超聲波衰減與動(dòng)態(tài)濾波及超聲波探傷原理

超聲波探傷原理

超聲探傷是一種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，利用超聲波在材料中傳播時(shí)遇到界面（如裂紋、氣孔缺陷）反射回來(lái)的回波特征來(lái)分析與檢測(cè)被測(cè)物體內(nèi)部的缺陷情況。超聲波探傷方法按照原理的不同可以分為脈沖反射法、脈沖透射法和共振法。目前應(yīng)用最廣泛的還是脈沖反射法探傷。超聲相控陣技術(shù)中仍然是脈沖反射法探傷法，只不過(guò)利用了相控陣技術(shù)。

超聲波衰減與動(dòng)態(tài)濾波

超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)聲波的散射、吸收以及超聲波束自身的擴(kuò)散等因素，其能量(振幅，聲強(qiáng)等)隨距離的增大而逐漸減小的現(xiàn)象，稱(chēng)為超聲波的衰減。介質(zhì)對(duì)超聲波的衰減機(jī)理十分復(fù)雜，很難對(duì)它們進(jìn)行準(zhǔn)確的理論分析，一般只能通過(guò)實(shí)際測(cè)量來(lái)確定其衰減系數(shù)，且不同的超聲波類(lèi)型和不同的頻率，在相同的介質(zhì)中有不同的衰減系數(shù)。對(duì)于金屬探傷而言，超聲波在普通碳素鋼中的衰減與頻率大致成線(xiàn)性關(guān)系。例如普通碳素鋼在超聲頻率為 4.5MHz 的衰減系數(shù)為1.1dB cmi，因此頻率為 4.5MHz 的超聲波在普通碳素鋼中來(lái)回傳播 20cm 時(shí)將衰減 22dB。

隨頻率增加的衰減對(duì)發(fā)射脈沖的頻譜不利，因?yàn)楦哳l分量比低頻分量衰減的多，致使發(fā)射信號(hào)的頻譜的中心頻率將隨著超聲脈沖向深處傳播而下移。因此希望在近場(chǎng)選擇具有良好分辨力的高頻分量以及容易達(dá)到材料深部的低頻分量，動(dòng)態(tài)濾波就是用來(lái)自動(dòng)選擇以上具有診斷價(jià)值的頻率分量，動(dòng)態(tài)濾波就是根據(jù)發(fā)射回波的深度不同采用不同的濾波器。