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超声波为什么会变化

发布时间:2025-08-23 22:55:22

A. 超声波具有哪些物理特性

超声波作为一种疏密的振动波,在传播过程中介质的压力会交替变化。在负压区域,液体中会产生撕裂的力,并形成真空的气泡。声压达到一定值时,气泡迅速增长,在正压区域由于受到压力挤破灭、闭合。此时,液体间相互碰撞产生强大的冲击波。超声波的这种空化效应,尽管位移和速度都较小,但加速度却非常大,局部压力可达几千个大气压。

影响超声波测厚仪测量精度的因素很多。首先是工件表面粗糙度过大,这会导致探头与接触面耦合效果差,反射回波低。对于表面锈蚀、耦合效果极差的在役设备、管道等,可以通过砂、磨、挫等方法处理表面,降低粗糙度,同时也可以将氧化物及油漆层去掉,露出金属光泽,使探头与被检物通过耦合剂达到较好的耦合效果。

工件曲率半径太小,尤其是小径管测厚时,因常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低。可选用小管径专用探头(6mm),能较精确地测量管道等曲面材料。

检测面与底面不平行,声波遇到底面产生散射,探头无法接受到底波信号。铸件、奥氏体钢因组织不均匀或晶粒粗大,超声波在其中穿过时产生严重的散射衰减,被散射的超声波沿着复杂的路径传播,有可能使回波湮没。可选用频率较低的粗晶专用探头(2.5MHz)。

探头接触面有一定磨损。常用测厚探头表面为丙烯树脂,长期使用会使其表面粗糙度增加,导致灵敏度下降。可选用500#砂纸打磨,使其平滑并保证平行度。如仍不稳定,则考虑更换探头。

被测物背面有大量腐蚀坑,由于被测物另一面有锈斑、腐蚀凹坑,造成声波衰减,导致读数无规则变化,在极端情况下甚至无读数。被测物体(如管道)内有沉积物,当沉积物与工件声阻抗相差不大时,测厚仪显示值为壁厚加沉积物厚度。

当材料内部存在缺陷(如夹杂、夹层等)时,显示值约为公称厚度的70%,此时可用超声波探伤仪进一步进行缺陷检测。温度的影响也很重要,一般固体材料中的声速随其温度升高而降低,当温度增加100°C时,声速下降1%。应选用高温专用探头(300-600°C),切勿使用普通探头。

耦合剂的选择和使用也很关键。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气,使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。耦合剂的选择和使用方法不当,将造成误差或耦合标志闪烁,无法测量。根据使用情况选择合适的耦合剂,当使用在光滑材料表面时,可以使用低粘度的耦合剂;当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时,应使用粘度高的耦合剂。高温工件应选用高温耦合剂。

声速选择错误也是影响测量精度的因素之一。测量工件前,根据材料种类预置其声速或根据标准块反测出声速。当用一种材料校正仪器后又去测量另一种材料时,将产生错误的结果。要求在测量前一定要正确识别材料,选择合适声速。

应力的影响也不可忽视。在役设备、管道大部分有应力存在,应力状况对声速有一定的影响。应力增加时,声速也会缓慢增加。金属表面氧化物或油漆覆盖层的影响也不能忽视,尽管与基体材料结合紧密,无明显界面,但声速在两种物质中的传播速度是不同的,从而造成误差。

B. 超声波的波长会根据什么因素变化

频率和传播速度.相同介质中不同频率,波长不同,相同频率,声速不同的不同介质,波长不同.

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