超声波在国外称为什么

㈠ 超声波无损检测技术详解

作为一种常见的检测技术，超声波探伤在工业领域被广泛应用。

接下来的系列文章里，我们将分上下两篇，就超声波探伤进行详尽的解析。本期推文着重讲述超声波无损检测的基础知识、检测原理以及超声信号的显示方式。而在下期的文章里，您将了解到超声波探伤的实际应用，如测定金属材料的弹性模量和泊松比、金属材料的硬度、厚度以及对残余应力的检测，欢迎感兴趣的读者持续关注我们下期文章。

超声检测一般是指利用超声波与工件相互作用，对反射、透射和散射的回波进行分析，从而对工件进行宏观缺陷、几何特性、组织结构和力学性能的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

超声波是在弹性介质中传播的机械波，人们日常听到的声音，是由于声源的振动通过空气等弹性介质传播到耳膜引起的耳膜振动，牵动听觉神经产生听觉，但并不是任何频率的机械振动都能引起听觉，只有频率在一定的范围内的振动才能引起听觉。人们把能引起听觉的机械波成为声波，频率在20~20000Hz之间。频率低于20Hz的机械波成为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。

对于宏观缺陷检测的超声波，其常用频率为0.5~25MHz，对钢等金属材料的检测，常用频率为0.5~10MHz。超声波频率很高，由此决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛应用于无损检测：

超声检测主要是基于超声波在工件中的传播特性，如声波在通过材料时能量会损失，在遇到声阻抗不同的两种介质分界面时会发生反射等。

其工作原理是：

超声检测按照原理分类，可分为脉冲反射法、衍射时差法、穿透法和共振法，此处主要介绍脉冲反射法和衍射时差法。

（一）脉冲反射法
声源产生的脉冲波进入到工件中——超声波在工件中以一定方向和速度向前传播——遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射——检测设备接收和现实——分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小、位置等。两侧声阻抗有差异的界面可能是材料中某种缺陷（不连续），如裂纹、气孔、夹渣等、也可能是工件的外表面。声波反射的程度取决于界面两侧声阻抗差异的大小、入射角以及界面的面积等。通过测量入射声波和接收声波之间声传播的时间，可以得知反射点距入射点的距离。

（二）衍射时差法
衍射时差法（Time of Flight Diffraction，简称TOFD），是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。缺陷处的衍射现象如图4所示。

TOFD方法一般将探头对称分布于焊缝两侧。在工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在时，在直通波和底面反射波之间，接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波。除上述波外，还有缺陷部位和底面因波形转换产生的横波，因为声速小于纵波，因为一般会迟于底面反射波达到接收探头。工件中超声波传播路径如图5所示，缺陷处A扫描信号如图6所示。

按照超声信号的显示方式，可将超声检测方法分为A型显示和超声成像方法。

A型显示是一种波形显示，是将超声信号的幅度和传播时间的关系以直角坐标的形式显示出来，横坐标代表声波的传播时间，纵坐标代表信号幅度，如图1至图7所示。

超声成像就是采用超声波获得物体可见图像的方法，又称为超声扫描成像技术。由于声波可以穿透很多不透光的物体，故利用声波可以获得这些物体内部结构声学特性的信息，超声成像技术将这些信息变成人眼可见的图像，即可以获得不透光物体内部声学特性分布的图像。

超声相控阵检测是一种典型运用超声成像方法的检测技术，它的基本思想来自于雷达电磁波相控阵技术。

超声无损检测技术(UT)作为五大常规检测技术之一，具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害以及便于现场使用等特点，世界各国都对超声无损检测给予了高度的重视。

目前，国外工业发达国家的无损检测技术已逐步从无损探伤和无损检测向无损评价过渡。全球超声检测的一个发展趋势是自动化和人工智能化。

中国工业超声检测近几十年来发展迅速，几乎涵盖了所有的工业领域，如钢铁工业、机械制造业、锅炉压力容器、石油化工、铁路运输、造船、航空航天、电力核电等。

理论研究方面，我国也在逐渐缩小与国际先进技术的差距，很多超声数字信号处理包括人工智能、神经网络、模式识别、多种扫描成像等技术已达到或接近国际先进水平。

设备研发方面，超声检测设备中，国内几家为首的公司已经研发出最先进的全聚焦技术。

超声检测行业也渐渐有与大数据融合的趋势。

㈡ 超声波会对人体有害吗

超声波对人体无害。

广东省第二人民医院超声科副主任医师张海春介绍说，超声波是一种高频率的声波，它没有放射性，对人体安全、无害，应用于全身各器官系统以及用于产检，对孕妇和胎儿也是非常安全的。

在检查时，医生会为患者涂上一层黏黏的东西，这种液体叫做耦合剂，目的是使探头与皮肤之间更好地接触，有利于声波的传导并提高成像质量。耦合剂对人体无毒、无害，检查后擦净或用温水清洗就可以了，不用担心。

(2)超声波在国外称为什么扩展阅读：

大多数现代超声仪并不使用多普勒效应来测定流速，而是依赖脉冲多普勒技术。机器发出超声波脉冲，然后再切换至接收模式。这样，接收到的反射脉冲并没有频率漂移，声学效应也不连续。但是，经过多次测量，这些序贯的测量的相变可以用来得到频率漂移。

为了从发射信号和接收信号得到相变漂移信息，通常使用2种算法中的一种：自相关技术或者相关性技术。更旧的机器，采用连续多普勒技术，按上述方式显示多普勒效应。为了做到这点，机器的发射和接收换能器必须是分立的。

㈢ 什么是特种加工常用的加工方法有哪些

主要的特种加工方法有电火花、激光、电子束、离子束、电加工、 超声波、数控等。

1、电火花

电火花加工是利用工具电极与工件电极之间脉冲性的火花放电，产生瞬时高温将金属蚀除。又称放电加工、电蚀加工、电脉冲加工。

2、激光

国外激光加工设备和工艺发展迅速，现已拥有100kW的大功率CO?2激光器、kW级高光束质量的Nd:YAG固体激光器，有的可配上光导纤维进行多工位、远距离工作。

3、电子束

电子束加工技术在国际上日趋成熟，应用范围广。

4、 离子束

表面功能涂层具有高硬度、耐磨、抗蚀功能，可显著提高零件的寿命，在工业上具有广泛用途。

5、 电加工

国外电解加工应用较广，除叶片和整体叶轮外已扩大到机匣、盘环零件和深小孔加工，用电解加工可加工出高精度金属反射镜面。

6、 超声波

7、数控

传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。

(3)超声波在国外称为什么扩展阅读

特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，

并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。

为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。

例如， 各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。

㈣ 超声波是否会对人体造成影响

安全风险——过度使用或影响胎儿发育

关于风险问题，中国超声医学工程学会会长、北京大学人民医院超声科主任李建国明确表示，常规的产前超声检查对排畸非常有必要也应该提倡，但过度使用，声功率过高，时间过长，次数过多，就可能对胎儿发育造成潜在影响。而这种影响也许是缓慢的，要经过几代人才能够被发现。

2014年12月，美国FDA发出声明，强烈反对给胎儿拍照片，生物医学工程学Shahram博士说：超声波可以使人体组织升温，某些情况下还可产生非常小的气泡。而这种升温和小气泡，可能会影响胚胎的正常发育。

(4)超声波在国外称为什么扩展阅读：

低剂量超声是潜在的致癌与致畸形因素，而且不同频率、不同声强对不同个体有一定危害。因为超声波对固体和液体都有很强的穿透本领，能量较大时可以使物质微粒作高频振动，部分能量还可以转变为热能，使局部温度升高。

高强度的脉冲超声波在含有微米级小气泡的液体中传播时，可导致气泡收缩、膨胀以至猛烈爆炸，这种现象称为“空化现象”。

美国著名超生物物理专家卡斯坦森指出，某些临床使用的超声图像诊断仪的最大输出强度已达1千瓦／平方厘米，这个强度足以使生物体产生瞬态空化现象。对生物体来说，瞬态空化作用时，靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤，一般说来，在人体内大多数器官和生物流体中，损伤少量细胞不会对人体产生危害。