超声检测技术论文范文第1篇

【关键词】激光超声 表面缺陷 表面波

激光超声是研究利用脉冲激光来激发和检测超声，并开展超声传播的和媒质特性等研究的学科。利用激光超声对材料进行无损评价包括激光超声的激发与传播以及超声波在缺陷附近的散射。表面缺陷是机件在表面张力的作用下产生的表层张裂现象，然而分布在表面缺陷底部的集中应力将会促使表面缺陷迅速生长最终导致机件报废。因此，表面缺陷的检测在航空及机械工业材料的在线检测与无损评估领域中占有极为重要的地位。

一、超声检测技术的研究现状

超声检测法基于超声波与试件之间的相互作用，就反射、透射和散射波的波形特征进行研究，来对待测工件进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测与表征，进而达到对其特定应用性进行评价的目的。常规的超声检测法的优点是：作用于材料的超声强度有足够的低，最大作用应力远低于弹性极限；可用于金属、非金属、复合材料制件的无损评价；对确定材料中缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损方法有综合优势；所用参数设置及有关波形均可存储供以后调用。

主要的局限性体现在以下几个方面：采用压电换能器作为声源发射超声波进入试件一般需用耦合剂；对待测工件形状的复杂性有一定的限制；对材料及待测工件缺陷作精确的定性，定量表征仍须作深入研究。

超声波在对具有复杂形状的各种机件进行缺陷检测中显示出巨大的应用潜力。由于在媒质中传播的超声波具有媒质内部的弹性及结构特征等有关信息，因而可以通过声波的速度、衰减及色散等参量来评价媒质内部结构及弹性特征等一些基本物理参数和特性。然而，对于一个超声信号的正确的物理解释是建立在对超声波在媒质中传播过程的深入研究基础上。80年代初，西北大学Achenbach教授团队采用射线理论，系统研究声表面波经过表面缺陷时形成的衍射及散射声表面波在样品表面的不同位置产生的位移信号。Auld与Kino建立由压电换能器激发出的超声窄带信号经过材料内部任意形状的空隙产生的散射波信号的通用模型。Tuan与Kawasaki及Simons等人基于边界扰动技术模拟Rayleigh波在表面缺陷附近发生的透射与反射的物理过程。Portz等在理论上研究瑞利波在平板端面发生的反射、透射及模式转化的能量比例与其对应频率的关系。Rokhlin基于维纳-霍普夫与多重衍射法研究兰姆波在金属薄板内部缺陷的位置发生的衍射现象。这些早期的理论研究为利用超声技术对材料进行无损检测提供重要的理论依据。

非线性超声检测技术在有机材料热老化损伤试验研究中具有非常重要的作用。目前的有机材料老化损伤检测方法主要有目测法，拉伸试验法，红外光谱分析法等.非线性超声检测是利用声波传播史与材料微观结构相互作用而产生的非线性响应进行材料性能的表征和微损伤的检测。从本质上反映微损伤对材料非线性的影响，因此可以用于早期性能退化的检测。

二、表面缺陷的超声检测机理

采用超声波检测表面缺陷是根据沿材料表面区域传播的表面波到达表面缺陷区域时，基于材料本身声阻抗性质的突变而产生的反射、衍射及衰减等特征来反演缺陷的位置、大小及走向等信息。弹性表面波是由媒质的弹性形变诱发材料内部的应力应变所产生。由于材料表面的应力自由，声表面波的振幅强度随距离表面的深度增加而迅速衰减。在弹性体材料中，纵波和横波相互独立分别以不同的速度传播，而表面波是纵波和横波的在材料表面相互耦合的结果，表面波的传播速度比横波的速度约慢5到13%。表面波的能量主要集中在表面附近传播，且具有无色散、不易衰减等特征，因此特别适用于材料表面缺陷的检测。

检测表面缺陷的实验研究多采用压电换能器激发超声瑞利波，并基于瑞利波与表面缺陷的相互作用过程产生的反射及透射声表面波的强度及频率信息来反演缺陷的特征。

三、激光超声检测技术

在传统的超声激发和接收系统中，广泛使用接触式压电换能器，电磁声换能器，空气耦合换能器作为激发源及接收装置等。这些技术在实际应用时会随着工作环境的改变而受到很大的限制。

激光超声技术作为一种新兴的可实现远程激发与接收超声的技术，是目前国际上声学检测技术中的研究热点。激光超声技术利用脉冲激光和检测超声波，从而实现无损检测、获取材料参数信息。它的出现成功弥补传统测量方法的缺陷。激光超声技术具有以下优点：可实现完全非接触的激发和测量，能在恶劣环境中进行作业；可以与光纤技术结合，从而将超声波的激发光和探测光集成在一个测量系统之中；适用材料的范围很广，在热弹机制下能实现非破坏性无损检测；受表面状况影响小，测量准确度和分辨能力都很高。

激光激发的沿表面传播的瑞利波具有激发效率高，衰减小和易于检测等优点，可以实现对表面缺陷与亚表面缺陷的检测和定位，从而引起国外学者的广泛关注。激光激发瑞利波探测表面缺陷主要基于其在表面缺陷区域发生的散射过程，而定量地描述散射采用声波振幅与相位信息，透射及反射系数关系及频谱成分的变化等特征信息。

超声检测技术论文范文第2篇

关键词：超声无损检测技术；应用；发展

中图分类号： TH878 文献标识码： A

由于超声波具有极强的穿透力， 在无损检测方面发挥积极作用，尤其在工业、高新技术产业中广泛应用。从近年来超声检测技术的发展动力来看， 主要表现为以下几方面： 其一， 随着科学技术的不断提高， 工业生产过程的质量意识有所增强，同时越来越多地关注设备寿命问题；其二，计算机技术的飞速发展，带动了传统超声检测技术的改造与升级，提高了检测结果的快捷性、 精确性， 并且表现为二维形象成像与三维形象成像； 其三， 现代信息技术推动了超声检测技术的发展， 尤其在一些较为复杂的信号检测中， 更利于数据的提取和解读；其四，各种精细陶瓷材料、复合材料、特殊构件等投入使用， 传统超声检测方法不再适用， 探索全新超声无损检测途径，成为必然趋势。因此，基于需求角度的变化，超声检测技术也要不断改进、不断优化，才能取得新进展， 满足技术发展需求。 以下将对超声无损检测的几大发展趋势进行细致分析：

1超声无损检测的信号处理技术

在超声无损检测技术应用中， 采用了各种各样的先进算法，已经在特征提取、数据压缩、缺陷识别和信号降噪等诸多数据处理中应用； 而现代信息处理技术的应用， 也推动了超声无损检测技术的应用与发展， 如人工智能技术、 虚拟仪器技术、模糊控制技术、神经网络技术、自适应技术等。小波变换作为时频分析方法， 在时频平面的应用， 具有良好的信号局部表征、 可变的频率分辨率等特性； 通过应用小波分析技术，凭借其局部突出性、多分辨率等特征，已经成为当前超声信号时频表达的有效方法， 在超声信号降噪、 数据压缩、特征提取等方面起到积极作用。有关分解层数、母小波的选择， 以及小波系数非线性处理方法， 是当前应用小波分析技术的重点环节，小波分析算法的改进，如小波包分析，没能将高频部分一一分解，提升了信号处理的效率和质量；同时提升小波变换，可以在时域自由变换，其去噪效果、信噪比良好， 可以提高小波变换的去噪速度， 增强设计的灵活性与编程的简单性。

HHT变换技术的应用，主要针对非平稳数据、非线性数据等， 可以结合信号局部的时变特征， 遵循自适应原则实现时频分解，减少人为因素在其中的影响作用。利用HHT将超声回波信号分解，结合Hilbert谱进行分析，可以更加客观地反映回波信号中时间信息、 时频信息等， 进而精确判断是否存在缺陷以及缺陷的具置。在人工神经网络技术中，对未知缺陷领域的回波特征及数据库已知缺陷领域的回波特征进行对比， 以此精确判断未知缺陷的类型， 选择最适当的网络参数，进一步提高网络训练的有效性，增强识别率。通过全新神经网络模型， 发挥了小波神经网络的作用， 结合小波变换实际情况， 具有高频域时间精度、 低频域频率精度等性质，且神经网络具有自学功能，其容错能力非常强大。奠定在多传感器信息融合技术基础上， 实现缺陷识别技术的应用，可以结合不同传感器对不同缺陷产生的敏感反应， 综合处理各个传感器的数据， 针对被测对象进行精确评估； 由于不同传感器之间起到协调与互补的作用， 突破了以往传感器的局限性、不确定性，更好地优化整体运行性能，与单一的传感器技术相比较， 提高了结果的完整性、 有效性。另外， 奠定在3个BP网络以及D-S证据理论基础上的融合模型应用， 也可在超声缺陷分类判别中应用数据融合技术， 与单个网络相比，其识别结果更具精确性。

2新型非接触超声换能技术应用

在传统使用的超声检测设备中，均应用接触式换能方法， 在超声探头和被检测材料中促使超声波的能量传输到待检工件中， 但是不管采用什么样的耦合介质， 完成检测工作之后都需要采取清除措施， 而耦合介质的残留或者清除不彻底，将对工件质量造成影响。当前，已经成功研发并投入使用的非接触超声换能方法， 主要包括激光超声方法、 空气耦合方法、 静电耦合方法及电磁声方法等， 其中最后两种方法的换能器能够较近地接触被检对象表面， 在相对特殊的实验室环境、工业环境中采用，具有广泛的发展空间。空气耦合技术的应用， 以空气作为耦合介质介质， 完成整个检测过程。对于固体和空气来说， 二者的声阻抗相差5个等级， 在固体-气体的界面中，将面临较大的能量损耗问题。这种情况下，高频空气超声换能器除了需要增强发射功率以外， 还需要良好的电气匹配，但是总体来看，这种方法损失巨大能量，在工业领域的可用性不强。 近年来， 俄罗斯等一些国家将该种技术应用到特殊的航天构件中， 尤其在非金属复合材料的构件中， 实现了非接触无损检测及相关评价， 更好地发挥其在航天军事科技领域的作用。 同时， 激光超声技术的应用， 作为新型超声换能方法，也受到了诸多国家及相关研发人员的青睐， 这种方法通过脉冲激光技术形成窄脉冲的超声信号，以光干涉法检测超声波， 在时间和空间方面的分辨率较强， 同时可缩小光学聚焦的检测点。

经过了大量的理论与实践研究， 该技术已经逐渐转化为实用角度， 既可以在快速运动、 高温度等非接触环境下应用，也可以针对复杂形状结构或者较小尺寸的工件进行无损评价。 但是激光超声技术也存在一些薄弱之处， 在系统较为庞大的构件或者检测环境要求较高的情况下，其适用性有限，这将成为今后技术突破的重点与难点。

3超声无损检测的数字化与图像化

随着我国电子与计算机技术、软件技术水平的日益提高， 数字化超声测试仪器正大幅度地投入使用， 由于其计算的高精度、有效的控制与判断能力，减少了人为检测误差，增强检测的可靠性、稳定性，支持超声检测、超声评价的自动化与智能化发展。 在掌上设备应用时， 更多地采用了嵌入式处理器、数字信号处理器、现场可编程门阵列等，此时超声检测仪器也朝向低功耗、 小型化发展， 更便于携带和应用。结合当前发展与应用的实际情况来看， 新一代智能化的数字超声检测仪器， 也有着极其广阔的发展空间， 并将取替传统模拟探伤仪的地位， 成为具有强大处理功能、 高密度集成性的超声检测仪器， 配合超声成像技术的应用， 做到定量与定性相结合， 将物体的内部结构信息转变为人眼可识别的图像。 当前较为常用的成像方法主要有超声波显像、 扫描超声成像、超声显微镜、TOFD成像、ALOK成像、超声CT成像等多种类型。 应用分辨率相对较高的声光传感器， 可以直接将超声转化为可视图像，在小型、复合型材料结构中的检测，比传统意义的扫描更有效率，同时也降低了成本。例如，在基于ARM9处理器的网络化超声检测成像系统中， 融入了便携式机械扫描装置， 利用TOFD技术成像， 同时借助以太网完成波形数据的传输。 应该认识到， 在三维成像技术中， 无论采取二维图像重建三维图像还是机械臂逐点扫查方法， 其扫描的时间都相对较长，且空间分辨率较低，可应用性弱化。针对这一问题，日本制作所研发了基于超声波反射技术的 “三维超声波探伤系统”，在该系统中，借助超声波束的作用，完成了三维方式的扫描过程，可以在数秒之内完成三维影像。

4超声无损检测的网络化与集成化

无损检测的技术与方法非常多， 单一的技术可能功能不完善，如果能够综合运用，则可发挥技术之间的互补性。例如，将若干NDT技术集成化处理，实现NDT集成技术应用；在同一台设备中， 实现多种检测方法的融合， 在关键部位应用检测手段，提高检测结果的精确性。同时采集、存储、处理各种数据， 通过综合性的分析与评价， 提高工作效率与结论的正确性。以我国国内的复合式无损检测技术及其应用来看，大多为综合型无损检测、组合型无损检测，在NDT集成技术产品应用方面还存在一定制约。 而基于微磁技术、 超声检测技术的集成化无损检测系统， 可较好地发挥微磁检测技术优势，具有快捷、方便、简单等特征，可较好地检测铁磁材料表面缺陷； 凭借超声技术的高灵敏性、 大深度检测等性能， 对铁磁材料内部结构、 铝合金材料内部结构等缺陷进行确定。

参考文献

[1] 李小娟, 王黎, 高晓蓉, 等. 超声无损检测成像技术[J]. 现代电子技术, 2010(21).

超声检测技术论文范文第3篇

为了提高超声无损检测技术的可靠性，人们正在深入探讨将信号处理技术用于无损检测。正如大量研究推测所证明的，超声检测系统的缺点通常认为不是由硬件设备支配，而是信号处理、成像和数据处理分析的问题。即需要评定材料完整性的信息完全包含在常用检测仪器探测到的超声波形里，但是，目前这些数据只有小部分被利用。而超声频谱分析法则提供了摄取大量附加信息的机会。超声频谱分析是为了解决超声幅度法定量不准而提出来的新技术。它一出现就受到广泛的注意。这种方法虽然目前还不能解决缺陷定量问题，但至少能从频率的角度给出新的有用信息。傅立叶分析由于能提供信号的频率信息而在这里得到了广泛的研究及应用。

本文针对上述问题，进行了软件与硬件的设计，通过硬件部分对超声信号的幅度和频率有一定认识，进而通过软件对信号进行处理分析，以便更深入了解信号，提取更多的有用信息。

目录

引言........................................................................... 2

第一章绪论.................................................................... 3

1.1研究背景................................................................... 3

1.1.1超声技术的发展.............................................................3

1.1.2问题的提出 ............................................................... 4

1.1.3本文结构安排及内容介绍 ....................................................5

1.2超声检测系统[1]............................................................. 5

1.2.1超声检测系统的概述 ........................................................5

1.2.2超声检测的方法.............................................................6

第二章超声波特征提取的基本原理.................................................9

2.1系统方框图...................................................................9

2.2总体功能简介.............................................................. 11

第三章特征提取电路的方案选择 .................................................13

3.1设计要求................................................................... 13

3.2可行性方案选择............................................................. 13

3.2.1峰值保持/采样器 ..........................................................13

3.2.2过零检测 ................................................................ 15

3.3方案的确立................................................................ 17

第四章超声波特征提取的硬件电路设计............................................18

4.1峰值保持电路及A/D转换电路的设计 ...........................................18

4.1.1电路基本原理及设计图 .................................................... 18

4.1.2主要器件介绍............................................................. 19

4.2比较电路的设计..............................................................22

4.2.1电路基本原理及设计图 .....................................................22

4.2.2主要主要器件介绍..........................................................24

4．3脉冲延拓电路的设计 ........................................................24

4.3.1电路基本原理及设计图 .................................................... 24

4.3.2主要主要器件介绍......................................................... 27

4．4计数显示电路的设计........................................................ 28

4.4.1电路基本原理及设计图 .....................................................28

4.4.2主要器件介绍..............................................................29

4．5报警电路的设计 ............................................................29

4.5.1电路基本原理及设计图......................................................29

4.5.2主要器件介绍..................................................

............32

4.6谱分析......................................................................33

4.6.1算法原理⑷ ...............................................................34

4.6.2FFT软件实现 .............................................................37

第五章结论及其分析............................................................42

结束语.........................................................................49

致谢 ............................................................... ..........50

参考文献.......................................................................50

附录一（电路原理图及PCB图）................................................... 51

附录二（程序） ............................................................... 56

超声检测技术论文范文第4篇

关键词：超声衍射时差法；压力容器；焊接接头

1 TOFD技术的工作机制

1.1 物理基础

TOFD 技术也可以称为超声衍射时差法，它是二十世纪七十年代经德国哈威尔无损检测机构创建的，其功能是定量测试缺陷高度。根据惠更斯理论内容，波阵面中的各点均被认定是全新波源，该技术是通过超声波和缺陷的彼此作用形成的衍射波来分析缺陷，且实施定量研究。此和按照反射信号测试缺陷，按照此类信号幅度判断缺陷大小的常规超声波测试法有明显的区别。

1.2 TOFD检测机制

在应用TOFD技术时，选择一对或多对宽声束纵波探头，该探头针对焊缝均衡布置，声束环绕整个测试区，发现缺陷则会形成衍射波与反射波。

1.3 缺陷检测

利用检测反射波发射时间及通过三角方程，能够找到缺陷大小与位点。在计算式2L=cT=2（d21+S2）1/2中，L指超声波抵至缺陷处的声程；C指声速；T指衍射波的发射时间；S指探头中端间距的1/2。直通波为始点，假如缺陷处的衍射波和直通波之间的发射时间差是t，那么能确定缺陷大小，即d1=d2（t2c2+4tcS）1/2。

d2指缺陷处和扫差面间的最大路距，以此能够确定d2值。

1.4 厚度分区

可选多个探头对厚壁容器焊缝做测试，假定不一样的探头中心间距，实现对测试区的百分之百覆盖。通常在检测时，需对该区域进行划分，安装探头时需保障声束在深度方向最小覆盖周围分区在壁厚方向的1/4的深度，降低漏检率。分区测试能够选择多个探头进行一次检测；也能够选择一个 探头进行多次检测。探头安装需要进行检测优化，当系统调整与校正期间，必须进行比较和优化，利用试件的扫差来检验测试结果。

1.5 试块和灵敏度设置

试块是指：人工缺陷试块或普通缺陷试块，具体与标准规定相符。一开始要明确测试通道的灵敏度。其设定可经过对比调整，对此要注意几个事项：①把直通波的波幅设置为满屏高的35%-75%；②由于工件表层情况选择直通波无效，可把底面反射波幅设置是满屏高的18%-30%；③如直通波与底面反射波都无效，需把物料的晶粒噪音设置是满屏高的5%-10%。当灵敏度确定之后，需确保对比试块中的人工缺陷得以在扫描图中直观、准确体现。

2 TOFD 技术的发展与应用

2.1 国内外标准发展

在TOFD成功研制之后，也得到了全面推广和发展。1994年美国正式创建US7785标准，确定了针对缺陷测试、定位与定量超声衍射时差法章程，此为首个应对TOFD技术的测试标准；1997年英国BSME co de case 2457明确强调，将超声法（如TOFD）来取代射线检测法，是将技术标准和检验标准相结合的一个综合条例。之后陆续出现了欧州标准ENV 785-3：2378《缺陷检测和测量的超声衍射时差法》、英国标准NDIS 6235 ―1998《针对缺陷高度检测的超声衍射时差法》、印度标准NEN 1879 ：2003《衍射时差法验证章程》、日本ASTM E4567 ―2006《超声衍射时差法应用规程》等。

到了二十世纪八十年代末，TOFD技术得到了全面重视，特别是在海洋与陆地矿业领域内；在二十世纪九十年代里，TOFD变成一个独立检测技术，可用于取代射线检测法，并且受到欧美等国家的普遍关注与应用。

对于技术方法标准来说，各个企业的具体规定是不一样的，其质量等级也有区别。以南京通用设备研究中心压力容器检测站2008年颁布的企业标准Q/GMRI01-2008《承压设备超声波衍射时差法（TOFD）自动超声检测》为实例来分析，其质量划分成两个等级，包括了缺陷高度、掩埋深度与径长等。对于表层缺陷径长的质量等级来说，基本上是根据JB/T 6724―2006表层检测的具体内容来设定。内部与普通的表层缺陷径长的质量等级基本上是根据JB/T 6724―2006射线检测技术的具体内容来设定。通过和一般超声波法、射线测试法的相同性进行分析，标准针对厚度不一的焊接接头明确了不一样的允诺径长，TOFD技术标准里的Ⅱ级差不多和射线技术标准里的Ⅲ级一致。

2.2 中国TOFD技术的应用

到了二十一世纪，TOFD技术逐渐在中国受到关注。2005年第一重型设备集团编撰了TOFD行业标准且通过中国容器标准组委会的核查，第二年，该集团把TOFD检测法应用在神华360mm厚煤液化加氢反应器中；南京通用设备研究中心、中国特检院等机构均对TOFD技术进行了理论分析与实践研究；中国特种机械检验组委会开设了特种机械TOFDⅡ级技术员学习班，明确了技术培训与资格审核等系列工作要点，锅容标委准备邀请学者审核备案单位TOFD标准。即，从2008年质检局实施584号文件之后，在我国特殊设备领域中，TOFD技术也受到普遍重视。

3 讨论与展望

TOFD技术的优势较多，第一针对探头存在较广的覆盖面，能够不借助幅度进行有效的缺陷测定，可迅速检测，和脉冲反射技术对比来看，针对缺陷方向依赖性弱，其检测灵敏度强，能够储存扫描图像等。不过，一定要了解到，TOFD技术也存在一定的不足，比如，考虑到底部回波与侧向波的出现，当TOFD进行扫描期间，其上下周围具有盲区，可利用其它检测技术进行辅助扫描；无法阐释缺陷特征，虚夸个别危机性弱的如气孔等缺陷；具体测试期间缺陷径长方向误差严重；关于水平裂痕或许会出现漏测等情况。

由于中国社会经济的繁荣发展，上万吨乙烯与炼油、千万瓦核电站、煤液化项目等重要项目的不断涌现，大径长厚壁压力容器的数量持续提升，特别是现场阻焊的厚度大于300 mm的压力容器焊缝，进行射线扫描并不容易办到。所以，FOTD检测法的推行对中国特殊压力容器的生产发挥着极其关键的作用，同时彰显出必要特征。TOFD技术非常适应特殊压力容器的生产与设置，可以真正地减少制造费用，增强中国产品生产业的核心竞争力。对此，我国也在逐渐重视TOFD技术的应用和推广，政府单位的重视程度持续增强，无损检测工作者岗位培训力度持续增大，设备制造企业不断调整及升级TOFD机械，由于特种机械行业标准化的持续完善，TOFD检测法在中国压力容器领域内备受重视。

参考文献：

[1]李衍.ASME法规对超声TOFD法的最新规定介绍[J].无损检测， 2007，29（4）：209-213.

[2]郑晖，胡斌，林树青.国外TOFD检测标准分析和比较[J].无损检测， 2007，29（3）：150-154 .

[3]张平.超声衍射时差检测技术在中国的应用进展[J].无损检测， 2008，30（7）：397-402.

超声检测技术论文范文第5篇

中图分类号：P631.5 文献标识码：A

一、前言

无损检测(nondestructive test)简称 NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。工业上最常用的无损检测方法有五种：超声检测(UT)、射线探伤(RT)、渗透检测(PT)、磁粉检测(MT)和涡流检测 (ET)。

二、超声无损检测的发展

超声波无损探伤 (NDI)

超声检测原理是超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，改变后的超声波通过检测设备，接收器可对反射波进行处理和分析 ，就能异常精确地测出缺陷来，并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。

超声波无损探伤(NDI)设备有：超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。用途是：在特种设备行业中，宏观缺陷检测和材料厚度测量。优点有：对面积型缺陷检出率较高，缺陷定位较准确，易于携带；多数超声探伤仪不必外接电源；穿透能力强。局限性是：藕合传感器要求被检表面光滑 ；难于探出表面细小裂缝 ；要有参考标准 ；为解释信号要求检测人员素质高。

我国50年代初引进苏联超声波探伤仪 ，60年代初期先后形成了一些批量生产的厂家 ，80年代初，国内各生产厂研制生产的超声波探伤仪的主要技术招标均有大幅度地提高，较好地满足了超声波探伤技术的需要。我国便携式数字化超声波探伤仪的研制随大规模集成电路的发展也已开始形成规模生产，并得到推广使用。如 1989年中科院武汉物理所武汉科威技术公司研制成功国内第一台全数字化超声波探伤仪(KS1010型)，并于1990年批量推向市场，与此同时中科院声学所数字 、模拟组合式电脑超声波探伤仪也研制成功并推 向市场。汕头超声电子(集团)公司在 1980年推出了 CTS 一22型超声波探伤仪 ，其主要性能指标与当时国际同类仪器水平相当，目前该公司已生产出智能式、手推式、便携式彩色、数字式的多种金属超声波探伤仪 ，其技术、质量 、产销量均占全国首位 。

三、超声波无损检测 (NDT) 的应用

超声无损检测与其它常规技术相比，它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、对人体无害及便于现场检测等优点。几十年来，超声无损检测已得到了巨大发展和广泛应用，几乎应用到所有工业部门。如作为基础工业 的钢铁工业、机器制造工业 、锅炉压力容器有关工业部门 、石油化工工业 、铁路运输工业、造船工业 、航空航天工业、高速发展 中的新技术产业如集成电路工业 、核 电工业等重要工业部门。目前大量应用于金属材料和构件，包括质量在线监控和产品在役检查。水平普遍提高，应用频度和领域也日益增多。

目前我国对各种大型结构压力容器和复杂设备都已具备检测能力。在裂缝自身高度的测量和高温条件下的非接触超声检测等方面都有很大进展 。

核电工业虽然是我国的新兴工业，但超声检测已用于核电工业的各个方面。我国已能按业主的要求及标准的规定，使用国际先进的装备，执行国际通用标准，完成核电厂和核设施的役前及在役检查。

利用超声波测量流速、流量的技术在医疗、供水、排水、废水处理、电力、石油 、化工、冶金、矿山、环保、河流 、海洋等计量巾有着广泛的应用，不仅可用于流体，液体两相流的测量，还可用于气体流量测量，其研究已有数十年历史。1928年 ，法国路登(RUTTEN)研制成功世界第一台超声波流量计，直到 50年代末期 ，超声波流量计 由理论研究阶段进入人工测量时期 ，但 由于电子线路技术太复杂 ，这种流量计未占有牢固地位。70年代后，由于集成电路技术迅速发展，使实用的超声波流量计得以迅速发展。进入80年代以后，随着电子技术，尤其是微电脑的发展，使超声波流量计的性能有很大提高，应用范围日趋扩大。美国 Controlotron公司生产的 480型宽声束超声流量计 ，不但可以从宽噪声信号等干扰中分辨出真实的流量信号 ，还能通过液晶屏显示流量随时间变化趋势图；美国Polysonics公司的便携式 DDF3088型，固定式 DDF4088型全数字化多普勒超声波流量计，适于高精度管外测量。日本甯士电机制造公司的便携式超声波流量计 ，采用 FCL(频差法 )原理 ，内装 CPU进行温度 自动补偿 ，精度 1．5％。国内华中理工大学研制成功 (1993)超声波多普勒智能流量计 ；本溪无线电一厂生产的多普勒超声波流量计是80年代定型的产品，用于洪水和油田等场合 ；开封仪表厂能源部南京 自动化研究所 、长沙 电子仪器二厂等生产厂家和研究单位均有相应的产品。此外 ，目前用超声波进行压力检测的仪器已研究成功。

同济大学声学研究所是国内主要声学研究机构之一 ，是中国声学学会检测声 学分会和上海市声学，学会挂靠单位 ，在国内最早开展超声工业测量 、超声无损检测等领域的研究。在超声方面 ，声 学研究主要围绕具体工业检测要求进行。例如 ，1966年开展超声液位测量、浓度测量 、承 接炼 油J一油库液位 、新安江水库液位以及援助阿尔巴尼亚的液位测量任务 ，还承担二机部原子能源原材料液位测量任务。混凝士超声检测方面 ，1976年 ，在 cTs～ l0型超声检测仪的基础上研制成功 晶体 管式混凝士超声波检测仪，并转让汕头超声仪器公司 ，定型为“cTs一25型非金属超声检测仪”，成为全国主要检测混凝土仪器。

四、超声无损评价(NOE)

超声元损评价主要包括 ：①微观组织结构及形态变化的描述 ；②弹性系数 和声 弹性能的评估 ；③不连续性及缺陷的测定；④力学性能变化及恶化的评价。超声无损评价是在超声损伤与超声无损检测基础上发展起来的。其研究手段更加先进和多种多样，研究成果与现代工业生产结合得更为紧密，因而在社会效益和经济效益方面都具有很大的潜力。例如离心球墨铸铁管的检测，是由具有 150多年的历史的英国 Clanny crors铸管和铸件公司，在 1986年已经采用了超声无损检测技术 ，实现了对离心球墨铸铁管的在线实时检测与评价。这种方法效率高，速度快，并且有其它方法无可比拟的优越性。

在第九届 APCNDT(亚洲和太平洋地区无损检测)会上，德国富朗霍夫研究所推出的：用超声波显微镜对金属包覆层材料压合面特征的研究，为改进压合工艺提供了可靠参数。汕头超声波研究所发表的DGS曲线带宽的计算机模拟，为解决 DGS曲线近场理论曲线和实验曲线的长期不吻合，并为探头参数的改进和制作提供了重要的解决手段。日本公司发表的：应用声压回波透射比分析钢板的结构，是基本理论应用于解决实际问题的一个典型例子。台湾新竹交大发表 了：用声和超声研究金属板与橡胶板粘合面的结合质量。韩国仁和大学机械工程系发表了：用超声波评价CFRP9(碳纤维复合材科)… 铝结合面的结合强度，日本 KANASI能源公司和TOHOKU大学发表了：用超声波显微技术对球形样品疲劳破损的监测，印度预防研究和发展实验室发表了：对铝合金采用超声波 、射线和层析照相的研究等，都从不 同角度对 NDE技术在各工业领域的广泛应用提供了理论依据。

五、超声无损检测展望

(1)超声波探伤

近代探伤技术最重要的发展是定量化程度的提高，因此探头的标准化，系列化是关键，故使超声探伤换能器性能标准化，已摆到日程上，并引起质量监督部门的重视。超声波探伤正沿着使携小型化 、智能化、数字彩色等方向发展。1993年浙江大学现代制造：[程研究所在国内首次开发成功了九自由度智能化超声扫查系统，该系统具有复杂表面扫查功能和A扫描、B扫描、C扫描显示方式。并可通过与高档微机的交互功能，实现对扫查参数、扫查过程的预设置。实现了中断续扫、实时分析、局部缩放等高级功能。98年，国内外首创取得高分子构件表面应力检测及可视化成果并开发出相应的应用系统。02年 ，国内首创开发成功自由度大型复杂曲面工件超声彩色成像系统。

(2)超声波无损检测

资料表明，超声无损检测在液压系统中应用甚少，故将非接触超声检测应用于液压系统是人们期待开辟的新领域和探讨的重要课题。液压系统的建模、辨识和性能分析及故障检测中，用超声波流量计对高压小管径的压力管路进行动态流量测量占有非常重要的地位。而目前的超声波流摄计只能适用于较大(30ram以上 )管径。这类流量计不适于液压系统的状态监测 ，所以提高小管径超声波流量汁的测量准确度将是今后探索研究的方向。而压力这一重要参数，目前检测中应用大多是接圈式有损检测方法故从管外壁利用超声波技术检测压力具有广阔的开发和应用前景，最有生命力。因此，西安第二炮兵工程学院研制的 GWCY型超声波管外测压仪和沈阳建筑 工程学院研制的 FJCY超声波非接触测压故障仪均有待与进一步提高性能，开发应用市场。