超聲波檢測方法

A. 超聲檢測原理是什麼

超聲檢測（Ultrasonic Testing），業內人士簡稱UT，是工業無損檢測（Nondestructive Testing）中應用最廣泛、使用頻率最高且發展較快的一種無損檢測技術，可以用於產品製造中質量控制、原材料檢驗、改進工藝等多個方面，同時也是設備維護中不可或缺的手段之一。

2 超聲檢測主要的應用是檢測工件內部宏觀缺陷和材料厚度測量。按照不同特徵，可將超聲檢測分為多種不同的方法：
2.1 按原理分類：超聲波脈沖反射法、衍射時差法（Time of Flight Diffraction，簡稱TOFD）等。
2.2 按顯示方式分類：A型顯示、超聲成像顯示（B、C、D、P掃描成像、雙控陣成像等）。A型顯示的超聲波脈沖反射法是五大常規無損檢測技術之一，其他四種是：射線檢測（Radiographic Testing）：射線照相法、磁粉檢測（Magnetic Particle Testing）、滲透檢測（Penetrant Testing）、渦流檢測（Eddy Current Testing）。
3 超聲檢測原理，本質上是利用超聲波與物質的相互作用：反射、折射和衍射。
3.1 什麼是超聲波？我們把能引起聽覺的機械波稱為聲波，頻率在20-20000Hz之間，而頻率高於20000Hz的機械波稱為超聲波，人類是聽不到超聲波的。對於鋼等金屬材料的檢測，我們常用頻率為0.5~10MHz的超聲波。（1MHz=10的六次方Hz）
3.2 如何發出和接收超聲波？超聲檢測用探頭的核心元件是壓電晶片，其具有壓電效應：在交變拉壓應力的作用下，晶體可以產生交變電場。當高頻電脈沖激勵壓電晶片時，發生逆壓電效應，將電能轉換成聲能（機械能），探頭以脈沖的方式間歇發射超聲波，即脈沖波。當探頭接受超聲波時，發生正壓電效應，將聲能轉換成電能。
3.3超聲檢測所用的常規探頭，一般由壓電晶片、阻尼塊、接頭、電纜線、保護膜和外殼組成，一般分為直探頭和斜探頭兩個類別，後者的話通常還有一個使晶片與入射面成一定角度的斜鍥塊。

B. 超聲波檢查的方法是什麼

超聲檢查即利用超聲波原理作用於人體，來判斷人體組織的生理特性、形態結構與功能狀態的一種非創傷性檢查方法。超聲檢查的特點是：操作簡便、可多次重復、切面靈活多樣，且無放射損傷，同時具價廉、安全、無痛、定位可靠報告及時等。超聲波檢查宜做近期跟蹤復查，以掌握病情的動態，同時也可作為產期健康檢查項目之一，以便早期發現病變。超聲波檢查的方法有4種，即A型(示波)法、B型(成象)法、M型(超聲心動圖)法、扇型(兩維超聲心圖)法(多普勒超聲法)。

B型法，即B超檢查在腹部應用最廣，能顯示肝、膽、脾、胰、腎及腎上腺的正常解剖，判斷有無病變，病變是囊性或實性、良性或惡性。

B超腹部檢查必須在空腹狀態下進行，尤其是對膽囊的觀察。婦產科病變，如子宮及附件腫瘤，也應首選B超檢查。妊娠時做B超檢查，可確定胎兒的數目、發育情況、胎盤的位置等。膀胱檢查時，受檢者處憋尿狀態，對病變的顯示更清楚。乳腺病變也可用B超檢查。但是B超也有其局限性，不適宜檢查含氣的結構(如肺)，也不適宜檢查骨及被骨遮蔽的結構。

扇型法可得到心臟各種切面圖象，並可觀察到心臟收縮和舒張時的真實表現，檢測心臟和血管的血流動力學狀態，尤其對先天性心臟病和瓣膜病的分流及返流情況，有較大的診斷價值。多普勒彩色血流顯象，以實時彩色編碼顯示血流的方法，即在顯示屏上以不同彩色顯示不同血流方向和流速，從而增強對血流的直流感。心腔中存在的小血塊以及瓣膜上的裂口等改變也可被發現。此外，經顱超聲多普勒對腦血管病的診斷，及腹部血管檢查對腎功能狹窄、胎兒臍帶繞頸等的診斷均有很高價值。

M型法可根據體內心臟等結構活動，記錄其與胸壁(探頭)間的回聲距離變化曲線，從記錄的曲線圖上，可清晰認出心壁、室間隔、心腔、瓣膜等特徵。可用來診斷多種心臟病。對心房內粘液瘤檢出率極高。

A型法主要從示波上的波幅、波數、波的先後次序等，來判斷有無異常病變。可診斷腦血腫、腦瘤、囊腫及胸腹水、早孕、葡萄胎等。但由於此法過分粗略，現已基本淘汰。

C. 超聲波樁基檢測方法

按照超聲波換能器通道在樁體中的不同的布置方式，超聲波透射法基樁檢測有三種方法：
（1）樁內單孔透射法

在某些特殊情況下只有一個孔道可供檢測使用，例如在鑽孔取芯後，我們需進一步了解芯樣周圍混凝土質量，作為鑽芯檢測的補充手段，這時可採用單孔檢測法，此時，換能器放置於一個孔中，換能器間用隔聲材料隔離（或採用專用的一發雙收換能器）。超聲波從發射換能器出發經耦合水進入孔壁混凝土表層，並沿混凝土表層滑行一段距離後，再經耦合水分別到達兩個接收換能器上，從而測出超聲波沿孔壁混凝土傳播時的各項聲學參數。需要注意的是， 當孔道中有鋼質套管時，由於鋼管影響超聲波在孔壁混凝土中的繞行，故不能用此法。

（2）樁外單孔透射法

當樁的上部結構已施工或樁內沒有換能器通道時，可在樁外緊貼樁邊的土層中鑽一孔作為檢測通道，檢測時在樁頂面放置一發射功率較大的平面換能器，接收換能器從樁外孔中自上而下慢慢放下，超聲波沿樁身混凝土向下傳播，並穿過樁與孔之間的土層，通過孔中耦合水進入接收換能器，逐點測出透射超聲波的聲學參數，根據信號的變化情況大致判定樁身質量。由於超聲波在土中衰減很快，這種方法的可測樁長十分有限，且只能判斷夾層、斷樁、縮頸等。另外灌注樁樁身剖面幾何形狀往往不規則，給測試和分析帶來困難。
該方法在規范中均沒有提及，不推薦使用。

（3）樁內跨孔透射法
此法是一種成熟可靠的方法，是超聲波透射法檢測樁身質量的最主要形式，其方法是在樁內預埋兩根或兩根以上的聲測管，在管中注滿清水，把發射、接收換能器分別置於兩管道中。檢測時超聲波由發射換能器出發穿透兩管間混凝土後被接收換能器接收，實際有效檢測范圍為聲波脈沖從發射換能器到接收換能器所掃過的面積。根據不同的情況，採用一種或多種測試方法，採集聲學參數，根據波形的變化，來判定樁身混凝土強度，判斷樁身混凝土質量，跨孔法檢測根據兩換能器相對高程的變化，又可分為平測、斜測、交叉斜測、扇形掃描測等方式，在檢測時視實際需要靈活運用。

平測法

斜測法

扇測法

樁內跨孔透射法三種方法的運用：
現場的檢測過程一般首先是採用平測法對全樁各個檢測剖面進行普查，找出聲學參數異常的測點。
然後，對聲學參數異常的測點採用加密平測測試、斜測或扇形掃測等細測方法進一步檢測，這樣一方面可以驗證普查結果，另一方面可以進一步確定異常部位的范圍，為樁身完整性類別的判定提供可靠依據。

D. 家中如何測試超聲波

超聲波清洗機作為工業重要清洗設備，其清洗效率和清洗效果成為人們重點關注之事。如果工件清洗效果不佳，將影響工件的二次加工，因此，人們需研究出可監控超聲波清洗機清洗效果的方法，確保工件清洗效果良好。根據我國專家的研究，可採用毛玻璃片法、鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法檢測工件的清洗效果。

在運用鋁箔測試法監測超聲波清洗機清洗效果時發現，10μm的鋁箔紙在測試時受損較為嚴重，無法判斷清洗效果，而其他厚度的鋁箔測試的合格率差距相對較小。通過監測試驗發現，厚度超過20μm的鋁箔紙作為檢測工具時，清洗效果更加明顯，監測起來也更加方便。運用毛玻璃片或超聲能量瓶監測超聲波清洗機清洗效果時發現，監測物品大小並不影響監測效果，但放置的位置會有一定影響。為了確保監測的准確性，需要分別根據清洗時間、清洗溫度和清洗頻率設計不同的試驗組，且每組的試驗數量都達到相關要求。

人們同時使用三種方法監測超聲波清洗機清洗效果時發現，鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法的監測合格率明顯低於毛玻璃片法，監測的結果更為准確。由此可見，鋁箔測試法和超聲能量瓶檢測法更加適合於監測超聲波清洗機的清洗效果，如果條件不允許，人們再退而求其次地選擇毛玻璃片法，並且將毛玻璃片豎放於清洗機的四角位置，提高監測的難度。