超聲波測(cè)量及超聲探傷含思考題

1、1成績(jī)成績(jī)西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告第1頁(yè)（共頁(yè)（共9頁(yè)）頁(yè)）課程：課程：______________近代物理實(shí)驗(yàn)近代物理實(shí)驗(yàn)______________實(shí)驗(yàn)日期：年月日專業(yè)班號(hào)專業(yè)班號(hào)____________組別組別______________交報(bào)告日期：年月日姓名____BiggerBigger____學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)__報(bào)告退發(fā)：（訂正、重做）（訂正、重做）同組者_(dá)_________________教師審批簽字：實(shí)驗(yàn)名稱：超聲波測(cè)量及超聲探傷實(shí)

2、驗(yàn)名稱：超聲波測(cè)量及超聲探傷一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解超聲波產(chǎn)生的原理和波形；2、理解超聲波聲速與固體彈性常數(shù)的關(guān)系；3、掌握超聲波聲速等參數(shù)的測(cè)量方法；4、掌握超聲波探傷技術(shù)。二、二、實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器超聲波發(fā)射和接收主機(jī)，超聲波探頭（直探頭、斜探頭、可變角探頭），實(shí)驗(yàn)樣品，示波器等。三、三、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理在本專題實(shí)驗(yàn)中，我們采用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，即壓電換能器，它是利用壓電材料的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)射和接收

3、。1.壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)某些固體物質(zhì)，在壓力（或拉力）的作用下產(chǎn)生變形，從而使物質(zhì)本身極化，在物體相對(duì)的表面出現(xiàn)正、負(fù)束縛電荷，這一效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。物質(zhì)的壓電效應(yīng)與其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)。如石英晶體的化學(xué)成分是SiO2，它可以看成由4價(jià)的Si離子和2價(jià)O離子組成。晶體內(nèi)，兩種離子形成有規(guī)律的六角形排列，如圖1所示。其中三個(gè)正原子組成一個(gè)向右的正三角形，正電中心在三角形的重心處。類似，三個(gè)負(fù)原子對(duì)（六個(gè)負(fù)原子）組成一個(gè)向左的三角形，其負(fù)電中心也

4、在這個(gè)三角形的重心處。晶體不受力時(shí)，兩個(gè)三角形重3如果試塊材質(zhì)均勻，超聲波聲速c一定，則超聲波在試塊中的傳播距離為Sct??圖2脈沖超聲波在試塊中的傳播(a)及示波器的接收信號(hào)(b)3.3.超聲波波型及換能器種類超聲波波型及換能器種類如果晶片內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于晶片平面，那么晶片向外發(fā)射的就是超聲縱波。超聲波在介質(zhì)中傳播可以有不同的波型，它取決于介質(zhì)可以承受何種作用力以及如何對(duì)介質(zhì)激發(fā)超聲波。通常有如下三種:縱波波型：縱波波型：當(dāng)介

5、質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向一致時(shí)，此超聲波為縱波波型。任何固體介質(zhì)當(dāng)其體積發(fā)生交替變化時(shí)均能產(chǎn)生縱波。橫波波型：橫波波型：當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向相垂直時(shí)，此種超聲波為橫波波型。由于固體介質(zhì)除了能承受體積變形外，還能承受切變變形，因此，當(dāng)其有剪切力交替作用于固體介質(zhì)時(shí)均能產(chǎn)生橫波。橫波只能在固體介質(zhì)中傳播。表面波波型：表面波波型：是沿著固體表面?zhèn)鞑サ木哂锌v波和橫波的雙重性質(zhì)的波。表面波可以看成是由平行于表面的縱波