所示超声波在工件中传播,没有伤时,如图1a,声波直达工件底面,遇界面全反射回来。当工件中有垂直于声波传播方向的伤,声波遇到伤界面也反射回来,如图1b。当伤的形状和位置决定界面与声波传播方向有角度时,将按光的反射规律产生声波的反射传播。
图1 超声波在工件中的传播
2、超声波探伤仪的工作原理
超声波探伤仪首先是个超声波发生器,它利用交流电源和振荡电路,产生高频电脉冲,并可根据探伤要求调节脉冲的频率及发射能量。超声波探伤仪还具有将接受到的电脉冲依其能量的大小、时间的先后通过荧光显示屏显示出来的功能。其工作原理示于图2。发生器使示波管产生水平扫描线(一条亮线,代表时间轴),接收放大器使接受到的脉冲信号作用于示波管的垂直偏转板,并按信号收到的时间先后将水平扫描线的相应部位拉起脉冲值。始脉冲是仪器发射出去的原始脉冲信号,伤脉冲是超声波自工件内缺陷处返回的脉冲信号,底脉冲则是超声波自工件底部返回来的脉冲信号。由于超声波在工件内是匀速传播的,因此在工件内走过的路程越长,返回的时间越晚,所以底脉冲要比伤脉冲出现的晚,它们在荧光屏上的水平距离反应了超声波在工件内走过的距离。因此有:
db Iba
则 d
式中:d——工件表面至缺陷的距离。
I——沿探测方向的工件厚度。
b——伤脉冲到始脉冲的扫描刻度。
超声波在介质中传播是有能量衰减的。走过的距离越长,反射回来的能量也越小,表现在接收回来的脉冲高度要减少。如果伤较小,少量超声波自伤处反射回来,将有一个矮的伤脉冲,此时大部分能量抵达工件底面,底脉冲仍较高。如果伤面积很大,则伤脉冲就会高,相应的底脉冲就会很小。如遇到伤很大,或其界面又不垂直于超声波入射的方向(如图1c),则伤脉冲没有(反射波收不到),底脉冲也可能没有。 b I (2) ba