超聲波在國外稱為什麼

㈠ 超聲波無損檢測技術詳解

作為一種常見的檢測技術，超聲波探傷在工業領域被廣泛應用。

接下來的系列文章里，我們將分上下兩篇，就超聲波探傷進行詳盡的解析。本期推文著重講述超聲波無損檢測的基礎知識、檢測原理以及超聲信號的顯示方式。而在下期的文章里，您將了解到超聲波探傷的實際應用，如測定金屬材料的彈性模量和泊松比、金屬材料的硬度、厚度以及對殘余應力的檢測，歡迎感興趣的讀者持續關注我們下期文章。

超聲檢測一般是指利用超聲波與工件相互作用，對反射、透射和散射的回波進行分析，從而對工件進行宏觀缺陷、幾何特性、組織結構和力學性能的檢測和表徵，並進而對其特定應用性進行評價的技術。

超聲波是在彈性介質中傳播的機械波，人們日常聽到的聲音，是由於聲源的振動通過空氣等彈性介質傳播到耳膜引起的耳膜振動，牽動聽覺神經產生聽覺，但並不是任何頻率的機械振動都能引起聽覺，只有頻率在一定的范圍內的振動才能引起聽覺。人們把能引起聽覺的機械波成為聲波，頻率在20~20000Hz之間。頻率低於20Hz的機械波成為次聲波，頻率高於20000Hz的機械波稱為超聲波。

對於宏觀缺陷檢測的超聲波，其常用頻率為0.5~25MHz，對鋼等金屬材料的檢測，常用頻率為0.5~10MHz。超聲波頻率很高，由此決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛應用於無損檢測：

超聲檢測主要是基於超聲波在工件中的傳播特性，如聲波在通過材料時能量會損失，在遇到聲阻抗不同的兩種介質分界面時會發生反射等。

其工作原理是：

超聲檢測按照原理分類，可分為脈沖反射法、衍射時差法、穿透法和共振法，此處主要介紹脈沖反射法和衍射時差法。

（一）脈沖反射法
聲源產生的脈沖波進入到工件中——超聲波在工件中以一定方向和速度向前傳播——遇到兩側聲阻抗有差異的界面時部分聲波被反射——檢測設備接收和現實——分析聲波幅度和位置等信息，評估缺陷是否存在或存在缺陷的大小、位置等。兩側聲阻抗有差異的界面可能是材料中某種缺陷（不連續），如裂紋、氣孔、夾渣等、也可能是工件的外表面。聲波反射的程度取決於界面兩側聲阻抗差異的大小、入射角以及界面的面積等。通過測量入射聲波和接收聲波之間聲傳播的時間，可以得知反射點距入射點的距離。

（二）衍射時差法
衍射時差法（Time of Flight Diffraction，簡稱TOFD），是利用缺陷部位的衍射波信號來檢測和測定缺陷尺寸的一種超聲檢測方法，通常使用縱波斜探頭，採用一發一收模式。缺陷處的衍射現象如圖4所示。

TOFD方法一般將探頭對稱分布於焊縫兩側。在工件無缺陷部位，發射超聲脈沖後，首先到達接收探頭的是直通波，然後是底面反射波。有缺陷存在時，在直通波和底面反射波之間，接收探頭還會接收到缺陷處產生的衍射波。除上述波外，還有缺陷部位和底面因波形轉換產生的橫波，因為聲速小於縱波，因為一般會遲於底面反射波達到接收探頭。工件中超聲波傳播路徑如圖5所示，缺陷處A掃描信號如圖6所示。

按照超聲信號的顯示方式，可將超聲檢測方法分為A型顯示和超聲成像方法。

A型顯示是一種波形顯示，是將超聲信號的幅度和傳播時間的關系以直角坐標的形式顯示出來，橫坐標代表聲波的傳播時間，縱坐標代表信號幅度，如圖1至圖7所示。

超聲成像就是採用超聲波獲得物體可見圖像的方法，又稱為超聲掃描成像技術。由於聲波可以穿透很多不透光的物體，故利用聲波可以獲得這些物體內部結構聲學特性的信息，超聲成像技術將這些信息變成人眼可見的圖像，即可以獲得不透光物體內部聲學特性分布的圖像。

超聲相控陣檢測是一種典型運用超聲成像方法的檢測技術，它的基本思想來自於雷達電磁波相控陣技術。

超聲無損檢測技術(UT)作為五大常規檢測技術之一，具有被測對象范圍廣、檢測深度大、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對人體無害以及便於現場使用等特點，世界各國都對超聲無損檢測給予了高度的重視。

目前，國外工業發達國家的無損檢測技術已逐步從無損探傷和無損檢測向無損評價過渡。全球超聲檢測的一個發展趨勢是自動化和人工智慧化。

中國工業超聲檢測近幾十年來發展迅速，幾乎涵蓋了所有的工業領域，如鋼鐵工業、機械製造業、鍋爐壓力容器、石油化工、鐵路運輸、造船、航空航天、電力核電等。

理論研究方面，我國也在逐漸縮小與國際先進技術的差距，很多超聲數字信號處理包括人工智慧、神經網路、模式識別、多種掃描成像等技術已達到或接近國際先進水平。

設備研發方面，超聲檢測設備中，國內幾家為首的公司已經研發出最先進的全聚焦技術。

超聲檢測行業也漸漸有與大數據融合的趨勢。

㈡ 超聲波會對人體有害嗎

超聲波對人體無害。

廣東省第二人民醫院超聲科副主任醫師張海春介紹說，超聲波是一種高頻率的聲波，它沒有放射性，對人體安全、無害，應用於全身各器官系統以及用於產檢，對孕婦和胎兒也是非常安全的。

在檢查時，醫生會為患者塗上一層黏黏的東西，這種液體叫做耦合劑，目的是使探頭與皮膚之間更好地接觸，有利於聲波的傳導並提高成像質量。耦合劑對人體無毒、無害，檢查後擦凈或用溫水清洗就可以了，不用擔心。

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大多數現代超聲儀並不使用多普勒效應來測定流速，而是依賴脈沖多普勒技術。機器發出超聲波脈沖，然後再切換至接收模式。這樣，接收到的反射脈沖並沒有頻率漂移，聲學效應也不連續。但是，經過多次測量，這些序貫的測量的相變可以用來得到頻率漂移。

為了從發射信號和接收信號得到相變漂移信息，通常使用2種演算法中的一種：自相關技術或者相關性技術。更舊的機器，採用連續多普勒技術，按上述方式顯示多普勒效應。為了做到這點，機器的發射和接收換能器必須是分立的。

㈢ 什麼是特種加工常用的加工方法有哪些

主要的特種加工方法有電火花、激光、電子束、離子束、電加工、 超聲波、數控等。

1、電火花

電火花加工是利用工具電極與工件電極之間脈沖性的火花放電，產生瞬時高溫將金屬蝕除。又稱放電加工、電蝕加工、電脈沖加工。

2、激光

國外激光加工設備和工藝發展迅速，現已擁有100kW的大功率CO?2激光器、kW級高光束質量的Nd:YAG固體激光器，有的可配上光導纖維進行多工位、遠距離工作。

3、電子束

電子束加工技術在國際上日趨成熟，應用范圍廣。

4、 離子束

表面功能塗層具有高硬度、耐磨、抗蝕功能，可顯著提高零件的壽命，在工業上具有廣泛用途。

5、 電加工

國外電解加工應用較廣，除葉片和整體葉輪外已擴大到機匣、盤環零件和深小孔加工，用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。

6、 超聲波

7、數控

傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。

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特種加工是20世紀40年代發展起來的，由於材料科學、高新技術的發展和激烈的市場競爭、發展尖端國防及科學研究的急需，不僅新產品更新換代日益加快，而且產品要求具有很高的強度重量比和性能價格比，

並正朝著高速度、高精度、高可靠性、耐腐蝕、高溫高壓、大功率、尺寸大小兩極分化的方向發展。

為此，各種新材料、新結構、形狀復雜的精密機械零件大量涌現，對機械製造業提出了一系列迫切需要解決的新問題。

例如， 各種難切削材料的加工；各種結構形狀復雜、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、彈性元件等剛度、特殊零件的加工等。

㈣ 超聲波是否會對人體造成影響

安全風險——過度使用或影響胎兒發育

關於風險問題，中國超聲醫學工程學會會長、北京大學人民醫院超聲科主任李建國明確表示，常規的產前超聲檢查對排畸非常有必要也應該提倡，但過度使用，聲功率過高，時間過長，次數過多，就可能對胎兒發育造成潛在影響。而這種影響也許是緩慢的，要經過幾代人才能夠被發現。

2014年12月，美國FDA發出聲明，強烈反對給胎兒拍照片，生物醫學工程學Shahram博士說：超聲波可以使人體組織升溫，某些情況下還可產生非常小的氣泡。而這種升溫和小氣泡，可能會影響胚胎的正常發育。

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低劑量超聲是潛在的致癌與致畸形因素，而且不同頻率、不同聲強對不同個體有一定危害。因為超聲波對固體和液體都有很強的穿透本領，能量較大時可以使物質微粒作高頻振動，部分能量還可以轉變為熱能，使局部溫度升高。

高強度的脈沖超聲波在含有微米級小氣泡的液體中傳播時，可導致氣泡收縮、膨脹以至猛烈爆炸，這種現象稱為「空化現象」。

美國著名超生物物理專家卡斯坦森指出，某些臨床使用的超聲圖像診斷儀的最大輸出強度已達1千瓦／平方厘米，這個強度足以使生物體產生瞬態空化現象。對生物體來說，瞬態空化作用時，靠近爆炸氣泡附近的細胞會受到損傷，一般說來，在人體內大多數器官和生物流體中，損傷少量細胞不會對人體產生危害。