块声透镜或压電(diàn)體(tǐ)声透镜）
3.3.3 双晶探头技术
一、双晶探头的种类
l双晶纵波探头
l双晶横波探头（纵波全反射）
二、应用(yòng)：板材探伤 / 分(fēn)层缺陷 / 发现焊缝近表面气孔
三、优点：
l灵敏度高
l杂波少、盲區(qū)小(xiǎo)
l近场區(qū)長(cháng)度小(xiǎo)
3.3.4 表面波探头技术
一、表面波的产生 入射角大于**临界角时产生表面波。
二、表面波传播特征
（1）只在厚度遠(yuǎn)大于波長(cháng)的光滑表面传播；
（2）传播體(tǐ)表面质点运动状态具有(yǒu)纵波和横波的综合特性，运动轨迹為(wèi)椭圆；
（3）表面波振幅随深度的衰减很(hěn)快，离表面一个波長(cháng)以上的地方很(hěn)微弱；
（4）表面波在曲率半径较大（约大于5个波長(cháng)）的棱边可(kě)以全部跨过继续前进；
（5）表面波在尖锐棱边（缺陷）会原路反射，曲率愈大，反射愈强烈。
三、表面波技术的应用(yòng)
（1）表面波能(néng)够检测到表面或近表面的缺陷；
（2）工件表面应**油污、毛刺等杂物(wù)；
（3）用(yòng)沾有(yǒu)油的手指点击表面会引起表面波的反射，用(yòng)此探测表面波的存在；
3.3.5 液浸技术
一、一般技术
l 探头和工件浸于液體(tǐ)中以液體(tǐ)作耦合剂进行探伤的方法，称為(wèi)液浸法。耦合剂可(kě)以是水，也可(kě)以是油。当以水為(wèi)耦合剂时，称為(wèi)水浸法。
l 液浸法探伤时，探头不直接接触试件，所以此方法适用(yòng)于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤。
l 液浸法按探伤方式不同又(yòu)分(fēn)為(wèi)全浸没式和局部浸没式。
l 根据探头与试件探测面之间液层的厚度，液浸法又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)高液层法和低液层法。 #
二、充水法与水层计算
l如图，由于水层关系水界面一次回波（S）先于钢板底面回波（B）；
l钢板底面**回波（B1）与水界面二次回波（S2）重合称為(wèi)一次重合法 ；
l钢板底面**回波（B2）与水界面二次回波（S2）重合称為(wèi)二次重合法 ；
l水界面一次回波（S1）由于声程差无法与钢板底面回波重合；
水层厚度计算
C水 δ C水、 C钢： 纵波速度
H=n------- δ=n------- n： 重合次数
C钢 4 δ： 钢板厚度
例：水浸法探30毫米厚的钢板，采用(yòng)4次重合法水层厚度应為(wèi)多(duō)少？
解： δ 30
H=n-------δ=4------= 30 毫米
4 4
5 检测系统的校准
5.1 设备的校准
5.1.1 水平線(xiàn)性
一、定义：仪器水平線(xiàn)性是示波屏上时基線(xiàn)的水平刻度与实际声程之间成正比的程度，即示波屏上多(duō)次底波等距离的程度。水平線(xiàn)性对缺陷定位有(yǒu)较大的影响。
水平線(xiàn)性用(yòng)水平線(xiàn)性误差表示。
二、测试步骤：
（1）将直探头置于CSK--1A试块的25mm厚大平底面上；
（2）通过[微调][水平][脉冲位移]等按钮，使屏上出现5次底波 B1--B5，当底波B1和B5的幅度分(fēn)别為(wèi)50％满刻度时，将它们的前沿分(fēn)别对准刻度2.0和10.0。B1和B6的前沿位置在调整中如相互影响，则应反复进行调整。
a2、a3、a4分(fēn)别為(wèi)B2、B3、B4与4.0、6.0、8.0的偏差。
（3）水平線(xiàn)性误差计算：
|amax| amax： a2、a3、a4中的*大值
δ=--------×100% b為(wèi)示波屏水平满刻度值
0.8b
* ZBY230--84规定：仪器的水平線(xiàn)性误差≤2%
例：用(yòng)IIW或CSK-1A试块测仪器的水平線(xiàn)性，现测得B1对准2.0，B5对准10.0时，B2、B3、B4与4.0、6.0、8.0的偏差分(fēn)别為(wèi)0.5、0.6、0.8;求其水平误差為(wèi)多(duō)少？
解： 0.8
δ=--------------×100%=1%
0.8×100
5.1.2 垂直線(xiàn)性
一、定义：仪器垂直線(xiàn)性是示波屏上波高与探头接收的信号幅值之间成正比的程度。它取决于仪器放大器的性能(néng)。垂直線(xiàn)性用(yòng)垂直線(xiàn)性误差表示。垂直線(xiàn)性影响缺陷的检出和定量。
二、测试步骤：
（1）[抑制]至零，[衰减器]保留30dB衰减余量；
（2）将直探头置于CSK--1A试块的25mm厚大平底面上， 恒定压力压住；
（3）调节仪器使试块上某次底波位于示波屏中央，并达到100%幅度，作為(wèi)“0”dB;
（4）固定[增益]和其他(tā)旋钮，调衰减器，每次衰减2dB,并记下相应的波**填入表中，直到底波消失；
Hi(衰减△idB后波高)
上表中：实测相对波高%=----------------------------×100%
H0(衰减0dB后波高)
理(lǐ)想相对波高是△i=2、4、6dB……时的波高比（如△i=6dB时的理(lǐ)想相对波高是50.1%）
三、计算垂直線(xiàn)性误差
D=（ |d1|+|d2| ）
式中： d1--实测值与理(lǐ)想值的*大正偏差
d2--实测值与理(lǐ)想值的*大负偏差
* ZBY230--84规定：仪器的垂直線(xiàn)性误差D≤8%
5.2 探头的验证
5.2.1 试块
一、试块的用(yòng)途
l 测试或校验仪器和探头的性能(néng)；
l 确定探测灵敏度和缺陷大小(xiǎo)；
l 调整探测距离和确定缺陷位置；
l 测定材料的某些声學(xué)特性。
二、试块的分(fēn)类（主要分(fēn)二类）
l 标准试块
l 对比试块（参考试块）
l 其他(tā)叫法：校验试块、灵敏度试块；平底孔试块、横孔试块、槽口试块；锻件试块、焊缝试块等。
三、试块简介
1. 荷兰试块
l 1955年荷兰人提出；1958年國(guó)际焊接學(xué)会通过并命名為(wèi)IIW试块；ISO组织推荐使用(yòng)。
l 类似的有(yǒu)：中國(guó)CSK-IA、日本STB-A1、英國(guó)BS-A、西德DIN54521……
2. IIW2试块（三角形试块、牛角试块）
l 适用(yòng)于现场检验（體(tǐ)积小(xiǎo)、轻、方便）；
l 用(yòng)途较IIW少
3. CSK-IA试块：中國(guó)的改型试块
三、试块简介
1. 荷兰试块
l 1955年荷兰人提出；1958年國(guó)际焊接學(xué)会通过并命名為(wèi)IIW试块；ISO组织推荐使用(yòng)。
l 类似的有(yǒu)：中國(guó)CSK-IA、日本STB-A1、英國(guó)BS-A、西德DIN54521……
2. IIW2试块（三角形试块、牛角试块）
l 适用(yòng)于现场检验（體(tǐ)积小(xiǎo)、轻、方便）；
l 用(yòng)途较IIW少
3. CSK-IA试块：中國(guó)的改型试块
l CSK-IA试块的主要用(yòng)途:
① R50、R100圆弧：
- 斜探头入射点、前沿测定；
- 扫描線(xiàn)比例校准；
② 上下表面刻度：斜探头K值校准；
③ φ50、φ44、φ40孔：斜探头分(fēn)辨率测定；
④ 89、91、100mm 台阶：直探头分(fēn)辨率测定；
⑤ φ50孔：盲區(qū)测定。
4. CS-1和CS-2
l 1986年通过，CS-1全套26块，CS-2全套66块；
l 要求：
（1）D/L比不能(néng)太小(xiǎo)，否则产生侧壁效应；
（2）平底孔应足以分(fēn)辨；
（3）材质衰减要小(xiǎo)。
注：铸钢件试块与此形状相同、尺寸不同
5. CSK-IIA / CSK-IIIA
6. RB-1、RB-2、RB-3
7. 钢板试块
8. 半圆试块
9. 管子试块
10. 其它试块
5.2.2 探头灵敏度
一、调节灵敏度的几个旋钮
l[发射强度] 调节发射脉冲的输出幅度，发射强度大灵敏度高，但分(fēn)辨率低；
l[增益] 调节接收放大器的放大倍数，增益大灵敏度高；
l[抑制] 限制检波后信号的输出幅度，主要用(yòng)于抑制杂波、提高信噪比。使用(yòng)[抑制]会使仪器的垂直線(xiàn)性变坏，动态范围变小(xiǎo)。 [抑制]增加，灵敏度降低，尽量不要用(yòng)[抑制]；
l[衰减器] 電(diàn)路内专用(yòng)器件，用(yòng)于定量地调节示波屏上的波高，它是步进旋钮。分(fēn)：[粗调][细调]二档， [粗调]步長(cháng)10-20dB, [细调]步長(cháng)1-2dB。CTS-6型总衰减量50db;CTS-22型则為(wèi)80dB;
调节灵敏度的几个旋钮
l《ZB Y230--84 A型脉冲反射超声探伤通用(yòng)技术条件》中规定：总衰减量不小(xiǎo)于60dB;衰减误差：1dB / 12dB.
二、灵敏度和灵敏度余量概念
灵敏度:超声波在规定反射體(tǐ)上的回波振幅（即回波高度）即灵敏度。
灵敏度余量：使超声波在规定反射體(tǐ)上的回波振幅达到一定高度（即基准波高）时所需的衰减总量称為(wèi)灵敏度余量。
三、直探头 + 仪器的灵敏度余量测试
l探头对准200 / Φ2平底孔；
l[抑制]：0； [发射强度] [增益]：*大；
l提起探头，用(yòng)[衰减器]将電(diàn)噪声電(diàn)平衰减到10%以下，这时衰减量為(wèi)N1dB;
l调[衰减器]使Φ2孔*高回波达满刻度的50%（基准高），这时衰减量為(wèi)N2dB;
l灵敏度余量 N=N1-N2（dB）;
直探头的灵敏度余量要求≥30dB
四、斜探头 + 仪器的灵敏度余量测试
l探头对准IIW试块R100园弧面；
l[抑制]：0； [发射强度] [增益]：*大；
l提起探头，用(yòng)[衰减器]将電(diàn)噪声電(diàn)平衰减到10%以下，这时衰减量為(wèi)N1dB;
l调[衰减器]使R100回波达满刻度的50%（基准高），这时衰减量為(wèi)N2dB;
l灵敏度余量 N=N1-N2（dB）;
斜探头的灵敏度余量要求≥40dB
五、探头盲區(qū)测定
1 概念
l盲區(qū)是指从探测面到能(néng)够发现缺陷处的*小(xiǎo)距离，即始脉冲宽度覆盖區(qū)的距离。
l盲區(qū)与近场區(qū)的區(qū)别：盲區(qū)是始脉冲宽度与放大器引起的，而近场區(qū)是波的干涉引起的。盲區(qū)内缺陷一概不能(néng)发现，而近场區(qū)内缺陷可(kě)以发现但很(hěn)难定量。
2 测定方法
方法（1）：
l先将直探头在灵敏度试块上用(yòng)φ1平底孔调80%基准高。
l将直探头放于盲區(qū)试块上，能(néng)独立显示φ1平底孔回波的*小(xiǎo)深度為(wèi)盲區(qū)。
方法（2）：
l用(yòng)IIW试块估算
l将直探头放于IIW上方：能(néng)独立显示回波的，盲區(qū)≤5mm。无独立回波的，盲區(qū)＞5mm。
l将直探头放于IIW左侧：能(néng)独立显示回波的，盲區(qū)5～10mm。无独立回波的，盲區(qū)＞10mm。
5.2.3 探头分(fēn)辨率
一、概念：示波屏上區(qū)分(fēn)相邻二缺陷的能(néng)力，能(néng)區(qū)分(fēn)的相邻二缺陷的距离愈小(xiǎo)，分(fēn)辨率就愈高。分(fēn)辨率与仪器和探头的质量有(yǒu)关。
二、纵波直探头分(fēn)辨率测定
l直探头放于IIW试块85、91、100处，[抑制]為(wèi)0，左右移动探头，使屏上出现A、B、C波；
l若A、B、C不能(néng)分(fēn)开，先将A、B等高，并取a1、b1值
求： a1
X=20 lg---- (dB)
b1
然后用(yòng)[衰减器]使B、C等高，取相应的a2、b2值
求： a2
Y=20 lg---- (dB)
b2
X、Y值愈大分(fēn)辨率愈高，一般X、Y ≥ 15dB
三、横波斜探头分(fēn)辨率测定
l如图,平行移动探头，使A、B等高则分(fēn)辨率：
h1
X=20lg------- (dB)
h2
l平行移动探头，使B、C等高则分(fēn)辨率：
h3
Y=20lg------- (dB)
h4
要求：X或Y≥ 6dB
实测时，[衰减器]将h1衰减到h2即為(wèi)X值，将h3衰减到h4即為(wèi)Y值。
5.2.4 斜探头的校准
一、入射点、前沿测试
l 如图，斜探头入射到R100圆弧上，左右移动探头找到*大反射回波；如果试块上有(yǒu)圆心刻度，则刻度对应处為(wèi)入射点；如果试块上无圆心刻度则用(yòng)钢尺量，使钢尺100处对准试块圆弧端，钢尺0点即為(wèi)入射点；使钢尺0点对准探头前端点，差值即為(wèi)前沿。
二、斜探头K值测试
l 如图，斜探头分(fēn)别入射到试块的二个圆上，左右移动探头找到*大反射回波；探头入射点所对应的刻度即K
l 探头K值的选择原则:
(1)声束扫查到整个焊缝截面;
(2)声束尽量垂直于主要缺陷;
(3)有(yǒu)足够的灵敏度和信噪比;
(4)有(yǒu)利于防止出现伪缺陷波。
三、声束偏转角测定
l 概念：主声束中心線(xiàn)与声轴间的夹角称為(wèi)声轴偏转角。
l 测定：探头置于试块面上，旋转移动找到*大回波，测定探头中心線(xiàn)与试块上表面垂線(xiàn)间的夹角。
录象：入射点、前沿、斜探头K值测试
5.3 对曲面工件的校准 （略）
5.4 距离-波幅曲線(xiàn)及校准
一、概念：
描述同一反射體(tǐ)在不同声程时，其反射回波幅值关系的曲線(xiàn)称為(wèi)距离-波幅曲線(xiàn)。
二、距离-波幅（分(fēn)贝）曲線(xiàn)的绘制
1.测探头入射点、K值。调扫描速度（通常调深度1：1）；
2.衰减器值定52dB（设定），在CSK-IIIA试块上调[增益]使10mm深的φ1×6孔的*高回波达基准的60%，依次测20、30…,填入下表，并依次数据画出曲線(xiàn)
三、距离-波幅（面板）曲線(xiàn)的绘制
1.测探头入射点、K值。调扫描速度（通常调深度1：1）；
2. 在CSK-IIIA试块上调[增益]找到10mm深的φ1×6孔的*高回波达基准的100%，在面板上标记①,记下dB值（例如选定30dB）。
3.固定[增益][衰减器]，分(fēn)别测得20、30、40…90处的φ1×6孔的*高回波并标注出相应的②③…,连接各点便成面板曲線(xiàn)。该曲線(xiàn)為(wèi)φ1×6缺陷。
4. [衰减器]值调到30-9=21dB,為(wèi)评定線(xiàn)即φ1×6 - 9
5. [衰减器]值调到30-3=27dB,為(wèi)定量線(xiàn)即φ1×6 - 3
6. [衰减器]值调到30+5=35dB,為(wèi)判废線(xiàn)即φ1×6+5
四、距离-波幅曲線(xiàn)的校准
l 扫描量程的复核
如果距离－－波幅曲線(xiàn)上任意一点在扫描線(xiàn)上的偏移超过扫描读数的10％，则扫描量程应予以修正，并在检测记录中加以标明。
l 距离－－波幅曲線(xiàn)的复核
复核时，校核应不少于3点。如曲線(xiàn)上任何一点幅度下降2dＢ，则应对上一次以来所有(yǒu)的检测结果进行复检；如幅度上升2dＢ，则应对所有(yǒu)的记录信号进行重新(xīn)评定。
5.4 AVG（DGS）曲線(xiàn)
一、概念
表示回波声程、幅度（dB）和缺陷之间关系的曲線(xiàn)称為(wèi)AVG曲線(xiàn)。可(kě)用(yòng)于锻件检测时缺陷的面积当量计算。
声程以直探头的近场區(qū)為(wèi)单位，用(yòng)A表示
缺陷以探头的直径為(wèi)单位，用(yòng)G表示
幅值以初始波高為(wèi)单位，用(yòng)V表示
--缺陷回波幅值 Vf
--大平底回波幅值 Vb
换算关系為(wèi)：
二、AVG曲線(xiàn)的类型
（1）通用(yòng)AVG
按以上计算公式算得一组数据做出的曲線(xiàn)图称為(wèi)通用(yòng)AVG曲線(xiàn)。
（2）实用(yòng)AVG
实用(yòng)AVG曲線(xiàn)是在通用(yòng)AVG曲線(xiàn)的基础上经坐(zuò)标转换后得到的。
实用(yòng)AVG曲線(xiàn)的坐(zuò)标均以十进制。
三、AVG曲線(xiàn)的应用(yòng)
例：
5.6 耦合介质
一、概念
l為(wèi)了排除探头与工件表面之间的空气，在探头与工件表面之间施加的一层透声介质称為(wèi)耦合剂。
l耦合剂的作用(yòng)在于排除探头与工件表面之间的空气，使超声波能(néng)有(yǒu)效地传入工件达到探伤的目的。此外耦合剂还有(yǒu)减少摩擦的作用(yòng)。
二、耦合效果与声阻抗有(yǒu)关，声阻抗大耦合性能(néng)好。
三 、耦合介质的种类
l甘油声阻抗高，耦合性能(néng)好，常用(yòng)于一些重要工件的**探伤，但价格较贵，对工件有(yǒu)腐蚀作用(yòng)。
l水玻璃的声阻抗较高，常用(yòng)于表面粗糙的工件探伤，但清洗不太方便，且对工件有(yǒu)腐蚀作用(yòng)。
l水的来源广，价格低，常用(yòng)于水浸探伤，但易使工件生锈。
l机油和变压器油粘度、流动性、附着力适当，对工件无腐蚀、价格也不贵，因此是目前应用(yòng)*广的耦合剂
l超声波探伤中常用(yòng)耦合剂有(yǒu)机油、变压器油、甘油、水、水玻璃等。它们的声阻抗Z 如下：
耦合剂 机油 水 水玻璃 甘油
Z×106kg/m2·s 1.28 1.5 2.17 2.43
l 此外，近年来化學(xué)浆糊也常用(yòng)来作耦合剂，耦合效果比较好。
l 影响耦合的主要因素有(yǒu)：耦合层的厚度，耦合剂的声阻抗，工件表面粗糙度和工件形状。
7. 法规、标准、技术条件和规程
7.1 与超声检测特别有(yǒu)关的法规、标准和技术条件
（1）GB/T 11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分(fēn)级
（2）JB4730-94 压力容器无损检测（将修订為(wèi)锅炉、容器和管道标准）
l压力容器原材料和另部件的超声检测，共有(yǒu)六个标准：钢板、锻件、复合钢板、高压无缝钢管、高压螺栓、奥氏體(tǐ)钢锻件
l压力容器焊缝的超声检测，共有(yǒu)三个标准：
钢焊缝、不锈钢堆焊层焊缝、铝焊缝
（3）GB/T 15830-95 钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果的分(fēn)级
（4）GB/T6402-1991 钢锻件超声波检验方法
与超声检测特别有(yǒu)关的法规、标准和技术条件
（5）ZBJ 04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能(néng)测试方法
（6）ZBY 230 A型脉冲反射式超声
探伤仪通用(yòng)技术条件
（7）ZBY 231 超声探伤用(yòng)探头性能(néng)测试方法
（8）ZBY 232 超声探伤用(yòng)1#标准试块技术条件
7.2 缺陷评定的相关标准
（1）焊缝：JB 4730-94 标准P45：9.1.6---9.1.8.4
“ 9·1·6 缺陷定量检测
9·1·6·1 灵敏度应调到定量線(xiàn)灵敏度。
9·1·6·2 对所有(yǒu)反射波幅超过定量線(xiàn)的缺陷，均应确定其位置、*大反射波幅和缺陷当量。
9·1·6·3 缺陷定量
应根据缺陷*大反射波幅确定缺陷当量直径或缺陷指示長(cháng)度。
a· 缺陷当量直径，用(yòng)当量平底孔直径表示，主要用(yòng)于直探头检测，可(kě)采用(yòng)公式计算，距离－－波幅曲線(xiàn)和试块对比来确定缺陷当量尺寸。
b·缺陷指示長(cháng)度的测定采用(yòng)以下：
（1）当缺陷反射波只有(yǒu)一个高点，且位于II 區(qū)时，用(yòng)6dB法测其長(cháng)度。
（2）当缺陷反射波峰值起伏变化，有(yǒu)多(duō)个高点，且位于II 區(qū)时，应以端点6dB法测其長(cháng)度。
（3）当缺陷反射波峰位于 I 區(qū)，如认為(wèi)有(yǒu)必要记录时，将探头左右移动，使波幅降到评定線(xiàn)，以此测定缺陷指示長(cháng)度。
9·1·7缺陷评定
9·1·7·1 超过评定線(xiàn)的信号应注意其是否具有(yǒu)裂纹等 危害性缺陷特征，如有(yǒu)怀疑时，应采取改变探头K值 、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征判定，如对波型不能(néng)判断时，应辅以其它检测方法作综合判定。
9·1·7·2 缺陷指示長(cháng)度小(xiǎo)于10mm时按5mm计。
9·1·7·3 相邻两 缺陷在一直線(xiàn)上，其间距小(xiǎo)于其中较小(xiǎo)缺陷長(cháng)度时，应作為(wèi)一条缺陷处理(lǐ)，以两 缺陷長(cháng)度之和作為(wèi)其指示長(cháng)度（不考虑间距）。
9·1·8 缺陷等级评定
9·1·8·1不容许存在下列缺陷：
a· 反射波幅位于判废線(xiàn)及III 區(qū)的缺陷；
b· 检测人员判定為(wèi)裂纹等危害性的缺陷。
9·1·8·2 *大反射波幅位于II 區(qū)的缺陷，根据其缺陷指示長(cháng)度按表9－6的规定予以评级。
9·1·8·3 *大反射波幅低于定量線(xiàn)的非裂纹类缺陷，均评為(wèi) Ⅰ 级。
9·1·8·4 不合格的缺陷应予以返修。返修部位及热影响區(qū)仍按本标准进行检测和等级评定。
表9--6见书本
缺陷评定举例：
例1 焊缝厚度T=40mm，在500mm長(cháng)的焊缝内发现位于Ⅱ區(qū)的缺陷，其指示長(cháng)度為(wèi)14mm 一个，7mm 一个，3mm 一个，缺陷间距如图所示。试评定该焊缝符合JB4730-94标准几级？
解：根据JB4730-94标准规定：该缺陷在Ⅱ區(qū)，需要按指示長(cháng)度定级。
先按Ⅰ级判定：
∵ 1/3T=13.3 而单个缺陷14＞13.3 ∴不符合Ⅰ级；
按Ⅱ级判定：
∵ 2/3T=26.6 而单个缺陷14＜26.6 ∴单个缺陷符合 Ⅱ级；再看累积指示長(cháng)度总和
∵ Ⅱ级焊缝在4.5T焊缝長(cháng)度范围内，多(duō)个缺陷的累积指示長(cháng)度总和L不应超过T，按照“缺陷指示長(cháng)度小(xiǎo)于10mm，按5mm计”的规定，指示長(cháng)度总和应為(wèi)：
L=14+5+5=24mm， 24mm＜40mm(T) 符合Ⅱ级规定。
答(dá):该缺陷符合标准Ⅱ级要求。
例2 焊缝厚度T=100mm，在1000mm焊缝内发现波幅為(wèi)
φ1×6 + 2dB 的缺陷三个，其指示長(cháng)度14mm、7mm、3mm，缺陷之间的间距如图所示。试评定该焊缝符合JB4730-94标准几级？
解：根据JB4730-94标准规定：φ1×6 + 2dB该缺陷在Ⅱ區(qū)，需要按指示長(cháng)度定级。
先按Ⅰ级判定：
∵ 1/3T=33.3 而14与7之间的间距4小(xiǎo)于7 ∴ 单个缺陷為(wèi)19（14+5）＜33.3 符合Ⅰ级；
单个缺陷符合Ⅰ级；再看累积指示長(cháng)度总和
∵ Ⅰ 级焊缝在9T焊缝長(cháng)度范围内，多(duō)个缺陷的累积指示長(cháng)度总和L不应超过T，
按照“缺陷指示長(cháng)度小(xiǎo)于10mm，按5mm计”的规定，指示長(cháng)度总和应為(wèi)：
L=19 + 5 = 24mm， 24mm＜100mm (T) 符合Ⅰ级规定。
l 答(dá):该缺陷符合标准Ⅰ级要求。
（2）锻件：JB 4730-94 标准P28：8.2.7
GB/T6402-1991: 6
（3）铸件：GB 7233-87 铸钢件超声探伤及质量评级方法
标准汇编（I） P151
JB 5439-91 压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤
标准汇编（II） P112
7.3 检测规程
7.3.1 检测规程制定和执行程序
① 无损检测工程师和无损检测 III 级人员具有(yǒu)制定检测规 程的资格；
② 制定-审核-批准-使用(yòng) 修定-审核-批准-使用(yòng)
7.3.2 检测规程类型
–被检件相关参数
–检测与验收标准
–人员资格
–设备与器材（仪器型号、探头、耦合剂等）
–方法与技术（采用(yòng)、扫查方式）
–其他(tā)事项
7.3.3 工艺卡
①专用(yòng)工艺规程
②工艺卡
一、工艺卡的生成
表格形式集中显示专用(yòng)工艺规程中的工件参数、工艺参数，验收依据等数据，是操作者的工作依据。
二、工艺卡的执行和修订
8.结果的记录和评定
8.2 评定：
l 工艺卡、检测记录、检测报告是體(tǐ)现无损检测工艺控制和检测质量的文(wén)件。
9 特殊技术
9.1 自动和半自动技术
9.2 数字技术
一、模拟信号与数字信号
l 模拟信号：振幅随时间连续变化的脉冲信号称為(wèi)模拟信号
l 数字信号：按一定时间间隔记录脉冲幅值的一组数据称為(wèi)数字信号
l 模拟信号与数字信号之间的转换---A/D转换
二、数字（智能(néng)）超声仪
lA型仪的特点
显示：模拟量（连续波）；定位：線(xiàn)性对比；定量：当量法。
优点：操作方便；成本低；实时性强。
局限：检测结果不能(néng)保存；定位、定量误差较大。
l数字仪的特点和功能(néng)
显示：数字量（连续波）；定位：数學(xué)计算；定量：数學(xué)计算。
优点：检测结果能(néng)保存；定位、定量误差较小(xiǎo)。
局限：操作复杂；成本较高；
l超声信号数字处理(lǐ)技术的开发与应用(yòng)
9.3 A、B、C扫描和显示技术
概念：
1. 扫描:探头在工件表面的移动称為(wèi)扫描。扫描过程中完成了超声检测的三个步骤：压電(diàn)晶片在電(diàn)信号激励下发射超声波；超声波进入工件并接触到反射體(tǐ)（如缺陷）；从反射體(tǐ)产生的回波被晶片吸收并转换為(wèi)電(diàn)信号。回波信号的显示有(yǒu)三种方法，即A显示、B显示、C显示。
2. A显示：回波信号以波形方式的显示称為(wèi)A显示。
3. B显示：回波信号通过计算机处理(lǐ)后显示工件垂直剖面的显示称為(wèi)B显示，实现这种显示的扫描称為(wèi)B扫描。
4. C显示：回波信号通过计算机处理(lǐ)后显示工件水平剖面的显示称為(wèi)C显示，实现这种显示的扫描称為(wèi)C扫描。