超声波检测方法

A. 超声检测原理是什么

超声检测（Ultrasonic Testing），业内人士简称UT，是工业无损检测（Nondestructive Testing）中应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，可以用于产品制造中质量控制、原材料检验、改进工艺等多个方面，同时也是设备维护中不可或缺的手段之一。

2 超声检测主要的应用是检测工件内部宏观缺陷和材料厚度测量。按照不同特征，可将超声检测分为多种不同的方法：
2.1 按原理分类：超声波脉冲反射法、衍射时差法（Time of Flight Diffraction，简称TOFD）等。
2.2 按显示方式分类：A型显示、超声成像显示（B、C、D、P扫描成像、双控阵成像等）。A型显示的超声波脉冲反射法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：射线检测（Radiographic Testing）：射线照相法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检测（Penetrant Testing）、涡流检测（Eddy Current Testing）。
3 超声检测原理，本质上是利用超声波与物质的相互作用：反射、折射和衍射。
3.1 什么是超声波？我们把能引起听觉的机械波称为声波，频率在20-20000Hz之间，而频率高于20000Hz的机械波称为超声波，人类是听不到超声波的。对于钢等金属材料的检测，我们常用频率为0.5~10MHz的超声波。（1MHz=10的六次方Hz）
3.2 如何发出和接收超声波？超声检测用探头的核心元件是压电晶片，其具有压电效应：在交变拉压应力的作用下，晶体可以产生交变电场。当高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转换成声能（机械能），探头以脉冲的方式间歇发射超声波，即脉冲波。当探头接受超声波时，发生正压电效应，将声能转换成电能。
3.3超声检测所用的常规探头，一般由压电晶片、阻尼块、接头、电缆线、保护膜和外壳组成，一般分为直探头和斜探头两个类别，后者的话通常还有一个使晶片与入射面成一定角度的斜锲块。

B. 超声波检查的方法是什么

超声检查即利用超声波原理作用于人体，来判断人体组织的生理特性、形态结构与功能状态的一种非创伤性检查方法。超声检查的特点是：操作简便、可多次重复、切面灵活多样，且无放射损伤，同时具价廉、安全、无痛、定位可靠报告及时等。超声波检查宜做近期跟踪复查，以掌握病情的动态，同时也可作为产期健康检查项目之一，以便早期发现病变。超声波检查的方法有4种，即A型(示波)法、B型(成象)法、M型(超声心动图)法、扇型(两维超声心图)法(多普勒超声法)。

B型法，即B超检查在腹部应用最广，能显示肝、胆、脾、胰、肾及肾上腺的正常解剖，判断有无病变，病变是囊性或实性、良性或恶性。

B超腹部检查必须在空腹状态下进行，尤其是对胆囊的观察。妇产科病变，如子宫及附件肿瘤，也应首选B超检查。妊娠时做B超检查，可确定胎儿的数目、发育情况、胎盘的位置等。膀胱检查时，受检者处憋尿状态，对病变的显示更清楚。乳腺病变也可用B超检查。但是B超也有其局限性，不适宜检查含气的结构(如肺)，也不适宜检查骨及被骨遮蔽的结构。

扇型法可得到心脏各种切面图象，并可观察到心脏收缩和舒张时的真实表现，检测心脏和血管的血流动力学状态，尤其对先天性心脏病和瓣膜病的分流及返流情况，有较大的诊断价值。多普勒彩色血流显象，以实时彩色编码显示血流的方法，即在显示屏上以不同彩色显示不同血流方向和流速，从而增强对血流的直流感。心腔中存在的小血块以及瓣膜上的裂口等改变也可被发现。此外，经颅超声多普勒对脑血管病的诊断，及腹部血管检查对肾功能狭窄、胎儿脐带绕颈等的诊断均有很高价值。

M型法可根据体内心脏等结构活动，记录其与胸壁(探头)间的回声距离变化曲线，从记录的曲线图上，可清晰认出心壁、室间隔、心腔、瓣膜等特征。可用来诊断多种心脏病。对心房内粘液瘤检出率极高。

A型法主要从示波上的波幅、波数、波的先后次序等，来判断有无异常病变。可诊断脑血肿、脑瘤、囊肿及胸腹水、早孕、葡萄胎等。但由于此法过分粗略，现已基本淘汰。

C. 超声波桩基检测方法

按照超声波换能器通道在桩体中的不同的布置方式，超声波透射法基桩检测有三种方法：
（1）桩内单孔透射法

在某些特殊情况下只有一个孔道可供检测使用，例如在钻孔取芯后，我们需进一步了解芯样周围混凝土质量，作为钻芯检测的补充手段，这时可采用单孔检测法，此时，换能器放置于一个孔中，换能器间用隔声材料隔离（或采用专用的一发双收换能器）。超声波从发射换能器出发经耦合水进入孔壁混凝土表层，并沿混凝土表层滑行一段距离后，再经耦合水分别到达两个接收换能器上，从而测出超声波沿孔壁混凝土传播时的各项声学参数。需要注意的是， 当孔道中有钢质套管时，由于钢管影响超声波在孔壁混凝土中的绕行，故不能用此法。

（2）桩外单孔透射法

当桩的上部结构已施工或桩内没有换能器通道时，可在桩外紧贴桩边的土层中钻一孔作为检测通道，检测时在桩顶面放置一发射功率较大的平面换能器，接收换能器从桩外孔中自上而下慢慢放下，超声波沿桩身混凝土向下传播，并穿过桩与孔之间的土层，通过孔中耦合水进入接收换能器，逐点测出透射超声波的声学参数，根据信号的变化情况大致判定桩身质量。由于超声波在土中衰减很快，这种方法的可测桩长十分有限，且只能判断夹层、断桩、缩颈等。另外灌注桩桩身剖面几何形状往往不规则，给测试和分析带来困难。
该方法在规范中均没有提及，不推荐使用。

（3）桩内跨孔透射法
此法是一种成熟可靠的方法，是超声波透射法检测桩身质量的最主要形式，其方法是在桩内预埋两根或两根以上的声测管，在管中注满清水，把发射、接收换能器分别置于两管道中。检测时超声波由发射换能器出发穿透两管间混凝土后被接收换能器接收，实际有效检测范围为声波脉冲从发射换能器到接收换能器所扫过的面积。根据不同的情况，采用一种或多种测试方法，采集声学参数，根据波形的变化，来判定桩身混凝土强度，判断桩身混凝土质量，跨孔法检测根据两换能器相对高程的变化，又可分为平测、斜测、交叉斜测、扇形扫描测等方式，在检测时视实际需要灵活运用。

平测法

斜测法

扇测法

桩内跨孔透射法三种方法的运用：
现场的检测过程一般首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。
然后，对声学参数异常的测点采用加密平测测试、斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测，这样一方面可以验证普查结果，另一方面可以进一步确定异常部位的范围，为桩身完整性类别的判定提供可靠依据。

D. 家中如何测试超声波

超声波清洗机作为工业重要清洗设备，其清洗效率和清洗效果成为人们重点关注之事。如果工件清洗效果不佳，将影响工件的二次加工，因此，人们需研究出可监控超声波清洗机清洗效果的方法，确保工件清洗效果良好。根据我国专家的研究，可采用毛玻璃片法、铝箔测试法和超声能量瓶检测法检测工件的清洗效果。

在运用铝箔测试法监测超声波清洗机清洗效果时发现，10μm的铝箔纸在测试时受损较为严重，无法判断清洗效果，而其他厚度的铝箔测试的合格率差距相对较小。通过监测试验发现，厚度超过20μm的铝箔纸作为检测工具时，清洗效果更加明显，监测起来也更加方便。运用毛玻璃片或超声能量瓶监测超声波清洗机清洗效果时发现，监测物品大小并不影响监测效果，但放置的位置会有一定影响。为了确保监测的准确性，需要分别根据清洗时间、清洗温度和清洗频率设计不同的试验组，且每组的试验数量都达到相关要求。

人们同时使用三种方法监测超声波清洗机清洗效果时发现，铝箔测试法和超声能量瓶检测法的监测合格率明显低于毛玻璃片法，监测的结果更为准确。由此可见，铝箔测试法和超声能量瓶检测法更加适合于监测超声波清洗机的清洗效果，如果条件不允许，人们再退而求其次地选择毛玻璃片法，并且将毛玻璃片竖放于清洗机的四角位置，提高监测的难度。